GIS 技术在岩土工程勘察中的运用实践研究

2023-08-07罗庆伟

建材与装饰 2023年24期

罗庆伟

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州贵阳 550001）

0 引言

在岩土工程勘察工作当中，科学运用GIS 技术特别重要，特别是在信息化时代发展背景下，GIS 技术越来越完善，在工程勘察期间被广泛运用。结合岩土工程的勘察工作特点能够得知，通过合理应用GIS 技术，可以保证工程勘察数据更加精确，减少错误数据的出现，故本文主要探讨岩土工程勘察过程中GIS 技术的具体应用要点，内容如图1 所示。

图1 GIS 技术

1 GIS 系统组成分析

关于GIS 系统组成，主要从以下4 个方面进行分析。

（1）地形图数据库。系统内部所包括的地形图数据库由3 个部分组成（图2），分别是属性图库、区域图库与单幅图库等。单幅图库当中存储和测量规范有关的各种类型地形图，区域图库已经摆脱管理层面限制，在区域内部，通过进行有效拼接，让单幅图变成无缝地图。与此同时，工作人员可以根据系统、专业，自地形图当中提取出具体内容，划分对其所对应的图层进行有效存储，最终形成包括全部专业内容和区域的系统图，将其和属性数据库稳定连接，形成更为稳定的GIS 系统属性数据库。

图2 地形图数据库组成

（2）属性数据库。结合系统运行情况能够得知，建立专用于属性库数据表结构，针对属性数据库来讲，其主要包括电力、交通和通讯在内的各项系统信息，以及各类要素信息，如水系、地物和植被等。

（3）测量数据库。一般而言，测量数据库主要包含两个部分，分别是数据库和控制数据库等（图3），控制数据库当中存储各个控制点的全新成果，能够对具体测量资料实施自动化管理和控制，与此同时，也可以防止出现失密和泄密现象，能够为工作人员提供多种类型的查询功能，并支持增加、删除和修改等一系列操作。项目数据库存储能够辅助成图项目的各项资料，能够为工作人员提供准确的档案编号，具备比较好的查询功能。

图3 测量数据库主要部分

（4）地质数据库。通常来讲，地质数据库主要包含两个方面的内容，分别是工程地质内容与工程资料（图4），此数据库可以利用不同类型的地质资料，针对未来发展趋势进行有效分析，进而为场地的勘察提供良好帮助。工程地质项目数据库当中，存储比较多的辅助成图项目所对应的存档资料，工作人员能够对各种类型的档案信息进行快速查询[1]。

图4 地质数据库主要内容

2 GIS 技术的具体运用

2.1 做好准备工作

岩土工程勘察需要在较为复杂的环境下进行，故对最终的勘察数据真实性会产生比较大的影响，结合GIS 技术的应用现状能够得知，通过加强准备，可以为后续勘察提供诸多的便利。例如，工作人员需要合理配置电源，从根本上减少用电风险事故的发生，为GIS 安装提供一个更加稳定、安全的环境。同时，技术人员还要具备良好的安全意识，不断提升用电安全性。

此外，在场地布置过程当中，因为存在较多配件，为确保GIS 技术得到更好应用，在实际安装期间，工作人员需要加强技术控制力度，同时，还要加大细节和精度控制力度，减少人为误差的出现。针对施工场地内部，需要按时清理，合理选择结构配件，不断提升各项操作的规范性与合理性，保证用电操作更加安全。

2.2 合理安装

在安装各项设备的过程当中，工作人员需要认真按照安装流程开展具体工作，结合厂家所提供的编号与步骤进行，防止出现安装错误的现象，由内到外进行安装，并结合有关规定要求，加强配置，避免出现误装现象。针对工作人员来讲，在选取安装吊点期间，需要结合产品要求进行选择，如果存在不平衡吊装配件，在实际组装期间，不能采取解体检测方法。若施工场地内部存在解体，需要获取制造人员同意，方可进行后续的安装。

各项电器元件安装完毕后，需通过吊链进行调节平衡，电器元件完成组装之后，在现场组装环节，不能开展解体检验，工作人员所采用的密封脂和擦拭材料，包括润滑剂和清洁剂等，均需要满足具体规定要求[2]。

2.3 构建地理信息系统

为保证GIS 技术在岩土工程勘察当中得到良好运用，勘察人员需结合实际情况，构建稳定的地理信息系统，保证各项设施得到合理运用。在构建地理信息系统期间，需要结合实际情况，采用专业软件妥善处理各项数据，不断提高勘察数据的精确性与合理性，同时，还要保证各项信息具备良好的共享性，一般来讲，构建地理信息系统主要包含以下内容。

（1）有效引入数据。在以往调查研究基础之上，进一步明确系统勘察对象和实际需求，收集和其有关的数据和信息，经过妥善处理之后，将各项数据信息快速导入表格当中。

（2）采用专业软件。通过有效应用专业软件工具，针对现有的地图进行集中化分析。

（3）系统实施二次研发。针对软件工具当中的各项元件，需要进行二次开发，可结合用户实际需求，以此作为主要参考依据，将满足具体标准要求的各项功能命令放入工具栏当中，并采取打包的方法，对既有流程进行优化与改进[3]。

（4）软件运行。软件检验和调试结束后，软件能够成型，进而更好展现出岩土勘探数据和信息，也能够让数据和信息资料的重要潜能得到充分展现，为后期的决策奠定良好基础。

2.4 注意要点

2.4.1 构建勘察数据库

针对岩土工程勘察单位来讲，不同项目在地理空间当中，保持紧密相邻，也可能存在分享相同地理空间信息的现象，由此能够得知，部分勘察外部信息主要以室内具体实验信息勘察数据作为重要依据，故勘察工作流程比较复杂。工作人员需要结合GIS 构成钻孔的历史数据库，能够快速查找各项勘察数据与信息，并采取GIS 软件，针对各项数据进行详细分析。通过积极应用GIS 技术，能够实现岩土工程勘察数据与信息的快速存储与查找[4]。图5 为GIS 功能的实现过程。

图5 GIS 功能的实现过程

各个项目当中的具体勘察点实际地理坐标任务，需要是同一个地理坐标系，若存在差异，需要开展地理坐标系转换，技术人员需要结合勘察部位的性质进行引入，全部勘察部位均能够体现在一个地图当中，采取GIS 当中的空间拓扑分析工具进行分析，例如，在缓冲位置分析过程当中，工作人员需要对新分布钻孔进行分析，进而更好了解缓冲区域的半径，进而得到固定范围之内的沥青钻孔数据信息，将工程号码等一系列性质有效展现，由此工作人员能够在较短时间内，快速找到以往的勘察数据，做出正确的决策。

若项目四周地下管线分布复杂，在应用GIS 技术的过程当中，工作人员需要加入新图层，并采取软件的叠加分析功能，有效判断出新分布孔四周是否需要避开线路，由此对钻孔点进行合理调整，确保岩土工程勘察工作更加安全[5]。

2.4.2 制作平面图与三维地质截面图

根据岩土工程的勘察工作特点能够得知，在实际勘察环节，以往工程平面图主要采取CAD 技术来实现，通过运用CAD 技术，采取渲染与色彩添加方法，充分展现出项目所在区域的地势与地貌情况，确保地图更为美观，场所查找也更为便捷，也可以为后续的场所查找提供便利。GIS 技术的有效运用，可以让每种地物具备独特性质，不再是单纯图形。

结合岩土勘察特点能够得知，地质截面图位置具备不可替代的特点，现阶段，截面图均采取二维平面图，主要是按照固定切面来展示，在GIS 技术的全面支持下，工作人员可结合具体钻孔与实验结果，获得准确度比较高的三维模型，也能够对模型的展现缩放、平移与旋转等各个方向实施剖切，由此能够获取更为精确的勘察数据[6]。

2.4.3 其他注意事项

为保证GIS 技术在岩土工程地质勘察当中得到更好运用，工作人员还要加强数据录入控制力度，在录入各项数据的过程之中，需要确保各项数据更加准确、合理，数据录入作为岩土工程勘察当中的核心内容，也是整个工程的重要基础，能够为工程后续各项操作提供重要来源，因此，工作人员需要认真对待此项工作，不断提升各项数据的规范性与准确性，不断提高最终效果，避免在后续的处理与分析中出现其他问题。

除此之外，针对岩土工程勘察人员而言，还要合理运用有关软件，要求工作人员结合岩土工程勘察数据的处理与分析情况，科学选择相关软件，软件作为应用的主要载体，通过科学运用，能够获得比较准确的勘察结果[7]。

结合岩土工程的勘察特点能够得知，通过运用GIS技术，可以快速收集岩土有关资料，然后将其存储成相应数据格式，通过电缆或者PC 卡，实现数据的有效传输，将其有效保存至数据文件当中，利用计算机，针对所获取的各项数据进行有效调用，同时，将GIS 技术和CAD 技术有效结合，形成矢量化数字地图，由此能够为工程勘察与设计提供重要参考。

岩土地质子系统主要包含钻孔资料数据库与地质数据库，结合已经获得的地质资料能够得知，岩土地质数据库可以对后续趋势进行有效分析，由此生成准确勘察数据，钻孔资料数据库可以对钻孔期间所获取的各项资料进行有效分析与整理[8]。地质数据库在已经结束成图地质存档资料进行科学管理与存储，重点包含各类原位测试数据、剖面图等。