淺談工程地質環境評價方法

【摘要】工程地質環境評價方法，主要包括地理信息系統、BP人工神經網絡、灰色系統理論和模糊數學。

【關鍵詞】地理信息系統；BP人工神經網絡；灰色系統理論；模糊數學

【中圖分類號】TB16【文獻標識碼】B【文章編號】1005-1074(2008)07-0030-01

工程地質環境是與人類工程、經濟活動有關的地質環境；工程地質環境質量評價，就是研究人類生活及工程經濟活動對地質環境的適宜性，也就是評價工程地質環境的優劣程度。工程地質工作不僅需要對工程地質條件中的各個組件的質量作出定量評價，而且還要求把工程地質條件和人類工程活動、社會效益、經濟效益綜合成一個系統一并考慮，由此選擇最佳土地使用方案、最佳工程建設區，并指出不利的工程地質條件分布區，這對于可行性研究、城市總體規劃、建設布局與擬建工程投資規模的確定、進行工程地質勘察均有重要的意義。

1工程地質環境評價方法淺析

1.1地理信息系統(GIS)地理信息系統(即GIS)是以采集、存貯、管理、分析和描述整個或部分地球表面(包括大氣層在內)與空間和地理分布有關數據的空間信息系統。近幾年，隨著GIS相關技術的成熟，利用GIS的可視化管理和強大的空間分析功能，結合專業模型解決地球科學中相關問題的探索越來越多，并取得了豐碩的成果，但以往的GIS工作多集中在地質環境的評價上，對GIS在工程地質環境評價中的應用還未見到十分系統的研究報告。存在如下的一些問題：①GIS基礎軟件平臺的基礎上進行二次開發，拓展其空間分析功能，提取我們感興趣的信息，但是具體如何操作，目前仍是一個亟需與相關多學科的專家學者們相互協作、共同探討的問題。②地質環境評價具有多因素、多層次、不確定性強等特點，尋求特定地區特定的地質環境評價模型很有必要。③我們必須對所有的資料做出必要的、合理的取舍，以保證輸入GIS的不是“垃圾”。

1.2 BP人工神經網絡人工神經網絡(artificial neural network)指由大量與自然神經系統相類似的神經元聯結而成的網絡，是用工程技術手段模擬生物網絡結構特征和功能特征的一類人工系統。BP神經網絡模型是誤差反向傳播(back PPPagation)網絡模型的簡稱。它由輸入層、隱含層和輸出層組成。網絡的學習過程就是對網絡各層節點間連接權逐步修改的過程，這一過程由兩部分組成：正向傳播和反向傳播。正向傳播是輸入模式從輸入層經隱含層處理傳向輸出層；反向傳播是均方誤差信息從輸出層向輸入層傳播，將誤差信號沿原來的連接通路返回，通過修改各層神經元的權值，使得誤差信號最小。最近幾年來，神經網絡理論用于地震、石油、物探等方面的成果不斷涌現。另外，由于BP神經網絡模型具有很強的分類識別功能，識別速度快且準確，具有一定的預測評價能力，可以預計BP模型在工程地質問題中如地質樣品測定、拗陷圈閉地質評價以及地質環境評價等方面都具有較廣泛的應用前景。

1.3灰色系統理論灰色系統介于白色系統與黑箱之間，在該系統內部分信息已知，部分信息未知。灰色系統理論則是針對無經驗，數據又少的不確定性問題，即“少數不確定性”問題提出的。目前，各種灰色系統理論的方法已經得到廣泛運用。例如，中國石油天然氣總公司遙感所范兆術高級工程師等運用灰色模型GM(1，1)預測黃河人海口地形演變，為石油與天然氣的勘探提供基礎；武漢建材設計研究院程飚高級工程師運用灰色預測控制器控制硫酸生產過程，得到很好成果，過程非常平穩；吾斯曼、拜克力運用灰色聚類分析法對水環境質量進行評價，結果表明，此種方法物理意義明確，可以直接反映某區的水質的綜合水平，可比性強，使評價和分區研究進人定量化分析，從而提高綜合評價的質量和可信度。

1.4模糊數學方法模糊數學(Fuzzy Mathematics)是一個十分年輕的數學分支，它的產生使得數學能夠在一片更廣闊的領域里發揮獨特作用。尤其是它將二值邏輯(非O則1)進行模糊推廣，建立了模糊邏輯，使計算機的邏輯計算逐步接近人的形象思維方式，從而大大提高了計算機對模糊問題的處理能力，使機器智能化取得突破性進展。各種模糊技術成果和產品(如模糊芯片，模糊開發工具等硬件，模糊軟件產品等等)也逐漸從實驗室走向社會，并取了顯著的社會效益。在地質方面，模糊數學的應用深度逐漸加深，如南沙群島、佳木斯等運用模糊數學對其地區進行工程地質環境質量評價，使本來模糊的巖土體質量分類界限得以定量化、清晰化、精確化，評價結果也更符合客觀實際情況。同時，模糊數學在礦山環境綜合評價、地表水環境質量評價、程巖體質量評價、圈閉地質評價和湖庫綜合水質評價等方面均有廣泛的應用。

2結語

地質環境質量綜合評價是涉及多層次、多種因素作用的空間綜合決策問題!目前在環境質量評價中因素比較法、質量系數法、概率分析法、多元統計判別、模糊灰色聚類、模糊綜合評判、向量模系數法、復合模糊距離法MNO決策支持系統、專家系統、神經網絡等都是應用較多且均帶探索性的評價方法。工程建設產生的地質環境影響是深刻的，要科學、全面地對其進行分析，難度很大，目前國內外都在迅速發展評價指標體系、評價策略以及定量計算或定性評價的方法，但工程建設對地質環境影響分析的理論和方法不夠完善，因此要積極探索工程地質環境評價的新技術、新方法，應用高新技術，進一步完善工程地質環境評價方法。

3參考文獻

1李相然.煙臺市區工程地質環境質量評價與分區[J].煙臺大學學報，1995，(2)