地理信息系統在地質工程勘查中的應用

李峰　王維娜

[摘要]地理信息系統又稱為地學信息系統，它可以處理空間實體以及空間關系，是一種特定的非常重要的空間信息系統。隨著現代網絡技術、圖形處理技術、數據庫技術以及計算機技術的發展，地理信息系統在地質工程勘察中的應用也得到了重視。

[關鍵詞]地理信息系統 地質工程勘察 應用

一、地理信息系統的概念

地理信息系統（GIS）在計算機硬件和軟件系統的支持下，可以對整個或者部分地球表層中的地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示以及描述。地理信息系統可以分成人員、數據、硬件、軟件、過程這五個部分，人員是地理信息系統中最重要的部分，首先開發人員要定義地理信息系統中需要執行的每個任務，然后進行處理程序的開發，開發人員要具備熟練的操作水平，才能克服地理信息系統中出現的問題。精確的數據會影響到查詢和分析的準確度。硬件的性能可以影響到軟件處理數據的速度。軟件除了地理信息系統，還包含繪圖、數據庫、影像處理、統計等其他程序。

二、地理信息系統的功能特征

地理信息系統亦稱之為GIS，是基于地理空間數據庫，并借助計算機軟硬件，對具有空間內涵的地理數據進行科學分析和綜合管理，在地質學中的應用，可提供地質管理、決策等重要信息。其系統功能特征表現為以下幾點：（1）數據輸入。地理信息系統在收集相應地質信息資料之后，以圖形數據、圖像數據和屬性數據的形式，將數據輸入到系統當中，為地質災害防范、環境地質研究、地質剖面繪圖等，提供科學合理的數據。（2）檢索查詢。地理信息系統提供交互式查詢檢索、影像庫查詢檢索、圖形庫查詢檢索、屬性庫查詢檢索等檢索查詢功能，可供系統應用時快速找到所需的數據資料。（3）統計分析。針對地質學中的空間分析、模型分析預測、專業統計分析、常規統計分析等統計分析需求，在經過一系列信息篩選后，分析輸出地質災害、環境地質研究等所需的信息。

三、地理信息系統在地質勘察中的應用現狀

在當前我國社會經濟發展的過程中，其國土資源的利用有著十分重要的意義，它是人們日常生活、社會生產的基礎內容之一。因此為了提升國土資源的利用率，我們就將地理信息系統技術應用到其中，從而對相關的空問數據信息進程采集，進而滿足現代化地質信息化建設的相關要求。近年來，在我國地質勘測工作中，人們為了使得資源可以得到充分的利用，人們在制定了相關的規范制度和文獻規則，來對其進行相應的優化管理，促進我國國民經濟建設。

地質工程勘察的場區地下空間由很多地層組成。經過抽象歸納，對其特征進行分析，主要表現為以下幾方面內容：其一，地層具備一定的地質成因、巖土性能、地質年代等特征，在空間中連續分布，并且相同的地層具備共同的特征；其二，不同的地層依照一定順序呈縱向疊加規律，橫向分布的地質結構同外部作用有著密切的關聯。

當前，地質勘察的數據信息其處理方法主要是進行人工管理，借用Microsoft Office表格、Auto CAD繪圖軟件及土木巖石專業的工程計算軟件進行輔助，制作勘察報告及圖表。因此，經常出現數據輸入錯誤、重復、信息凌亂，管理能力差等問題，對資料的準確性及處理效率都造成影響。以地理信息系統為基礎，對地質勘察信息進行處理，可以更好的保證工作效率，處理上述問題。

四、地理信息系統在地質勘察中的應用

1、創建模型

勘察對象的地形較為復雜，其包含了各種各樣的自然地質及人工設施。因此，應依據地質情況的不同建立三維模型。依照的原則為：結構描述清晰、關系明確、具備一定的空間精度，從而為后續的信息分析及處理提供方便。

2、可視化管理的數據庫

數據庫的管理工作是進行地質勘察的基礎。盡管應用以往的數據庫能夠對記錄進行管理，但是其工作效率相對較低。應用可視化的管理數據能夠對三維空間進行各項操作。地理信息的主要功能就在于其可視化，同時也是對空間數據庫進行觀測的基本方法。伴隨著三維技術及可視化的不斷發展，3D、Direct3D被廣泛應用到地質的可視化技術中，并發揮著極為關鍵的功效。同時，在Windows操作系統中，應用3D函數，不僅可以創造良好的立體效果，同時還可以減小軟件研制的繁復性，進而對可視化軟件同三維數據模型接口間的問題進行處理。

3、地理信息系統在勘察安全中的應用

伴隨著水資源的不斷開發，環境情況逐漸惡劣，勘察工作的安全問題也日益突顯，事故頻發，災害經常出現，不僅影響了經濟發展的速率，同時還對人們的生命財產安全造成危害。所以，地質勘察信息系統在災害預防方面有著極為重要的作用。應用地理信息系統技術可以為災害預防提供強有力的數據保障。災害的分析工作是一項極為繁復的工作，需要大量的數據，耗時較長，并且很容易出現問題，應用地理信息系統技術建立數據庫，對災情可以更直觀地進行反映，讓決策人員猶如身在現場，對各種救災工作更快速地調動，減少決策的錯誤出現幾率，同現實問題相吻合。

4、地質勘察中其他工程的應用

在勘察中，有很多項目工程，其都同勘察的信息之間存在密切的關聯。應用地理信息系統技術，同模型相結合，可以對項目進行仔細規劃，具備鮮明的優越性。同時，對信息的分析、對比等操作能夠對未來的項目趨勢進行預測，為決策人員提供參考。

結束語：

雖然地理信息系統在地質工程勘察中被廣泛利用，但還存在著需要解決的問題，怎樣有效的組織和管理地質資源預測中的數據，怎樣平衡每種地質變量之間的關系，這些都是有待解決的問題。相信隨著GIS技術的逐漸完善，GIS在地質工程勘察中的作用會更加廣泛。