基于巖土工程勘察數字化技術應用探討

張萬鋒

摘 要：巖土工程勘察工作中，隨著計算機信息技術的發展而引用了數字化技術。本文簡單分析了傳統勘查技術的不足之處，并簡要介紹了巖土工程數字化勘察技術，并重點分析了了數字化勘察技術實現應用的關鍵技術，對于深入研究和應用巖土工程數字化勘察技術有很大的積極意義。

關鍵詞：土工程 勘察 數字化技術 應用

中圖分類號：TU19 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（c）-0023-02

巖土工程勘察技術隨著計算機信息技術的發展而漸漸向數字化過渡。并且也在很大程度上推廣了數字化技術。勘察工作是巖土工程中建設中設計實施的基礎，如果依靠的數據是零散的，就很難將實際空間的變化情況完整的反射出來，因此，需要針對地形地貌、地下水位、鉆探資料、地層界面、多種物探等多方面內容進行勘探，取得全面完整的信息。這樣可以保證工作人員及時獲得清晰，系統，直接的相關數據，更好的做好巖土工程工作。目前，巖土工程的建模、特征分析、數字化、地質解釋、數據庫管理、圖形可視化等工作項目，在計算機圖形處理技術不斷發展的基礎上，得到了長足的發展。能夠最大程度地保證巖土工程勘探數字化系統不斷的向現代化和信息化發展。

1 傳統的巖土工程勘察方法存在的問題

1.1 勘察資料過于地質化

目前，相關勘探部門普遍工程規范制度比較陳舊技術落后，各自為政的進行勘察設計工作，再加上巖土工程本身有一些特殊性存在，雜合就讓設計和勘察之間的連接變得十分不緊密，因此，勘察的內容沒有辦法在設計中很好地體現，設計人員很難準確完整的對巖土工程信息進行分析和理解。另外由于設計人員沒有到位的專業素養，在設計過程中不能很好對工程勘察信息進行領會，這就造成了信息的浪費。

1.2 數字化地圖與數字化設計系統的聯系不夠緊密

地形圖在巖土工程勘探中是設計系統的底圖，在數字化地圖當中有一些細節不是很合理，因此，沒有辦法和CAD進行很好的關聯。因此，只能讓設計系統將勘探資料再次數字化，這就給CAD設計軟件的推廣造成了一定程度上的障礙。

1.3 勘察信息數字化程度較低

勘察部門主要是通過圖紙、文字、表格來描述相關內容，供勘察信息，這樣對設計師分析勘察數據有一定的影響。造成了地里勘察信息解讀的難度。

2 數字化勘察技術

數字化巖土工程勘查技術完善了計算機輔助信息流程，實現了傳統技術向現代CAD技術的最大程度地轉換，使用計算軟件、數據庫、測繪、CAD等，整合勘察、設計、計劃等數據等等內容的現代化勘查技術。數字化巖土工程勘查技術做到了信息化的數據采集，可以給相關人員提供數字化的勘察資料，并且擁有網絡化的硬件系統。

數字化勘查技術主要是合理科學的將工程觀點利用起來，保存勘察和設計過程中的圖形圖像、表格文字等信息，為各個環節的設計提供依據，因此，在整個勘察過程中，要積極的提高生產效益，組建更加全面更加智能的工程勘察設計系統。

3 數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術探討

3.1 巖土工程數字化建模方法

表面建模法（數字表面模型）出現的比較早，是巖土工程地質建模工作主要采用的建模方法，目前這種建模方法被廣泛的采用，表面建模法的主要原理是利用數字化建模方法準確的表示出工程地質的外表面。在表面模型法中使用測點獲得的一系列離散的測點資料，測點的幾何特征，數據的屬性等特征性的數據作為基礎來表現地質體的界面。將一些同屬性的點按照特定的規則來進行連接形成一個網狀的曲面片，從而更好地確定整個地質體的空間屬性。巖土工程數字化建模在目前主要是使用數學模型法和圖示模型法，我們主要針對圖示模型法進行簡單的分析。

在圖示模型法中主要使用便捷表示法，等值線法，規則格網法，不規則格網法。在我的工作中，經常使用不規則格網法，因此，下面主要分析一下不規則格網法。不規則格網法，英文縮略為TIN：區域被所有的點劃分成相連的三角面網絡。各個點應該完全落在三角面的邊緣，三角形內部或者頂端。因此，不規則格網法是一個三維空間的分段線性模型，很多表達方式可以表達不規則格網法拓撲結構的存儲方式，現在介紹一個簡單的記錄方式：每個三角形，每個邊，每個節點都應該對應一個單獨的記錄。有三個指針記錄包含在三角形記錄當中，指向三角形的三個邊的指針，包含著4個指針字段，有2個指向相鄰三角形記錄和兩個頂點的記錄的指針。也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。可以直接記錄每個三角形的頂點和相鄰三角形。每個節點包括X，Y，Z三個坐標值的字段。這種拓撲網絡結構的特點是：在一個給定三角形當中，要在一個固定的時間內對三個頂點屬性和相鄰三角形進行查詢。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率，當然可以在此結構的基礎上增加其它變化，以提高某些特殊運算的效率。

3.2 數字化巖土勘察工程數據庫系統。

地理信息方面的空間數據和非空間數據，是以GIS為基礎的原始數據，它們的來源包含以下幾個方面。

（1）自然區劃圖。

自然區劃圖反映了被研究區的河流信息，道路信息，人民聚居區的信息，山川的信息，公共設施的信息等等地理信息。

（2）地形、地貌圖。

地形地貌圖可以反映出被研究區域的自然地貌的情況。

3.3 巖土工程勘察數據主要包括的內容

巖土工程勘察數據主要包括：在巖體勘探工作中，嚴格的篩選被研究區域的工程地質勘探資料，對于地理環境、土質等所有信息進行嚴格的分析處理；被檢測區域的液化等級信息、液化指數信息、特征周期、年代、沉積相等各種建筑場地的地層相關信息。

綜合上述情況來看，數字化巖土勘探工程數據庫系統的構建可以按照以下幾個方面實行。

（1）巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。

巖土工程勘察數據庫是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用系統，巖土工程勘察數據庫的概念模型設計，是巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作。為了可以獲取反映信息世界的概念性數據模型，應該僅僅以現實世界中實體的數據來建立模型，即研究數據對象與屬性及其關系，并據此建立對應的數據庫表結構。

（2）數據庫建立實現。

巖土工程一體化系統有三種數據類型：用戶輸入的原始數據，系統生成的中間數據，最終數據。原始數據是由測點數據組成，其中包括測點幾何屬性數據和測點信息屬性數據。中間數據包括：根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等，根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖形文件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據有很多種，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料和文檔資料，如：地質勘察報告等。

4 結語

勘探工程發展的必然趨勢是改進巖土工程勘探方法，由傳統方法逐漸向數字化勘查技術過渡，并且將這種方法推廣開來，這就是勘察工作發展的方向，但是在發展的道路上，必然還會出現一些沒有完全攻克的技術難題，目前中國相關的技術人員缺口很大，因此，我們應加強數字化巖土工程勘查技術人員的培訓，在技術應用方面應該加大力度進行研究工作，這樣才能真正地實現巖土工程數字化勘察技術的進步。

參考文獻

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