GIS技術在工程地質評估領域的應用現狀與展望

魏淑靜，原征宇

（鄭州工商學院 河南 鄭州 450000）

1 引言

GIS技術是一項空間信息的分析技術，在工程地質評估領域的應用中發揮著不可替代的作用，而且這項技術還可以有效處理多種多樣的、具有空間意義的數據信息，這樣就可以對數據的分析和整合模式進行多次測試，并且為規劃的制定提供科學的依據，還可以把數據采集、信息處理、空間分析和決策制定過程統一起來，大大提高了工作質量和效率，這對工程地質評估工作的有效開展具有重要意義。

2 GIS 技術概述

2.1 GIS技術的概念

GIS的全稱是Geographic Information Systems，中文翻譯為地理信息系統，這是一項專門服務于地理科學研究和決策的計算機系統和技術[1]。現如今，GIS技術以空間信息為基礎，以對空間模型的分析為載體，能夠為用戶提供動態的、有效的空間和地理信息。這項技術的主要功能是把表格型數據變成地圖形式的數據表現出來，它可以顯示的范圍很廣泛，大到一個洲的大小，小到一個街道的物流線路，這些都可以顯示的很清楚，用戶還可以對這些地圖信息進行瀏覽、保存、操作和數據分析。

2.2 GIS的主要功能

GIS的主要功能包括以下幾個方面。首先是數據處理方面，采集和分析不同來源的數據信息，可以快速地進行數據格式轉化，確保數據信息在內容和空間上的整體性、數值邏輯的科學性與準確性；其次是數據編輯方面，可以對空間數據信息進行數據的整合和分析，借助地理信息系統相關軟件可以把數據變成可視化的形式；再次是數據管理方面，計算機可以對數據信息進行存儲和管理，這是對空間信息(地物的點、線、面)的處理和分析，方便計算機分析系統與用戶之間的協調；然后是空間查詢方面，利用拓撲學原理，對點、線、面三種空間因素之間的關系進行分析處理后，相關技術可以提取拓撲特性。最后是空間分析和輔助決策方面，解釋和分析現實生活中與空間信息相關的問題，例如，GIS技術可以對空間物體做疊加分析、路徑分析、鄰近度分析等復雜的信息處理，輔助決策能夠利用不同的應用對象選擇合適的應用分析方法。

2.3 GIS特點

與普通的管理信息系統相比，GIS技術具備以下兩個特點：一方面，GIS技術在分析和處理空間問題時利用了空間數據和屬性數據，而且應用數據庫管理系統把二者結合在一起進行管理、分析以及應用，進而為用戶提供了理解地理現象的一種新思維；另一方面，GIS技術強調空間信息分析，可以利用空間解析式模型進行空間數據的分析和處理，GIS技術的成功推廣，有利于空間分析模型的研究和設計。

3 GIS技術在工程地質評估領域的應用現狀

3.1 GIS地質制圖技術在工程地質評估領域的應用

工程地質評估是一項復雜的工程項目，它需要進行分析的數據信息十分龐大，尤其是在地質評估方面，不只需要大量數據信息的采集，還要把這些數據用制圖的方式呈現出來，這樣的工作十分繁重，勞動強度也很大，成圖周期比較長，傳統的制圖技術已經不能滿足工作要求，而GIS技術的出現很好的解決了這一難題，為工程地質評估提供了現代化的方式。GIS技術不僅可以快速收集大量科學有效的動態數據信息，還可以進一步提高制圖的質量和效率，實現了地質圖形的數字化和信息化。最后建立相關數據庫的模式可以對圖形數據的進行存儲，有利于數據的查詢、管理以及共享，此外，GIS技術中的數字地球模型技術還可以把地質地圖以立體的形式展示出來，為數據信息的分析開辟新的研究領域。

3.2 GIS可視化技術在工程地質評估領域的應用

在工程地質評估中，地理信息是一個特殊的部分，有時候這一部分隱藏于地下，真實的情況不容易被人們發現，如果存在一定的災害隱患也不容易被人們察覺，所以很多重要的數據信息都是經過綜合性的推理得出，結果的可信度受到懷疑，而GIS可視化技術的應用可以提高地質評估信息的可信度，這項技術利用計算機的圖像處理技術，先是對三維空間的數據進行整合分析，確定準確的三維立體結構，然后利用數據轉化功能把三維立體數據變成立體模型，利用這個模型可以觀察地質內部的真實情況，為工程地質評估工作開展提供重要科學依據。

3.3 GIS空間分析技術在工程地質評估領域的應用

在工程地質評估領域中，需要處理大量的數據信息、圖像和圖形信息，假如采用傳統的分析方法，不僅會導致費時、費力的現象，還會出現許多錯誤，降低工程地質評估結果的準確性，GIS空間分析技術的應用解決了這一難題，這項技術包括數據的分析和轉換功能，還可以對地質信息進行綜合解釋，進一步，提取多元化地學信息，為工程地質評估提供重要參考依據。

3.4 GIS技術數據庫在工程地質評估領域的應用

現如今，只要用戶輸入各地層的承載力和變形參數等數據信息，就可以使用內嵌于GIS中的相關模型進行分析和計算，還可以把數據信息保存在數據庫中。當用戶想要使用其中的一些數據時，只需要調取數據庫中的匯總結果即可，這為工程地質評估工作提供了很多便捷。

4 GIS技術在工程地質評估領域的應用展望

4.1 GIS技術的輸出功能

GIS的輸出功能在工程地質評估制圖中的應用不斷普及，這是未來相關工作的發展方向。GIS技術的主要功能之一就是地圖制圖，建立地理信息數據庫。這跟傳統周期長、更新速度慢的手工制圖方法相比較來說優勢明顯，利用GIS建立起地理信息數據庫，可以達到一次投入、多次產出的效果。GIS是一種空間信息技術，利用其制作的圖形也能夠反映一定的工程地質信息，為工程地質評估工作提供可靠依據。還可以利用其制出各種立體圖，在工程地質評估研究中，立體圖形至關重要，為提高工程地質評估工作的準確性奠定基礎。

4.2 GIS技術與遙感圖像處理系統的結合

遙感數據是GIS技術的重要信息來源。現在許多GIS技術已加入圖像處理功能，并且把它作為其中一個模塊。在工程地質評估里，市政工程和重大建設工程的評估工作十分重要，例如，我國在三峽庫區、四川雅安及江西省重點地質災害易發地區建立了相關監測和評估示范區，確保了對工程地質中災害隱患的評估和預警，進一步拓寬了工程地質評估的研究領域，GIS技術與遙感圖像處理系統的結合大大提高了地質評估工作的科學性和準確性，為有關科學工作者開展工作提供了良好的條件。例如，在地質災害最為嚴重的巫山和奉節地區，相關工程地質監測預警系統已建立完善，對新建工程的地質條件評價有很大幫助。

4.3 促進GIS技術與工程地質評價相融合

我們可以利用GIS的技術和方法，把數據來源不同、數據類型各異(遙感影像、地圖、鉆孔等)、坐標體系不相同的空間數據信息，經過一定的規范化操作之后，可以采用地圖代數方程把各層數據信息進行疊加運算，把各主要因素進行綜合性的分析，能夠有效解決工程地質評價的局限型，避免單一依靠直覺經驗進行綜合分析的缺點，還可以利用工程地質的多主題因素復合分析方法，對圖中各因素的空間組合以及相互影響關系等進行分析，把構造單元、地貌形態、巖土組合特征等作為參考依據。利用空間數據信息融合的策略，分析區域工程地質特征，進而開展工程地質評價工作。GIS技術與工程地質評價相融合，還可以根據專家經驗綜合分析，確定各因素影響權重的大小，建立科學合理的綜合評價模型，可以進行定量的工程適宜性分區評價工作，這具有較現實的應用價值，GIS技術能夠有效避免傳統工程地質評價分區方法的缺陷，進而為評價工作提供多種有效信息。

5 結語

GIS技術在工程地質評估領域的應用日益廣泛和深入，相關工作者要抓住機遇，提高科學研究水平，促進從地質評估工作的開展。

[1]閆韶兵，馮啟民，吳允濤.基于GIS的工程地質評價空間模擬信息系統研究[J].世界地震工程，2009，(04)：48-51.