基于GIS技術的工程地質環境系統構建及治理分析

秦 蕾

（黑龍江省生態地質調查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150030）

GIS技術作為當下工程地質勘察工作中應用較為廣泛的技術，在輔助相關人員開展工程地質環境監測或勘查中發揮了十分重要的作用。隨著目前社會經濟的可持續發展，城市內一些交通、工業、水力電力等行業建設速度加快，造成市場內相關工程地質環境的數據呈現出逐年遞增的趨勢[1]。如何高效的管理市場內大批量的工程地質數據、提高工程地質資料的利用程度，成為有關地質環境工作者的重點研究問題。結合目前GIS技術的不斷優化，一方面為上述提出的問題提供了良好的基礎支撐，另一方面，為工程地質工作的開展或后續環境治理提出正確方向。由于目前市場內相關工程地質環境的研究相對較少，因此，下述將基于GIS技術，開展工程地質環境系統構建及治理分析的研究，為工程地質環境工作的發展提供廣闊的發展空間。

1 基于GIS技術的工程地質環境系統硬件設計

結合GIS技術在工程地質環境中的應用，首先進行基于GIS技術的工程地質環境系統整體框架設計[2]。框架結構如下圖1所示。

圖1 工程地質環境系統框架

如上述圖1所示，為基于GIS技術的工程地質環境系統框架，及GIS技術作為系統開發的平臺，采用多層C/S架構的方式對系統進行綜合設計。整體系統由多臺客戶端服務設備構成，配套使用2012 Microsoft Windows 操作系統，多臺客戶端設備的存儲空間為16G，內部可運行空間為256kb，基于數據信息量較大的特點，增設外部256硬盤設備，由于C/S框架結構相對嚴謹，因此可在系統運行中為登陸者提供相對安全的進入端口。由相關網絡連接設備將外設硬盤與軟件之間進行連接，為了使資源的傳輸可以直接轉換為數據的轉移。

2 基于GIS技術的工程地質環境系統軟件設計

結合上述設計的系統硬件運行設備，下述將從工程地質環境數據獲取、建立圖形數據域屬性數據的關聯信息、工程地質GIS層次評價3個方面，基于GIS技術，開展工程地質環境系統軟件的設計。

2.1 工程地質環境數據獲取

首先，采用多種圖像收集設備進行空間匯總多種實體空間分布情況的獲取，采用三維建模的方式，將信息數據呈現在對應的數據顯示設備上。其中圖像信息主要包含工程區域圖像、多層地質環境圖像、水文地質概況、工程范圍內巖性特征等。其次，分析收集數據的基本屬性，包括收集數據的圖像信息、接收端特征數據等。最后按照國家標準的建模方式，生成對應的工程地質環境三維立體圖像，實現數據集合單位面積的分攤，確保圖像的多層數據標注，滿足基于GIS的工程地質環境數據的獲取。

2.2 建立圖形數據與屬性數據的關聯信息

基于上述獲取的工程地質環境數據，下述將采用建立圖形數據與屬性數據的關聯信息的方式，掌握工程地質的實時概況，為后續的環境治理分析提供正確的指導方向。首先，分析上述建立的圖像及收集的特征信息之間的關鍵特征，統一相同工程地質環境中的標注，將描述相同信息的對象數據賦予相同標注號。

其次，使用程序化的程序語言，對上述建立的數據庫進行對應屬性數據的查詢，結合GIS技術收集的地球信息數據，將兩者之間進行有機的對比，或直接查找具有相同標注信息的數據組，建立多個數據組之間的聯系，構建多者之間的聯系信息，實現基于GIS數據組之間關系的建立。

2.3 工程地質GIS層次評價

基于上述建立的關聯信息，下述將基于GIS實現工程地質環境的層次評價。首先，根據上述提取的工程地質環境特征及對應的三維地質圖像，將地質環境按照整體概況、地理分布情況，設計對應的環境評價指標，結合C#計算機語言在環境評價中的應用，對上傳的數據進行綜合性評估。其次，采用簡單配對的方式分析環境中的多種特征信息之間存在的某種映射關系，結合聚類算法公式對工程地質環境進行評價，結合最后的結果，采用GIS數據分析技術，實現基于GIS技術的工程地質環境系統的構建，為后續環境治理提出對應的解決策略。

3 實驗論證分析

以下將采用設計對比實驗的方式驗證本文設計的基于GIS技術的工程地質環境系統在實際運行過程中具有一定的實用性。為了確保實驗數據的準確性，首先采用傳統的工程地質環境系統對指定工程地質環境進行勘測，收集測繪圖像，將圖像轉換成數據，分析設計圖像與原始圖像兩者之間的同向關系，設定該組數據為對照組。其次，采用本文設計的基于GIS技術的工程地質環境系統進行上述相同步驟的操作，記為實驗組。收集6組實驗數據，將實驗數據整理成表格，如下表1所示。

表1 同向率對比/%

上述表1為兩種系統與原始圖像的同向關系。根據實驗結果及實驗過程中產生的數據，可得出最終結論：本文設計的基于GIS技術的工程地質環境系統在實際運行過程中可以有效的提高收集圖像與原始圖像之間的同向關系，為工程地質環境的可持續發展提供更加廣闊的發展空間。

4 結束語

文章從工程地質環境數據獲取、建立圖形數據與屬性數據的關聯信息、工程地質GIS層次評價3個方面，開展了基于GIS技術的工程地質環境系統構建的研究。最后采用對比試驗的方式驗證了本文設計的系統在實際應用中具有一定的可行性，因此在后期的發展中，應加大該系統在工程地質環境測繪中的應用。