大數(shù)據(jù)時代巖土工程監(jiān)測面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

楊勇勇

（浙江省交通運輸科學(xué)研究院，浙江 杭州 310000）

巖土工程監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確度依賴于對所采集到的海量數(shù)據(jù)信息的分析和整理，而對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析整理的主要技術(shù)為大數(shù)據(jù)技術(shù)。由此可見，大數(shù)據(jù)技術(shù)在巖土工程監(jiān)測過程中的應(yīng)用意義重大。一方面，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用有效提升了巖土工程監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確度和精確度，為巖土工程項目的順利實施和施工安全提供了有力的數(shù)據(jù)保障，使其利用價值更高；另一方面，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，深化數(shù)據(jù)信息意義，從而能夠根據(jù)巖土工程監(jiān)測結(jié)果制訂下一步的工作決策，提高了決策的準(zhǔn)確性，有效保證了巖土工程項目的施工質(zhì)量和安全。

1 大數(shù)據(jù)背景下工程監(jiān)測所呈現(xiàn)的主要特點

1.1 工程監(jiān)測信息數(shù)據(jù)數(shù)量龐大且繁復(fù)

大數(shù)據(jù)時代背景下，在巖土工程監(jiān)測過程中所采集到的數(shù)據(jù)信息數(shù)量更多，類型也更加豐富。在如此龐大的信息量中，巖土工程監(jiān)測只有通過大數(shù)據(jù)等技術(shù)，才能對海量信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，將抽象的數(shù)據(jù)加工成直觀信息，以供人們挑選和使用，最終挖掘出最具有價值的信息，輔助工作的開展，從而為巖土工程項目的順利進(jìn)行提供重要的參考依據(jù)。

1.2 工程監(jiān)測信息數(shù)據(jù)以多樣化的方式呈現(xiàn)

由于不同的巖土工程項目其使用需求不同，所處的地理位置以及周邊環(huán)境也存在很大差異，因此信息數(shù)據(jù)的來源和類型也各不相同，以多樣化的形式呈現(xiàn)。除此之外，由于大數(shù)據(jù)技術(shù)擁有不同的算法和分析技術(shù)，因此在對工程監(jiān)測所獲得的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘時，不同的算法和分析技術(shù)所得到的信息數(shù)據(jù)類型也不盡相同。如信息數(shù)據(jù)可以以圖像、音頻、視頻、圖表等多種形式表現(xiàn)，信息表達(dá)更加形象、直觀，滿足不同使用者的需求。

2 大數(shù)據(jù)時代下巖土工程監(jiān)測所面臨的機(jī)遇

在信息數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)資源已成為各行業(yè)發(fā)展的主要戰(zhàn)略資源，如何將數(shù)據(jù)資源與各行業(yè)的發(fā)展相互融合，發(fā)揮出其最大價值，是各行業(yè)需要抓住的機(jī)遇，在巖土工程監(jiān)測中同樣如此。

2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用提高了信息數(shù)據(jù)的使用效率

大數(shù)據(jù)時代背景下，巖土工程監(jiān)測技術(shù)更加先進(jìn)，能夠?qū)r土工程實行動態(tài)監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳遞到工程監(jiān)測管理平臺，以便對海量信息數(shù)據(jù)展開分析整理。大數(shù)據(jù)時代下，不同的人才對信息數(shù)據(jù)具有不同的見解，從而發(fā)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)中存在的不同價值，使得海量信息數(shù)據(jù)的使用效率更高。因此，抓住大數(shù)據(jù)時代下的巖土工程監(jiān)測所面臨的機(jī)遇，有助于提高監(jiān)測效率和信息數(shù)據(jù)的使用效率，同時有效降低了巖土工程監(jiān)測的成本。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)據(jù)結(jié)果更加準(zhǔn)確

大數(shù)據(jù)時代下，對巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單分析已經(jīng)不能滿足時代的發(fā)展，而是要求對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的分析，并能快速進(jìn)行查詢和及時反饋，從而提高巖土工程監(jiān)測的分析和預(yù)測水平。因此，抓住大數(shù)據(jù)技術(shù)所帶來的機(jī)遇，提高巖土工程監(jiān)測智能化水平，一方面能實現(xiàn)對工程項目建設(shè)的持續(xù)實時動態(tài)監(jiān)控，另一方面可實現(xiàn)各項信息數(shù)據(jù)的同步分析和整合，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用使巖土工程建設(shè)安全性更高

大數(shù)據(jù)技術(shù)與巖土工程監(jiān)測的相互結(jié)合，使得信息數(shù)據(jù)的共享更加高效。利用共享到的信息數(shù)據(jù)，以及大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)，能夠預(yù)測工程項目所在地的地質(zhì)狀況，以便更好地應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害，減少潛在危險。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用還能夠直觀地反映出巖土工程建設(shè)過程中所出現(xiàn)的問題，并及時發(fā)出預(yù)警，提高了建設(shè)的安全性。

2.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用使巖土工程監(jiān)測更加智能

巖土工程具有其特殊性，其工作形態(tài)和安全狀況具有動態(tài)化特征，為了能夠及時掌握其動態(tài)變化，需要對巖土工程進(jìn)行監(jiān)測。而巖土工程監(jiān)測容易受地質(zhì)條件、施工過程和氣候等多方因素的影響，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與巖土工程監(jiān)測相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)巖土工程監(jiān)測的實時動態(tài)監(jiān)控，從而不間斷地獲得實時數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的精確度，且數(shù)據(jù)的永久保存也為巖土工程的設(shè)計優(yōu)化和安全施工提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3 大數(shù)據(jù)時代下巖土工程監(jiān)測需要接受的挑戰(zhàn)

3.1 巖土工程監(jiān)測人員的專業(yè)素質(zhì)有待提高

大數(shù)據(jù)時代背景下，對巖土工程監(jiān)測人員的專業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求，而現(xiàn)階段的巖土工程監(jiān)測人員大部分只掌握了儀器的操作、對數(shù)據(jù)的簡單處理和報告的發(fā)布技能，無法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整理，更無法對巖土工程結(jié)構(gòu)狀態(tài)的發(fā)展趨勢進(jìn)行科學(xué)預(yù)測。目前，巖土工程監(jiān)測團(tuán)隊業(yè)務(wù)素質(zhì)普遍較低，需要加強(qiáng)對巖土工程監(jiān)測人員的培訓(xùn)和管理。

3.2 巖土工程監(jiān)測只重視數(shù)據(jù)采集而輕視分析現(xiàn)象嚴(yán)重

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求對巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)不只是簡單的采集，更要重視對采集數(shù)據(jù)的專業(yè)分析和深度挖掘，發(fā)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的內(nèi)在價值。而現(xiàn)階段的巖土工程監(jiān)測行業(yè)，對巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)只是簡單的采集和匯總，并沒有對其進(jìn)行有效的分析，更遑論對數(shù)據(jù)的深度挖掘，從而使巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)的價值無法完全發(fā)揮出來，不僅浪費了巖土工程監(jiān)測費用，還給巖土工程的建設(shè)帶來了安全隱患。

3.3 巖土工程監(jiān)測缺乏新型技術(shù)的引入

大數(shù)據(jù)時代背景下，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，巖土工程監(jiān)測也需要積極引入新技術(shù)與新方法，以保證巖土工程監(jiān)測信息的連續(xù)性、完整性和準(zhǔn)確性。然而，現(xiàn)階段的巖土工程監(jiān)測沒有對科技發(fā)展動態(tài)給予應(yīng)有的關(guān)注，對監(jiān)測新技術(shù)和新方法缺乏一定的了解，在儀器的使用上仍然以傳統(tǒng)儀器為主，缺乏先進(jìn)性，進(jìn)而無法滿足大型復(fù)雜巖土工程對監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量需求。

4 巖土工程監(jiān)測在大數(shù)據(jù)時代下的發(fā)展

4.1 應(yīng)用型巖土工程監(jiān)測團(tuán)隊的建立

巖土工程監(jiān)測機(jī)構(gòu)要加強(qiáng)監(jiān)測人員的專業(yè)技能培養(yǎng)，確保監(jiān)測人員在熟練掌握簡單數(shù)據(jù)處理的同時，深入研究大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)，能夠?qū)Ω黜椥畔?shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，從而挖掘出其內(nèi)在價值，提高信息的使用率。因此，巖土工程監(jiān)測機(jī)構(gòu)要重視專業(yè)人才的培養(yǎng)，注重巖土工程監(jiān)測人員知識的更新，定期對其進(jìn)行培訓(xùn)，使其專業(yè)技能更加精湛。同時，積極引進(jìn)具有大數(shù)據(jù)分析能力的優(yōu)秀人才，壯大巖土工程監(jiān)測隊伍，提高巖土工程監(jiān)測團(tuán)隊的整體專業(yè)素質(zhì)。

4.2 大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)的深入研究及應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時代背景下，要對大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)進(jìn)行深入研究，將其應(yīng)用到巖土工程監(jiān)測中，深度挖掘和分析信息數(shù)據(jù)，提取巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)中有價值的信息，進(jìn)而為巖土工程建設(shè)做出有效決策，提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)，為巖土工程建設(shè)質(zhì)量和安全保駕護(hù)航。大數(shù)據(jù)時代背景下，巖土工程監(jiān)測工作更加全面先進(jìn)，巖土工程監(jiān)測的一般步驟如圖1所示。

圖1 巖土工程監(jiān)測的一般步驟

巖土工程監(jiān)測工作的實施要求與巖土工程施工過程密切結(jié)合，通過對巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)價值的深度挖掘，可滿足巖土工程診斷、預(yù)測、法律和研究等方面的需求。第一，在診斷方面，通過巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，能夠?qū)r土工程設(shè)計參數(shù)和施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，并對巖土工程施工過程中存在的安全隱患進(jìn)行防范，有效提高了巖土工程的施工效率和施工安全性。第二，在預(yù)測方面，結(jié)合巖土工程監(jiān)測所積累數(shù)據(jù)的分析結(jié)果以及實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析情況，判斷巖土工程建設(shè)的形態(tài)變化，從而提前預(yù)測風(fēng)險，規(guī)避風(fēng)險的發(fā)生。第三，在法律方面，通過對巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度挖掘，得到有價值的觀測資料，以便在出現(xiàn)工程事故時能夠借助觀測資料找到事故發(fā)生的原因和責(zé)任人，以作證據(jù)之用。第四，在研究方面，大數(shù)據(jù)下的巖土工程監(jiān)測數(shù)據(jù)以及其價值的應(yīng)用都能夠長期保存，這些數(shù)據(jù)真實地反映了巖土工程的施工過程，能夠為未來其他巖土工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)資料，以便更好地更新設(shè)計理念，改進(jìn)施工工藝，使巖土工程項目建設(shè)過程更加高效，也更能滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求。

4.3 積極引入智能化監(jiān)測技術(shù)和方法

大數(shù)據(jù)時代背景下，巖土工程監(jiān)測逐漸朝著智能化方向發(fā)展，自動化監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用將逐漸代替人工監(jiān)測方式。因此，巖土工程監(jiān)測機(jī)構(gòu)要積極引進(jìn)先進(jìn)監(jiān)測儀器，將無線傳感器監(jiān)測系統(tǒng)、無人機(jī)監(jiān)測、自動測量機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)和方法引入巖土工程監(jiān)測中，擴(kuò)大巖土工程監(jiān)測范圍，延長監(jiān)測周期，提高巖土工程監(jiān)測的精確度，使巖土工程監(jiān)測更加智能。

5 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)時代的到來給巖土工程監(jiān)測帶來了新的技術(shù)和方法，有效提高了巖土工程監(jiān)測效率和服務(wù)水平。巖土工程監(jiān)測機(jī)構(gòu)要抓住大數(shù)據(jù)時代所帶來的機(jī)遇，直面挑戰(zhàn)，從監(jiān)測人員、監(jiān)測技術(shù)和方法、深度分析技術(shù)入手，使巖土工程監(jiān)測更加自動化和智能化，提高巖土工程項目的建設(shè)質(zhì)量，確保項目在施工與運營階段的安全。