數字化技術在巖土工程地質勘察工作效率提升中的應用研究

田澤潤

（甘肅農業大學，甘肅 蘭州 730070）

在迅速發展的網絡信息數字化的時代下，傳統的巖土工程地質勘察工作的環境已經不能滿足高科技的需求，含有測量速度慢、準確率低的不足情況，因此在地質勘察工作中融合數字化技術，提升工作效率，減少人工測量誤差[1]。本文從三個方面論述數字化技術在巖土工程地質勘察工作中的實際應用，針對地理信息的快速更新的特點，建立完整的數據信息系統，形成巖土工程地質勘察與數字化技術一體化的系統模式，加強工作過程的統一性與整體性，通過工程建模等技術，加強勘察具體化的效果，使工程的工作人員更加直觀的了解具體的數據與形象化的模型，總結出更好的設計方案，同時利用圖文結合的形式，更加清晰的了解數字化技術在勘察過程中如何進行數據構成、整理信息的作用。數字化技術在巖土工程地質勘察的工作中起了積極作用。

1 設計巖土工程地質勘察一體化系統

巖土工程的勘察工作中，首先要保證設計理念與勘察實際數據相結合的原則，在勘察過程中，勘察與設計兩個屬于個體封閉性較強，容易形成兩個完全獨立的系統因素，因此不能做到實時完整的資源共享[2]。加入數字化技術之后，形成了勘察與設計相結合的一體化系統，可以將原本兩個相對獨立的系統進行有效融合，將數據資料上傳到同一個終端，由此完成實時的數據共享模式，可以提高勘察與設計兩者之間的雙重效率。例如虛擬的數據模式可以將實際勘察的地質斜坡再次完美重現，將各個方面的系統構成能夠完整的進行分析，在設計方案的過程中，可以加入虛擬的數字模擬技術，使得設計過程更加迅速準確[3]。

同時在地質勘察的物化過程中，能夠更加準確的標示出相關參數，形成三維的圖像，更加直觀清晰的描繪地質勘察的景象，加入計算機應用的模式可以實現由原本手工操作的繪制轉變為計算機CAD模式下更加系統準確方便的完成，這一系統操作加大了準確程度，同時還可以繪制的更加靈活多樣，從而實現了人工與計算機相結合的特點。

勘察數字一體化系統還能夠快速進行信息數據的收取、準確性的探究勘察內容、主動性歸納相關資料，有效率的完成工程項目的設計制作，因此該信息系統可以產生很大的實際應用價值和可觀性操作價值，還可以將整個項目的流程加以整體分析，并且運用到勘察的實際操作當中去。

2 基于地理信息系統實現數據傳遞

地理信息系統是針對數據儲存與模擬相結合的綜合性工程的應用，對于社會性的需求程度較高，可以將各個空間的地理信息進行匯總模擬，形成一個龐大的信息儲存保留系統，從而得到信息系統化的共享模式[4]。

將地理信息系統運用到巖土工程地質勘察的工作中，可以有效的完成不同空間的數據比較處理，這也是地理信息系統的核心功能，能夠對上傳的空間信息進行系統有效的處理，形成一個立體的模型結構，最終達到不同空間的地理信息資源共享的效果，下圖為巖土工程地質勘察中，地理信息系統的結構構成。

圖1 地理信息系統構成

傳統的巖土工程地質勘察過程相對繁瑣，對于多樣性的數據分析歸納的效率較低，從而造成人工的歸納性誤差存在，地理信息系統可以將多種的數據進行綜合性的有效分析，可以將復雜的數據也完整的進行儲存，針對不同巖土層、軟土層的比較數據，以及二者之間的差異程度也能夠進行系統的分析處理，因此加快了不同位置地理數據參數的系統歸納與有效操作的速度。

根據地理信息系統的應用模式，有效的解決了在巖土工程地質勘察過程中，對于不同空間中數據應該如何完整保存以及有效傳遞的問題，同時還可以比較不同地區中，兩處相近的巖土層的地理特征的數據，并進行自動分析，以勘察點為中心向四周進行延伸，加大了勘察的面積與效率，由此為設計人員能夠設計出更加完整有效的設計方案提供了有效的數據信息支持，大大加快了方案形成的速度。

3 構建巖土工程地質勘察模型

在傳統的人工巖土工程地質勘察的工作過程中，進行實地勘察時，需要人工進行手動記錄、模擬、測量，將監測的數據繪制出書面的圖形，過程容易出現誤差，并且在二次設計的時候，不能夠直接還原實地勘察的具體情況，在加入數字化技術后，可以形成系統的數字化建模，直接由計算機錄入的數據加以分析，最終形成更加直觀立體的三維模型，以一種動態數據的虛擬形式將實地勘察的具體情況再度呈現出來，可以將原本復雜化的工作程序變得更加清晰明了。

實現動態參數的模擬勘察模型，可以將不同區域的地理模型再次重現，展現出當地地質發展的起因、變化以及最終形成當前數據的過程，將原本處于平面的點線面串聯在一起，使三個元素相互融合，從勘察的測試點到整片面積的變化演變歷程，可以通過數字化的技術，將其再度還原出來，形成一個可以觀察的三維模型[5]。

巖土工程地質勘察的建模系統，具有觀察性和更改性等特征。觀察性能夠提升設計人員的感知度，可以對巖土工程地質模型進行直觀的轉化，可以利用三維分析模式、掀蓋層立體模式、線面投影模式以及橫面模式等來體現，更改性可以進行虛擬實踐，在實地勘察的工作人員可以隨時根據不同的勘察的數據結果進行上傳，將原本的信息進行更改替換，換成最新的數據信息，可以將原本的三維模型具體化，同時也可以應用于研究人員對地質勘察模型的深度研究而進行有效性更改的模式。

在建模系統中，最重要的就是項目工程勘察的數據構成和地層的模擬處理，工程勘察的數據主要為實際場地的土層地理結構平衡關系，地層的模擬主要是針對不同的巖層生成架構疊層呈現。同時依據不同的要求來進行不同程度的模擬研究，完成區域內的某個測試點的層面分析，針對巖土的變化數值再進行相關的補充說明，建立出穩定的研究模型，加大創作設計與勘察結果的結合力度。

4 提升地質勘察工作效率

在提高工作效率方面，研究數字化技術在巖土工程地質勘察工作中的應用，主要從三個方面進行系統闡述。

首先在地質勘察與數字信息一體化的系統中，數字化技術的加入，能夠讓不同程序的工作內容得到完整的統一化，有著前后關聯的作用，加強了完整工作流程的流暢性，尤其是在勘察與設計兩道程序中，對于數據的分享起到了十分有效的作用，將實地勘察的參數完整的傳遞，實現勘察與設計完美結合的特點。

其次形成了地理信息系統的綜合型應用，針對不同地理位置的相似土地層次的構成可以進行數據分析處理，將二者之間的差異完整的體現出來，為設計者提供許多種不同的思路，造就了設計過程中多元化的元素的加入，使得設計出的方案具有拓展性與創新性，同時彌補了人工測量、輸入、保存的數據誤差的不足。

最后通過數字化的工程建模，使地質勘察的過程更加簡單明了，在軟土層面的構成中，加入了范圍數據因素，可以使得模型呈現一種動態的現象，以多種方式觀察三維立體模型，可以從不同的角度重現當時實地勘察的具體情況，以某點為始，最終形成整個體系的模擬測試模型，加快勘察設計的效率。

由以上三個方面總結可見，將數字化技術應用在巖土工程地質勘察的工作中，加快了研究的速度，同時還能夠使設計理念多樣化，將整個勘察與設計體系一體化，形成更加快速準確的工作體系。

5 結語

本文對巖土工程地質勘察工作中加入數字化技術的應用能夠提升工作效率進行了大概三個方面的系統研究，從勘察數字一體化、地理信息系統以及三維工程建模幾個方面，體現出數字化技術對于地質勘察起著加快、準確、多樣性的作用，能夠大幅度提升實地勘察的工作效率。