【摘要】：文章對巖土工程勘察方法做了簡單的概述，分析了我國巖土工程勘察的現狀及存在的問題，探討了巖土土工程勘察數字化應用實現的關鍵技術。

　　【關鍵詞】：巖土工程；勘察；數字化

　　中圖分類號：    P5         文獻標識碼：A                  文章編號：

　　【 Abstract 】 : The paper, as to the geotechnical engineering method simple overview, analysis of our geotechnical engineering investigation of the present situation and the existing problems, this paper discusses the application of geotechnical engineering investigation of soil digital key realization technology.

　　【 Key Words 】 : geotechnical engineering; reconnaissance; digital

　　引言

　　20世紀80年代以來，各種資料和數據急劇增多，出現了所謂的"資料數據爆炸性增長"，在資料數據中基礎數據十分重要，它們的有效期也幾乎是無限的。因此，如何有效地存儲、管理、交流從而充分利用(包括多次開發利用和綜合開發利用)這些數據，已成為國內外學者共同關心的問題。巖土工程勘察的基礎數據也不例外。

　　巖土工程勘察數據具有多源性和空間性特點，常規關系數據庫技術已不能滿足人們對這些數據處理的需要，并且巖土工程勘察數據顯著的空間特征和復雜的結構屬性，使巖土工程勘察成為計算機科學可視化的一個既非常重要又十分復雜的應用領域。如何有效地在數據庫系統的基礎上利用計算機技術實現巖土工程勘察數據的時空分析并開展定量結構刻畫和空間建模，是擺在當今巖土工程勘察工作者面前的一道急需攻克的難題。結合巖土工程勘察的研究現狀，在國內多個巖土工程勘察現場技術改造的基礎上，提出一些看法，以及對我國巖土工程勘察工作有一定的現實指導意義。

　　1巖土工程勘察方法概述

　　巖土工程勘察數字化是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術．通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點，把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯，供各專業設計使用。

　　2我國巖土工程勘察的現狀及存在的問題

　　隨著3S技術的發展與集成已促使巖土工程勘察進人到以數據庫為核心的勘察設計一體化產業體系。但是在注視上述發展的同時也應該看到，目前雖然計算機輔助設計(CAD)已廣泛應用于巖土工程勘察設計中，功能日益完善。但是由于多種原因，巖土工程勘察工作依然存在許多問題，主要表現在:

　　1)分散作業，手工操作;

　　2)資料共享性差;

　　3)資料再利用率低。因此需要發展和推廣巖土工程勘察數宇化和一體化技術;

　　4)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據，由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟，與CAI設計軟件的接口不匹配，很難順利實現對接，設計系統不得不重新將勘察資料數字化，影響了設計系統CAD的推廣應用;

　　5)勘察信息數字化程度低。勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。一方面造成設計人員對于勘察信息很難準確理解;另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

　　3巖土工程勘察數字化應用實現的關鍵技術探討

　　3．1巖土工程數字化建模方法

　　巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早，它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法。也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據，然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，進而確定整個地質體的空間屬性，有很多方法用來表示表面，常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法，本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等，其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法，將做詳細分析討論。不規則格網法是將區域內有限個點區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內，如果任意點不在頂點上，則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到，在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內則用三個頂點的高程，所以TIN是一個三維空間的分段線性模型，在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式，這里采用一個簡單的記錄方式是：對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄，三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針，邊的記錄有四個指針字段，包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的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。每個節點包括三個坐標值的字段分別存儲X，Y，Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是：對于給定一個三角形，查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。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。巖土工程數字化建模過程如圖1所示。

　　3．2數字化巖土勘察工程系統

　　基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據，數據來源包括：

　　1)基礎地理數據

　　這些數據主要包括：

　　①自然區劃圖

　　該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。

　　②地形、地貌圖

　　該圖反映被研究區域的自然地貌情況。

　　2)巖土工程勘察數據

　　這些數據包括：所研究區域的工程地質勘探資料。經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。各類建筑場地的地層信息，比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。結合上述分析，數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建：

　　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管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作，是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題，為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型，將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來，僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型，即研究數據對象與屬性及其關系，并在此基礎上建立相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的數據有三類：用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成。而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)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件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據種類繁多，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)。巖土工程數字化系統的總體結構圖如圖2所示。

　　結束語

　　隨著現代信息技術的發展，未來巖土工程勘察的發展趨勢就是將巖土工程勘察與地理信息系統(GIS)結合起來，利用地理信息系統強大的數據采集、管理能力和空間查詢、分析能力，解決傳統巖土工程勘察由于勘察數據內容上的復雜性和形式上多樣性而在數據處理上無能為力的狀況，而且利用地理信息系統強大的可視化操作能力為巖土工程勘察提供了一個可視化的操作平臺。相信未來巖土工程勘察必將是數字化的天下。

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