摘要：本文從當前巖土工程勘察數字化存在的不足入手，從五個方面簡要探討了如何實現巖土工程勘察數字化技術的方法步驟，對于巖土工程數字化勘察技術的研究及應用有一定參考作用。

　　關鍵詞：巖土工程;勘察;數字化

　　Abstract: this article from the current geotechnical engineering of digital deficiency, from five aspects, it discusses the how to realize the geotechnical engineering methods and steps of digital technology, for geotechnical engineering survey technology digital research and application of a certain reference function.

　　Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; digital

　　中圖分類號：D918.4 文獻標識碼：A 文章編號：

　　一般巖土工程信息，包括地形地貌、地下水位置、斷層、底層界面以及各種物探、化探資料，均是直接從野外測量或用于某一工程設計，在工程完成后，這些資料即被置之一旁，即使日后再被利用也只是一些離散數據，技術人員很難直接利用其再去分析工程地質參數的分布規律。且傳統的巖土工程資料分析及解釋往往局限于靜態的、二維的表達，直觀性較差，不能很好地揭示空間變化的規律，不能滿足工程的空間分析要求。因此，隨著計算機技術的發展及勘察技術手段的完善，如何有效地采集、存儲、管理、利用、交流各巖土工程勘察項目中的基礎數據，成為當今巖土工程勘察中的一個重要課題，筆者對此略談己見。

　　1數字化巖土工程勘察概述

　　所謂數字化巖土工程勘察，即是應用現代測繪技術、計算機技術、數據庫技術、網絡通信技術及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，達到快速、高效、準確的應用勘察成果目的，大幅度降低由于勘察成果的低效使用引起的設計變更，及其他工程質量問題，有效的節約社會成本資源。

　　2當前巖土工程勘察數字化存在的不足

　　當前，隨著3S技術的發展與集成，促使巖土工程勘察進入到以數據庫為核心的勘察設計一體化產業體系，但值得注意的是，雖然目前計算機輔助設計(CAD)已廣泛應用于巖土工程勘察設計中，功能日益完善，但由于種種因素，一部分地區巖土工程勘察數據的數字化程度相對較低，仍存在一些問題，如，由于部門長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后，以及專業設置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設計與勘察之間脫鉤多;設計人員也因知識的局限，很難深層次理解巖土工程勘察信息，因而勘察成果在設計中的轉化率較低，造成許多不應有的浪費和損失;數字化地圖與數字化設計系統間接口不匹配，不同軟件之間數據的傳遞不夠貫通;勘察信息數字化程度低，勘察部門最終提交的勘察報告中以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多，既造成設計人員對勘察信息難于準確理解，又造成對勘察信息處理、利用上的困難。如上問題的存在，原因概括起來主要為：一是施工現場環境惡劣。勘察工程施工現場多為粉塵、泥漿等不適合高精密電子儀器作業的惡劣環境，客觀上限制了PDA、筆記本電腦及精密電子設備的應用。二是部分單位采用的傳統巖土工程勘察設計軟件功能單一。一些單位在勘察數據的統計處理及制表制圖方面功能比較完備，但與CAD設計軟件的接口匹配性低，影響了設計CAD的系統效率，有的更未引入GIS系統，使每個巖土勘察項目成為孤立的項目單元，料缺乏共享性，沒有相互印證的作用，無法對較大規模的區域內的構造進行總體評估。三是由于室內資料整理缺乏專業人才，影響了后期資料的整理工作，結果往往是工程結束后，技術人員將資料裝盒歸檔后即束之高閣，導致很多項目的寶貴資料失去了與相鄰項目的資料進行對比的價值，技術人員對于計算機的處理水平，尤其是在GIS和數據庫方面的操作水平有待提高。

　　3巖土工程勘察數字化的實現

　　由上述可見，目前巖土工程中勘察與設計分離、設計軟件功能不完善等問題較為突出，而要解決這些問題，迫切需要建立一體化的體系。所謂一體化，即是將一些分散而多種多樣的要素或者單元合并組合成為一個更加晚上或者協調的整體，在巖土工程勘察設計中，一體化通常認為是將不同的學科結合起來的一種方式，這種方式有助于建立一種全新的分析過程。巖土工程勘察一體化系統主要設計地理信息系統(GIS)、計算機圖形、數據庫、地質學、地質統計學、地質建模、AutoCAD及Word自動化等，其特點是勘察、設計各環節使用計算機作業，勘察階段為設計階段，上道工序為下道工序以及各專業工種間提供接口數據文件以使數據傳遞流暢。而要實現巖土工程勘察設計的一體化，首先應該實現巖土工程勘察數字化，巖土工程勘察數字化是實現一體化的先決條件。要實現巖土工程勘察數字化，具體如下：

　　3.1分析巖土工程勘察對象的基本特征

　　巖土工程勘察對象構造的規模、起因、結構、形態差別較大，但所有復雜的地質構造都能抽象為點、線、面、體四種元素的集合。任何地質對象在空間上都占有一定的范圍及位置，有一定的形態和性質特征，且與其他地質對象間存在一定的空間聯系。因此，地質對象的基本特征可歸結為空間特征、屬性特征和空間關系特征三個方面。

　　3.2 分析巖土工程勘察建模的依據

　　巖土工程地質模型是人們對客觀事物認識的精煉和圖示化。建模最基本的依據是觀點及理論基礎。這里推崇巖體巖土工程力學，其核心觀點就是巖體，結構面起主導作用，軟弱巖層(軟巖)起著起始變形與突破的作用。結構面類型較多，性狀復雜，不僅有軟硬之分，還有大小之分和分布上的隨機性。

　　3.3 明確巖土工程勘察建模的過程

　　一是工程變量預測。巖土工程地質建模的主要目的之一就是預測一個或多個工程地質變量的空間變化。在工程地質中，變量則是地層、構造、斷層等的空間分布特征及其物理力學性質;在污染評價中，變量是土壤或地下水的污染程度;在礦產評價中，變量是礦石品位;在地下水研究中，變量是水動力參數，如水流速度。對某些研究區域的相關地質變量由于不可能進行連續的量測，往往取一些有代表性的點，然后再利用各種不同的預測技術，來推測出整個研究區域的該地質變量的空間變化規律。二是巖土工程地質特征解釋。一般包含條件化及離散化兩方面，即以巖性或巖土類型等控制特征為條件，將工程地質信息進行離散化，從而確定工程地質邊界和相關特征描述。

　　3.4 基于GIS的巖土工程勘察數字化技術的實現

　　一是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。二是數據庫建立實現。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)。

　　3.5 數字化巖土勘察的規范化

　　巖土勘察按行業劃分，主要有工民建、公路、鐵路及航務等，雖然各行業都有相應的勘察規范，但僅局限于對勘察手段、勘察理論及勘察技術的規定，在勘察成果數字化方面仍是一片空白。實際工程活動中，各勘察設計院均有一套自己的軟件系統以及成圖數字化軟件，但相同的行業在不同的地域或相同的地域在不同的行業對巖土勘察成果的數字化要求、流程、程序軟件均存在較大差異。這就導致了同行業規范框架下生成的成果卻雜相叢生，難以和現已規范程序化的設計軟件接軌。因此，各行業的巖土勘察對成果的數字化應采用統一的標準，可指定唯一的機構組織各行業的主要成員對勘察成果數字化程序及軟件進行匯編，并可向社會各界進行邀請參與，制定一套統一標準的勘察成果數字化程序軟件，各行業或單位在應用時僅選擇適合于本行業的規范，在輸入通過勘察手段獲得的相應的參數后，即可數字化生成統一標準的勘察成果資料，并與現行的設計程序軟件耦合，便于高效地應用勘察成果，提高勘察設計生產效率，降低社會資源成本。

　　參考文獻：

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