摘要：在以往的巖土工程勘察中，由于人工和簡單的計算機操作對愈加復雜的勘察圖件繪制、數(shù)據(jù)處理等一些問題的局限性，人們急需一種快捷、準確的技術(shù)以達到提高工作效率的目的，由此一項新的資源管理信息系統(tǒng)—— GIS 技術(shù)被引入到巖土勘察設(shè)計領(lǐng)域。本文對GIS系統(tǒng)的建立做了分析，并給出了GIS系統(tǒng)在巖土工程勘察中的一些具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GIS系統(tǒng)；巖土工程勘察；應(yīng)用

一 概述

地理信息系統(tǒng)（GIS ，geographic information system），有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”，是隨著地理科學、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學的發(fā)展而發(fā)展起來的一個學科，

是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復雜的規(guī)劃、決策和管理問題，可以快速、精確、綜合地對復雜地地理系統(tǒng)進行空間定位和過程地動態(tài)分析。目前GIS系統(tǒng)在各個領(lǐng)域越來越發(fā)揮著重要的作用。

巖土工程勘察是地基設(shè)計的基礎(chǔ)，是工程建設(shè)的第一個環(huán)節(jié)，巖土參數(shù)合理提供關(guān)系到基礎(chǔ)設(shè)計的經(jīng)濟性、可行性和安全性。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在巖土工程勘察上發(fā)展與應(yīng)用成了必然，其通過對大量的巖土工程勘察信息進行管理、分析和評價，并實現(xiàn)這些信息資源共享，能夠為工程的規(guī)劃、建設(shè)和管理決策提供信息與技術(shù)支持。

二 GIS設(shè)備安裝與系統(tǒng)的建立

1GIS設(shè)備安裝

1.1安裝環(huán)境

GIS 技術(shù)所采集與處理的數(shù)據(jù)的真實、準確性是至關(guān)重要的，而巖土工程勘察工作往往受地質(zhì)、水文及外界自然環(huán)境的影響，所以其設(shè)備的安裝需考慮環(huán)境因素。首先，安裝工作應(yīng)在無雨雪、無風沙、空氣相對濕度小于80% 的條件下進行，并需對設(shè)備采取防潮、防雨、防塵措施；其次，作業(yè)范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置專用電源箱，且要配備專職人員負責，在與帶電設(shè)備間需設(shè)置圍欄，并掛有醒目的標志牌；再次，所安裝的工作區(qū)域要保持清潔，不能產(chǎn)生粉塵，而工作人員在使用設(shè)備時，應(yīng)著統(tǒng)一、干凈的工作服飾，佩戴手套，且工作中禁止吸煙。

1.2 安裝檢查

為保證設(shè)備在巖土工程勘察中的應(yīng)用與運作安全、可靠，須做好安裝前的檢查工作。一要檢查組合電器的所有部件、瓷件、絕緣件是否完好無損，接線端子、插件及截流部分是否存在銹蝕現(xiàn)象；二要檢查各元件的緊固螺栓是否齊全、是否有松動、密封狀況是否良好；三要檢查各氣室運輸壓力值及含水量是否符合產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)定；四要檢查設(shè)備是否具備出廠試驗報告及合格證，等等。

1.3 安裝工藝

一要做到保證吊裝用器具及吊點選擇符合產(chǎn)品技術(shù)要求，若吊裝元件中心不平衡，應(yīng)采用吊鏈來調(diào)節(jié)平衡后再起吊；二要做到保證按制造廠的設(shè)計和規(guī)定的程序進行裝配，單元從內(nèi)到外按間隔順序進入安裝區(qū)域，不得誤裝；三要做到在現(xiàn)場組裝時不得解體檢查制造廠已裝配好的電器元件，若需現(xiàn)場解體時，需經(jīng)制造廠同意，并在廠方人員指導下進行；四要做到施工現(xiàn)場物品擺放整齊、合理、現(xiàn)場無多余的雜物，氣體管路布置順暢。

2 GIS系統(tǒng)建立

通過軟件的處理，使巖土勘探信息形成數(shù)據(jù)共享，為巖土勘探的各個階段和環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)接口文件，達到數(shù)據(jù)的協(xié)同處理和共享操作，從而縮短勘察設(shè)計周期， 提高作業(yè)速度，規(guī)范文件資料，提升巖土工程勘察設(shè)計的效率， 提 高 經(jīng) 濟 效 益， 節(jié)約人力。具體的系統(tǒng)建立過程分為四個階段，分別是:數(shù)據(jù)的錄入、相關(guān)軟件的運用、系統(tǒng)的二次開發(fā)與軟件的運行。

(1)數(shù)據(jù)的錄入:在深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的目標與需求，收集大量勘探信息(包括電子版的數(shù)據(jù)信息)，經(jīng)過初步處理之后，輸入EXCEL或者數(shù)據(jù)表中。

(2)軟件的運用:運用相關(guān)的軟件，在獲得的本地地圖上進行分析，例如Arcview、MapX、MapInfo等等。

(3)系統(tǒng)的二次開發(fā):對于軟件中的插件或者軟件本身進行二次開發(fā)，可以根據(jù)用戶的實際需求，選擇幾種功能適合的命令置于工具欄中，然后通過打包，形成適用的程序。

(4)軟件的運行:經(jīng)過測試與調(diào)試之后，軟件成型，可以使巖土勘探信息得到最大化的利用，充分發(fā)揮信息資源的價值與潛力，并協(xié)助進行相關(guān)決策等。

三 GIS系統(tǒng)的具體應(yīng)用分析

1 建立巖土勘察歷史數(shù)據(jù)庫

對于一個勘察單位來說，工作期間完成的項目之間，某些情況下在地理空間上是相鄰的，有些工程甚至可能是在同一個場地，因此一部分勘察外業(yè)數(shù)據(jù)及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)是可以作為經(jīng)驗數(shù)據(jù)有效重復利用的。而目前大量的勘察數(shù)據(jù)都是以紙的形式存儲，查找起來比較繁瑣，不利于有效利用。

如果利用GIS 系統(tǒng)，建立鉆孔歷史數(shù)據(jù)庫，可以形象的認為將所有的勘察數(shù)據(jù)入庫管理。再通過GIS 軟件中提供的屬性查詢功能，就可以輕松查找到可以參考的歷史勘察數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)的查詢效率。實現(xiàn)的過程非常簡單，利用常用的任意一款GIS 軟件，例如ArcGIS、MapGIS 或者超圖等軟件，新建一個點類型文件，用于存儲勘探點信息。點文件的具體屬性及數(shù)據(jù)類型設(shè)置如表1：

不同工程項目中勘探點的地理坐標系確保是統(tǒng)一的地理坐標系，如果不同，首先要轉(zhuǎn)換成同一地理坐標系。然后將勘探點的各個屬性輸入進來。所有的勘探點就可以在同一副地圖中顯示，再利用GIS 軟件中提供的空間拓撲分析功能，如緩沖區(qū)分析，對新布置的鉆孔設(shè)置緩沖區(qū)半徑，就查找到相鄰一定范圍內(nèi)的歷史鉆孔，通過顯示的工程編號等屬性，調(diào)出原有勘察數(shù)據(jù)及原始記錄進行參考。如果有附近區(qū)域地下管線的GIS 數(shù)據(jù)，可以作為一個新圖層添加到地圖中來，通過軟件提供的疊加分析，可以查看新布置鉆孔周圍有沒有需要避開的管線，從而可以及時調(diào)整鉆孔位置，提高施工的安全性。

2 制作工程平面圖及三維地質(zhì)剖面圖

在巖土勘察項目中，工程平面圖通常是輔以CAD 軟件來繪制，而CAD 軟件是通過簡單的點、線及其填充圖案來表現(xiàn)的。GIS 軟件則可以通過一系列的渲染、色彩填充表現(xiàn)出地勢起伏及不同的地貌特征使地圖更加美觀，同時可以隨時查詢每一個地物的屬性。GIS 軟件賦給了每個地物真實的屬性，而不再僅僅是一個簡單的圖形。在巖土勘察中，地質(zhì)剖面圖是非常重要的。目前，剖面圖都是二維的平面圖，僅僅針對某一個切面來表現(xiàn)。GIS 可以利用鉆孔及試驗數(shù)據(jù)，插值生成高精度真三維地質(zhì)體屬性模型，同時可對模型進行平移、縮放、旋轉(zhuǎn)及任意方向剖切的功能。使得勘察結(jié)果能“所見即所得”（如圖）地表現(xiàn)在設(shè)計人員面前。

GIS 軟件實現(xiàn)三維地質(zhì)剖面模擬圖

結(jié)束語

GIS系統(tǒng)在巖土工程勘察中說起到的作用是巨大的，說取得的成績是驕人的，然而隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)的不斷完善，GIS系統(tǒng)還有非常廣闊的應(yīng)用空間。所以，在以后的巖土工程勘察中要充分運用GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢，結(jié)合野外調(diào)查實驗等傳統(tǒng)研究方法，使巖土工程勘察工作更精準、有效。

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