【摘 要】 數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中逐漸成熟,確保工程勘察的基礎(chǔ)穩(wěn)定。數(shù)字化是勘察技術(shù)主要的發(fā)展方向,其在巖土工程中具備專(zhuān)業(yè)的勘察技術(shù),規(guī)避傳統(tǒng)勘察中的技術(shù)缺陷,近幾年,巖土工程單位致力于培養(yǎng)技術(shù)人才,滿(mǎn)足巖土勘察數(shù)字化的技術(shù)需求,推進(jìn)數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中白勺應(yīng)用與發(fā)展,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的技術(shù)測(cè)量。
【關(guān)鍵詞】 巖土工程;數(shù)字化勘查技術(shù);應(yīng)用分析
前言:
勘察技術(shù)是巖土工程的基礎(chǔ)支持,其中包括多樣化的勘察研究,準(zhǔn)確獲取巖土勘察的地質(zhì)信息,確保巖土工程的施工穩(wěn)定。巖土工程中面臨大量的勘察問(wèn)題,影響最終的數(shù)據(jù)精度,工程單位利用數(shù)字化的勘察技術(shù),提升巖土工程的勘察效果,體現(xiàn)勘察技術(shù)的效率優(yōu)勢(shì)。通過(guò)數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用,提高巖土工程的勘察水平。
一、分析數(shù)字化勘察技術(shù)的運(yùn)行系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用基礎(chǔ),勘察環(huán)節(jié)基本發(fā)生于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi),分析勘察技術(shù)中的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),如下:
1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)來(lái)源
數(shù)據(jù)庫(kù)在巖土工程數(shù)字化勘察中占據(jù)一定的地位,數(shù)據(jù)類(lèi)型主要分為基礎(chǔ)和勘察兩類(lèi),因此其相應(yīng)的來(lái)源渠道為基礎(chǔ)地理和勘察地理[]j。第一,基礎(chǔ)地理,勘察人員匯總巖土工程所處環(huán)境的直接地理信息,如:河流、公共系統(tǒng)等,收集自然類(lèi)的數(shù)據(jù)信息,完善基礎(chǔ)信息,為數(shù)字化勘察技術(shù)提供根本的參考數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)地理層面,反饋巖土工程的自然環(huán)境;第二,勘察地理,勘察數(shù)據(jù)完善數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)運(yùn)行,為其提供運(yùn)行數(shù)據(jù),勘察數(shù)據(jù)的獲取較為復(fù)雜,通過(guò)篩選、勘探的方式,規(guī)劃勘察地理的各項(xiàng)指標(biāo),勘察數(shù)據(jù)的層次要高于基礎(chǔ)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)指標(biāo)不能停留于物理表面,應(yīng)該滲透到更深層的工程勘察,如:地質(zhì)沉積年限、類(lèi)型等,用于提升數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)字化的水平,滿(mǎn)足巖土工程的多樣化需求。
1.2數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行
數(shù)據(jù)庫(kù)的高水平運(yùn)行有利于數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用效率,體現(xiàn)巖土勘察一體化的優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行需要三方面的支持,如:(l)原始支持,由測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成,反映巖土工程原始勘察的幾何屬性,準(zhǔn)確定位數(shù)據(jù)庫(kù)的原始位置,獲取屬性信息;(助中間支持,以原始支持為基礎(chǔ),根據(jù)巖土工程的勘察需求,自動(dòng)構(gòu)成立體式的勘察模型,如:三維結(jié)構(gòu)、剖面結(jié)構(gòu)等,以此為勘察人員提供所需數(shù)據(jù),包含圖形文件;(3)最終支持,其為數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的最終環(huán)節(jié),主要是生成巖土勘察的實(shí)地報(bào)告,形成文檔資料。
二、巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
2.1數(shù)字化勘察技術(shù)的簡(jiǎn)介
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,使得宕土工程勘察技術(shù)步入數(shù)字化時(shí)代。所謂數(shù)字化巖土工程勘察是指利用先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和CAD技術(shù)等,基于計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái),把一個(gè)工程勘察的所有相關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行合理的集成,從而建立起綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程。這種數(shù)字化勘察技術(shù),改變了以前的手工方式,向著現(xiàn)代化CAD技術(shù)邁進(jìn),很大程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的信息化、處理勘察資料的數(shù)字化、處理圖文信息的自動(dòng)化,同時(shí)硬件系統(tǒng)也逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,漸漸形成多智能化數(shù)字化的工程勘察設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
2.2巖土工程數(shù)字化的建模方式
表面模型法(數(shù)字表面模型)是最為常見(jiàn)的一種巖土工程地質(zhì)建模方式。它形成的歷史比較早,這種方法的主要數(shù)據(jù)來(lái)源是通過(guò)測(cè)點(diǎn)(幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù))獲得一系列的離散測(cè)點(diǎn)資料,進(jìn)而獲得表面模型的數(shù)據(jù),然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。進(jìn)而為了構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片,確定整個(gè)地質(zhì)體的空間屬性,必須按照一定的規(guī)則,抽象地把一系列同屬性的點(diǎn)連接起來(lái),表示表面的方法有很多,主要有數(shù)學(xué)模型法和圖示模型法,其中圖示模型法包括規(guī)則格網(wǎng)法、不規(guī)則格網(wǎng)法等。從整體來(lái)看,不規(guī)則格網(wǎng)法在施工中被經(jīng)常使用。它主要是區(qū)域內(nèi)有限個(gè)點(diǎn)把這些區(qū)域進(jìn)行劃分,從而相連成一個(gè)三角面網(wǎng)絡(luò),即不規(guī)則格網(wǎng)法是一個(gè)三維空間的分段線性模型。不規(guī)則格網(wǎng)法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種存儲(chǔ)方式,其中較為簡(jiǎn)單的表達(dá)方式就是:每一個(gè)記錄的特征都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)三角形、邊和節(jié)點(diǎn),三角形的記錄主要包括三個(gè)指針的記錄,指針主要指向它的三條邊;邊的記錄主要包括四個(gè)指針記錄,兩個(gè)指向相鄰的三角形,另外兩個(gè)指向它的兩個(gè)頂點(diǎn);每個(gè)節(jié)點(diǎn)的記錄包括存儲(chǔ)X,Y,Z三個(gè)坐標(biāo)值的字段。在實(shí)際運(yùn)用中,通常給定
一個(gè)三角形,那么在沿直線計(jì)算地形剖面線時(shí)會(huì)有較高的效率,即提高了某些特殊運(yùn)算的效率。
三、巖體工程勘察數(shù)字化技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型的設(shè)計(jì)
勘察人員把數(shù)據(jù)的要求準(zhǔn)確有效地表達(dá)出來(lái)是具有一定的難度的,所以必須設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)模型應(yīng)用在工程勘察中,最常用的方法就是實(shí)體一聯(lián)系,它可以根據(jù)用戶(hù)要求,準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)和信息的建模。整個(gè)巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)中最為基礎(chǔ)也最為重要的一項(xiàng)工作是巖土工程勘察的數(shù)據(jù)庫(kù)管理,它所步及到的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問(wèn)題是密集數(shù)據(jù)的處理,故在現(xiàn)實(shí)勘察工作中,為了獲取能夠充分反映整個(gè)信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,就需要將實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為分離出來(lái),所以,在現(xiàn)實(shí)的勘察實(shí)體中獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是十分必要的,然后從側(cè)面對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)建,建立在相關(guān)理論知識(shí)的基拙上,來(lái)分析所有數(shù)據(jù)時(shí)象和數(shù)據(jù)屬性它們之間的關(guān)系,從而建立與之相對(duì)應(yīng)的較為完整的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。
3.2巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)建立及實(shí)現(xiàn)過(guò)程
從根本上說(shuō),巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括三種:①用戶(hù)輸入的原始數(shù)據(jù);②系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù);③最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)主要包括幾何屬性數(shù)據(jù)和物理屬性數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都是由中間數(shù)據(jù)生成的,其中中間數(shù)據(jù)主要包括一些圖文資料,有連線剖面圖、單孔柱狀圖、工程地質(zhì)勘察報(bào)告等,但是操作者最終得到的數(shù)據(jù)是比較復(fù)雜的,所以操作人員必須按照一定的時(shí)間序列對(duì)巖土工程的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行嚴(yán)格的管理,其主要數(shù)據(jù)來(lái)源于基礎(chǔ)區(qū)劃數(shù)據(jù)以及巖土工程勘察數(shù)據(jù)兩種。
3.3數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能
數(shù)據(jù)庫(kù)的功能可以很好地幫助操作人員提高工作效率,保證信息的正確性。其中包括:①輸入功能。為了確保數(shù)據(jù)庫(kù)的精度和范圍能夠達(dá)到實(shí)際所需要的目的,幫助勘察人員獲得準(zhǔn)確的信息。所以在開(kāi)始輸入數(shù)據(jù)時(shí),一定要確保數(shù)據(jù)的有效性和處理數(shù)據(jù)程序的規(guī)范性這兩個(gè)條件。②檢索功能。因?yàn)榭臻g位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是實(shí)體信息中包含的兩個(gè)方面,所以數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索也應(yīng)該按照這兩個(gè)方面進(jìn)行檢索??臻g位置檢索的方式有很多,比如圖示點(diǎn)檢索、圖示矩形檢索、區(qū)域檢索等;而屬性檢索有兩種,主要可以分為條件檢索和交叉條件檢索。操作者可以通過(guò)上述數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索功能,來(lái)提取巖土工程的勘察信息。這樣就極大地提高了工作的效率和準(zhǔn)確度。③空間分析功能。巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)的空間分析,一般由疊加分析、緩沖區(qū)的分析、多層立體的疊加分析三個(gè)部分組成。④屬性分析功能。數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)屬性的分析工作,可以分類(lèi)為時(shí)單屬性基本初等函數(shù)變換、對(duì)單屬性累計(jì)直方圖單屬性分類(lèi)的統(tǒng)計(jì)工作、對(duì)單屬性的統(tǒng)計(jì)分析工作、雙屬性累計(jì)頻率直方圖、單屬性累計(jì)頻率直方圖雙屬性分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、雙屬性四則運(yùn)算等。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,數(shù)字化時(shí)代的到來(lái),各行各業(yè)都開(kāi)始使用數(shù)字化的手段來(lái)促進(jìn)自己行業(yè)的發(fā)展。故巖土工程勘察工作,也將順應(yīng)潮流,在使用數(shù)字化的技術(shù)上結(jié)合傳統(tǒng)勘察技術(shù)的優(yōu)勢(shì),不斷向前發(fā)展。而作為勘察部門(mén)的操作人員則需要根據(jù)實(shí)際的需求,聯(lián)合部門(mén)本身的特點(diǎn),建設(shè)相應(yīng)的數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng),充分利用數(shù)字化信息。雖然目前很多關(guān)健的技術(shù)還沒(méi)有完全成熟,但是相信在未來(lái)我國(guó)的勘察技術(shù)將更上一層樓。
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