王東生（中國(guó)有色金屬長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南　長(zhǎng)沙　410000）

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GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化

王東生（中國(guó)有色金屬長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙410000）

巖土工程勘察設(shè)計(jì)是進(jìn)行各類建設(shè)工程建設(shè)的第一步，是建設(shè)工程的重要組成部分。巖土工程勘察設(shè)計(jì)是對(duì)工程建設(shè)所處地的地貌特征和地理環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查和設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GIS技術(shù)被運(yùn)用到巖土工程勘察設(shè)計(jì)中。為提高作業(yè)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，運(yùn)用GIS進(jìn)行巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化已經(jīng)顯得非常重要和必要。本文主要闡述了巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的提出、方案和技術(shù)措施。

GIS；巖土工程；勘察；設(shè)計(jì)；一體化

引言

巖土工程勘察和設(shè)計(jì)階段密不可分，勘察工作不僅是為了查清地質(zhì)條件情況，更是為了進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和處理。所以運(yùn)用勘察設(shè)計(jì)一體化技術(shù)不僅可以提高作業(yè)效率，還能夠降低工程勘察和設(shè)計(jì)成本。對(duì)于一些重要和大型工程，實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)一體化不但可以最大限度減少經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，還能降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

1　巖土工程勘察設(shè)計(jì)階段的重要性

1.1巖土工程勘察設(shè)計(jì)內(nèi)涵

工程項(xiàng)目勘察是指根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)地理環(huán)境特征和巖土工程條件，編制工程項(xiàng)目勘察文件的活動(dòng)。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)是指根據(jù)工程的要求，對(duì)工程項(xiàng)目所需的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合分析、論證，編制工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件的活動(dòng)。

1.2巖土工程勘察設(shè)計(jì)階段的重要性

在工程建設(shè)過程中，勘察設(shè)計(jì)、材料設(shè)備的生產(chǎn)供應(yīng)、施工安裝是工程管理的主要環(huán)節(jié)，而勘察設(shè)計(jì)又是關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？辈煸O(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接影響工程的質(zhì)量。在工程的勘察和設(shè)計(jì)工作中，勘察是先行，是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是工程項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為設(shè)計(jì)工作提供直接依據(jù)。如果勘察資料不準(zhǔn)確而導(dǎo)致采用不適當(dāng)?shù)牡鼗幚砘蚧A(chǔ)設(shè)計(jì)，可能會(huì)使工程的成本大大增加或結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在隱患。設(shè)計(jì)工作是整個(gè)工程建設(shè)的靈魂。在建設(shè)項(xiàng)目確定以前，設(shè)計(jì)工作為項(xiàng)目決策提供科學(xué)依據(jù)；在建設(shè)項(xiàng)目確定以后，為工程項(xiàng)目建設(shè)提供設(shè)計(jì)文件。做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)過程中節(jié)約投資和建成投產(chǎn)后取得好的經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。如果一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)事故會(huì)導(dǎo)致無法滿足整個(gè)工程的投資、進(jìn)度和質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2　巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的提出

我國(guó)巖土工程勘察工作中，勘察和設(shè)計(jì)工作被長(zhǎng)期的分離開來，這是巖土工程勘察工作面對(duì)的非常重要的問題。實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化可以有效的對(duì)工程資源的浪費(fèi)進(jìn)行減少，節(jié)約勞動(dòng)力，并且還能夠避免出現(xiàn)因認(rèn)為操作而產(chǎn)生的失誤，從而有效的提高勘察效率和質(zhì)量。巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化作業(yè)非常重要的特點(diǎn)之一就是能夠促進(jìn)勘察階段和設(shè)計(jì)階段的各環(huán)節(jié)加強(qiáng)聯(lián)系，能夠與設(shè)計(jì)人員做好溝通，為設(shè)計(jì)提供需要的數(shù)據(jù)和資料，從而滿足設(shè)計(jì)要求，可以有效的將勘察設(shè)計(jì)的作業(yè)時(shí)間縮短，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2002年，包惠明、胡長(zhǎng)順提出了基于GIS的巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的設(shè)想?；贕IS的巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的主要內(nèi)涵就是運(yùn)用GIS技術(shù)的強(qiáng)大空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理能力，將勘察得到的數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行數(shù)字化和數(shù)據(jù)化處理。與此同時(shí)，還能夠加強(qiáng)勘察階段和設(shè)計(jì)階段人員的交流和溝通，在勘察階段為設(shè)計(jì)階段提供所需要的資料和數(shù)據(jù)。巖土工程勘察和設(shè)計(jì)階段可以通過WebGIS服務(wù)器實(shí)現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)共享，做到數(shù)據(jù)的區(qū)域共享，從而對(duì)巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

基于GIS的巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化設(shè)想的提出恰巧處于我國(guó)巖土工程即將進(jìn)入信息化測(cè)繪時(shí)期，因而可以說該設(shè)想具有非常強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性和預(yù)見性。信息化測(cè)繪主要是向工程提供實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的和專業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中對(duì)地形數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字地面模型（DTM）、遙感正射影像等成果的調(diào)用在巖土工程勘察設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用。信息化測(cè)繪必須要建立龐大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，才能夠強(qiáng)有力的支持實(shí)現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)的區(qū)域共享。巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化必須要具備上述信息化測(cè)繪的優(yōu)點(diǎn)，GIS是信息化測(cè)繪成果的表達(dá)著，所以運(yùn)用GIS技術(shù)會(huì)不斷的推動(dòng)巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的發(fā)展。

3　GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化方案

3.1勘察資料數(shù)值化、數(shù)據(jù)庫化

目前，巖土工程設(shè)計(jì)者感到勘察資料不好用、不實(shí)用，其主要原因是勘察資料中定性的描述太多，定量的東西太少。使得設(shè)計(jì)者無從下手，也無法下手。利用GIS具有較強(qiáng)的空間位置數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和管理能力的特點(diǎn)，把勘察資料數(shù)值化、數(shù)據(jù)庫化，同時(shí)，在工程設(shè)計(jì)中，利用GIS具有較強(qiáng)的綜合分析、評(píng)價(jià)能力和空間疊置功能，對(duì)勘察資料進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)處理，使之轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)者方便使用的數(shù)據(jù)，直接調(diào)用。以實(shí)現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)的輸出直接為設(shè)計(jì)的輸入，見圖1。

圖1　GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化結(jié)構(gòu)圖

3.2利用WebGIS實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)區(qū)域化

近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）日益引起研究人員的關(guān)注，成為GIS控制的熱點(diǎn)之一。網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)地理信息或空間信息的共享，這一特點(diǎn)在巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化體系的建設(shè)中有著重要意義。因此，可以通過WebGIS服務(wù)器在勘察、設(shè)計(jì)單位內(nèi)部和各工種之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。在勘察、設(shè)計(jì)單位之間，可以通過Internet實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，從而真正做到數(shù)據(jù)的區(qū)域共享，實(shí)現(xiàn)巖土勘察設(shè)計(jì)一體化。

4　巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化實(shí)現(xiàn)的技術(shù)措施

巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化要想真正的實(shí)現(xiàn)，必須要將相關(guān)政策問題進(jìn)行解決，之后重點(diǎn)就是對(duì)一體化的技術(shù)問題進(jìn)行解決。政策問題的解決需要由相關(guān)部門制定相關(guān)政策，需要單位內(nèi)部和政府之間做好非常細(xì)致的協(xié)調(diào)。技術(shù)問題必須是從淺到深，分成多個(gè)階段完成。而勘察設(shè)計(jì)一體化建設(shè)的基礎(chǔ)就是做好數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享、建立勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫、和接口問題的解決。

4.1數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享

實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化，必須要求各個(gè)勘察設(shè)計(jì)單位實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，要將各個(gè)專業(yè)以及各個(gè)工種都有包括進(jìn)去，在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)中對(duì)勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。

4.2建立勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫

總所周知，巖土工程勘察設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)非常復(fù)雜和系統(tǒng)的工作，牽扯到的內(nèi)容是非常多的，其工作過程中會(huì)產(chǎn)生非常多的文字、圖形和圖像，不僅存在空間數(shù)據(jù)，而且還具有屬性數(shù)據(jù)。但是傳統(tǒng)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫沒有進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的管理能力，所以必須要運(yùn)用GIS的空間數(shù)據(jù)管理功能，建設(shè)以GIS為基礎(chǔ)的勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以此對(duì)勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集成和交換進(jìn)行完成。

4.3解決接口問題

基于GIS下的巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的關(guān)鍵就是問題就是接口問題。因?yàn)槟壳霸趲r土工程勘察設(shè)計(jì)中通用的CAD勘察設(shè)計(jì)軟件之間還沒有對(duì)隨意的對(duì)接進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，所以接口問題對(duì)于一體化的實(shí)現(xiàn)是非常重要的。目前，巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化建設(shè)中已經(jīng)對(duì)GIS和CAD接口件的很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題進(jìn)行了解決，但是要想完全建立切實(shí)可行的勘察設(shè)計(jì)一體化，必須要保證接口的設(shè)計(jì)能夠?qū)Ω鱾€(gè)工種勘察設(shè)計(jì)軟件的要求進(jìn)行滿足，要求具有非常好的靈活性，能夠?qū)?shù)據(jù)查詢和傳遞的要求進(jìn)行很好的解決。因而，要保證基于GIS巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化的實(shí)現(xiàn)，最主要和最重要的就是將GIS和巖土工程勘察合計(jì)軟件的接口和服務(wù)器和客戶端的接口處理好。

5　結(jié)語

在巖土工程發(fā)展的不同階段，GIS技術(shù)在巖土工程勘察設(shè)計(jì)工作中都發(fā)揮著非常重要的作用。運(yùn)用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察設(shè)計(jì)一體化，必定會(huì)促進(jìn)巖土工程生產(chǎn)和管理的信息化發(fā)展，不斷的提高巖土工程勘察設(shè)計(jì)工作效率和勘察設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，從而促進(jìn)巖土工程建設(shè)的健康發(fā)展。

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王東生（1962-），男，高級(jí)工程師，本科，主要從事工程勘察、巖土工程施工、地基與基礎(chǔ)、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估勘探設(shè)計(jì)施工工作。

TU195

A

2095-2066（2016）19-0093-02

2016-6-1