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[摘要]GIS在岩土工程领域的应用日益广泛，作用也不断凸显，这不但为岩土工程信息化的发展提供了一个重要的时机，还有效提高了岩土工程解决实际问题的能力。本文对GIS在岩土工程中应用的必要性进行了分析，并对其主要应用方式和发展趋势进行了探讨。
[关键词]GIS 岩土工程 应用
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-149-2
1引言
岩土工程通常涉及到大量的勘察图件绘制、数据处理、自动计算及辅助决策等，而这些如果通过GIS实现则是一个很好的解决办法。将地理信息系统（Geographic Information System，GIS）引入到岩土工程领域不仅可以有效改善传统人工处理或者简单计算机操作中存在的低效问题，还可以对岩土工程资料实现信息化的管理和查询，这使得原有岩土工程资料的价值得以充分发挥，而且还能够节约资料管理成本。我国 GIS 在岩土工程中的应用虽然起步较晚，并且在实际应用中还有一些缺陷和不足存在，但笔者坚信，GIS的应用是岩土工程发展的必然趋势，当前应用中存在的问题必将随着科技的进步而得到很好地解决。
2 GIS在岩土工程中应用的必要性
鉴于GIS在我国各个工程领域的应用与推广，也为了实现岩土工程信息化建设的需求，有必要将GIS引入到岩土工程中，从而达到对岩土工程数据的录入、归纳、整理、分析、输出和查询的目的（如图1所示），进而充分发掘原有的岩土工程资料的价值，避免重复建设和浪费。
具体地讲，随着经济的发展和社会的进步，岩土工程项目的数量也在不断增多，而这些项目必然使岩土工程项目在深度和广度上达到了相当的规模。以往岩土工程中的数据、信息及成果主要以书面报告的形式提供，仅仅对当时的工程、建设起到促进和推动作用，报告一经存档往往就意味着难以“重见天日”。但实际上岩土工程资料是十分宝贵的资源，它具有较高的重复利用价值，如果在新项目上能被加以利用，那么将会大幅提高岩土工程的效率，同时产生很大的经济效益。为了实现岩土工程数据的检索和查询，充分发挥其重复利用的价值，利用信息系统对岩土工程数据进行存储、整理和分析处理就具有特别重要的意义。
而随着GIS的逐步深入发展，它能更好地、更快捷、更准确地收集、利用一些没有或已有的地理信息数据，这为岩土工程的信息化建设和发展提供了一个重要时机。在当前的岩土工程领域中，GIS技术的应用已经成为了一项必不可少的管理手段，其在岩土工程中的应用方式和发展趋势也越来越受到科技人员和有关部门的重视。
3 GIS在岩土工程中的主要应用方式
3.1 GIS在岩土工程勘察中的应用
岩土工程勘察通常以钻探为主，并结合技术人员的工作经验对勘察情况进行预测，然后依据勘探点的深度和密度得到相应的勘探结果。但实际勘察环境都比较复杂，依靠人工经验的预测结果既有限也有误，必然与真实情况有一定的差距，这造成勘探精度降低，勘探水平难以满足实际工作发展的需要。而GIS的应用改善了传统勘察模式的缺陷，它通过建立勘察地理信息系统，从而大大地提高了勘察的质量和效率。岩土工程勘察地理信息系统是以GIS为平台，将原先得到的海量钻孔信息录入到系统的软件中，然后应用系统软件的分析功能为每个作业进行设计，最后通过系统的输出和传输接口实现区域内各专业以及设计部门之间的信息共享，从而强化彼此间的沟通与配合，这既提高了勘察结果的准确度，消除了人为因素的干扰，还有效节约了人力和物力成本，提高了岩土工程数据的应用水平。此外，除了描述勘察区内岩土工程的基本情况外，岩土工程勘察地理信息系统还具有分类存储、综合分析、检索查询和在线处理等功能，技术人员可以通过检索的方式获取系统提供的信息数据，这些数据还可以以图形化的形式展现，从而为规划和勘察设计等决策提供科学的参考依据。因为岩土工程资料具有很高的重用价值，而GIS能够对这些资料数据进行科学的存储和管理，并方便不同用户查询，这为共享岩土工程勘察成果奠定了基础。
3.2 GIS在地下岩土工程中的应用
随着技术的进步，人类工程活动正在不断向地下延伸，并且对地下空间和资源的利用程度也在不断加大。但地下工程环境一般都比较复杂，涉及的信息数据也比较繁多，这给地下岩土工程信息的管理增加了难度。为了解决以上问题，基于GIS的地下岩土工程地理信息系统便应运而生，它的诞生和应用对了解地下空间现状，从而控制其发展规模、合理安排其空间布局等提供了技术支撑。
虽然GIS在地下岩土工程中的应用起步较晚，但利用它的图形化处理和展示功能可以对地下岩土工程信息进行动态、综合管理，从而提高地下空间数据的可视化程度，为岩土工程勘察提供重要的决策依据，具有极其巨大的应用潜力。
3.3 GIS在地质灾害评价中的应用
（1）地震
地震灾害是破坏性最大的自然灾害之一，具有突发性强、难以预测的特点。虽然当前有大量的国内外学者一直致力于研究监测和预报地震，但尚未取得具有较高实用性的成果。当前有一些专家尝试融合先进的GIS 和地震研究成果形成地震灾害预测与评估系统，这为科学预测地震和评估地震破坏力等方面的工作提供了一个解决途径。
（2）砂土液化
国外学者利用GIS分析砂土液化的历史因素和地理因素，然后借助于软件对获取的海量数据加以处理，从而最终划分出了六个图层，这实现了砂土液化的透明化管理，为有效规避砂土液化问题提供了技术支持。我国学者利用 GIS的Map Info功能分析典型路段的液化信息，并由此得出了液化危害性分布图及其相关的大量分析数据。这些都证明在砂土液化研究中引入 GIS 不仅可行而且适用性良好。
（3）滑坡
滑坡群和类型虽然多种多样，但彼此间相对容易区别，且都与空间位置联系密切。而利用GIS可以记录大量灾害信息，并分析滑坡的类型和成因，而且根据分析结果还能得到滑坡灾害的危险系数及其影响范围。在当前工作中，利用GIS中的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）来模拟滑坡的位置和形式已经取得广泛的应用，并且借助于GIS强大的图形化处理和展示功能，还可以实现对坡面灾害深层的评价，这对滑坡灾害的影响因素分析、影响程度和范围判定具有重要意义。
（4）针对地质灾害综合评估
应充分利用GIS挖掘分析灾害影响因素，并在灾害高危地区建立综合评估模型，用于监测和预报灾害，并以此为灾害发生后的紧急部署处理提供科学依据。
4 GIS在岩土工程中的发展趋势
4.1硬件
针对当前岩土工程信息化建设和发展的需求，以及GIS在硬件性能和部署方面的一些缺陷，未来的岩土工程地理信息系统在系统硬件的先进性和适用性上会有所改善。
4.2软件
GIS的图形化分析和展示，尤其是三维分析、计算和展示技术必然会成为其在岩土工程领域应用的研究热点。
4.3“3S“集成
集成应用GIS、GPS 和 RS技术，切实解决岩土工程中的现有难题，是岩土工程信息化建设和发展的必然趋势之一。
5结束语
GIS在岩土工程领域的应用日益广泛，作用也不断凸显，这不但为岩土工程信息化的发展提供了一个重要的时机，还有效提高了岩土工程解决实际问题的能力。
[关键词]GIS 岩土工程 应用
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-149-2
1引言
岩土工程通常涉及到大量的勘察图件绘制、数据处理、自动计算及辅助决策等，而这些如果通过GIS实现则是一个很好的解决办法。将地理信息系统（Geographic Information System，GIS）引入到岩土工程领域不仅可以有效改善传统人工处理或者简单计算机操作中存在的低效问题，还可以对岩土工程资料实现信息化的管理和查询，这使得原有岩土工程资料的价值得以充分发挥，而且还能够节约资料管理成本。我国 GIS 在岩土工程中的应用虽然起步较晚，并且在实际应用中还有一些缺陷和不足存在，但笔者坚信，GIS的应用是岩土工程发展的必然趋势，当前应用中存在的问题必将随着科技的进步而得到很好地解决。
2 GIS在岩土工程中应用的必要性
鉴于GIS在我国各个工程领域的应用与推广，也为了实现岩土工程信息化建设的需求，有必要将GIS引入到岩土工程中，从而达到对岩土工程数据的录入、归纳、整理、分析、输出和查询的目的（如图1所示），进而充分发掘原有的岩土工程资料的价值，避免重复建设和浪费。
具体地讲，随着经济的发展和社会的进步，岩土工程项目的数量也在不断增多，而这些项目必然使岩土工程项目在深度和广度上达到了相当的规模。以往岩土工程中的数据、信息及成果主要以书面报告的形式提供，仅仅对当时的工程、建设起到促进和推动作用，报告一经存档往往就意味着难以“重见天日”。但实际上岩土工程资料是十分宝贵的资源，它具有较高的重复利用价值，如果在新项目上能被加以利用，那么将会大幅提高岩土工程的效率，同时产生很大的经济效益。为了实现岩土工程数据的检索和查询，充分发挥其重复利用的价值，利用信息系统对岩土工程数据进行存储、整理和分析处理就具有特别重要的意义。
而随着GIS的逐步深入发展，它能更好地、更快捷、更准确地收集、利用一些没有或已有的地理信息数据，这为岩土工程的信息化建设和发展提供了一个重要时机。在当前的岩土工程领域中，GIS技术的应用已经成为了一项必不可少的管理手段，其在岩土工程中的应用方式和发展趋势也越来越受到科技人员和有关部门的重视。
3 GIS在岩土工程中的主要应用方式
3.1 GIS在岩土工程勘察中的应用
岩土工程勘察通常以钻探为主，并结合技术人员的工作经验对勘察情况进行预测，然后依据勘探点的深度和密度得到相应的勘探结果。但实际勘察环境都比较复杂，依靠人工经验的预测结果既有限也有误，必然与真实情况有一定的差距，这造成勘探精度降低，勘探水平难以满足实际工作发展的需要。而GIS的应用改善了传统勘察模式的缺陷，它通过建立勘察地理信息系统，从而大大地提高了勘察的质量和效率。岩土工程勘察地理信息系统是以GIS为平台，将原先得到的海量钻孔信息录入到系统的软件中，然后应用系统软件的分析功能为每个作业进行设计，最后通过系统的输出和传输接口实现区域内各专业以及设计部门之间的信息共享，从而强化彼此间的沟通与配合，这既提高了勘察结果的准确度，消除了人为因素的干扰，还有效节约了人力和物力成本，提高了岩土工程数据的应用水平。此外，除了描述勘察区内岩土工程的基本情况外，岩土工程勘察地理信息系统还具有分类存储、综合分析、检索查询和在线处理等功能，技术人员可以通过检索的方式获取系统提供的信息数据，这些数据还可以以图形化的形式展现，从而为规划和勘察设计等决策提供科学的参考依据。因为岩土工程资料具有很高的重用价值，而GIS能够对这些资料数据进行科学的存储和管理，并方便不同用户查询，这为共享岩土工程勘察成果奠定了基础。
3.2 GIS在地下岩土工程中的应用
随着技术的进步，人类工程活动正在不断向地下延伸，并且对地下空间和资源的利用程度也在不断加大。但地下工程环境一般都比较复杂，涉及的信息数据也比较繁多，这给地下岩土工程信息的管理增加了难度。为了解决以上问题，基于GIS的地下岩土工程地理信息系统便应运而生，它的诞生和应用对了解地下空间现状，从而控制其发展规模、合理安排其空间布局等提供了技术支撑。
虽然GIS在地下岩土工程中的应用起步较晚，但利用它的图形化处理和展示功能可以对地下岩土工程信息进行动态、综合管理，从而提高地下空间数据的可视化程度，为岩土工程勘察提供重要的决策依据，具有极其巨大的应用潜力。
3.3 GIS在地质灾害评价中的应用
（1）地震
地震灾害是破坏性最大的自然灾害之一，具有突发性强、难以预测的特点。虽然当前有大量的国内外学者一直致力于研究监测和预报地震，但尚未取得具有较高实用性的成果。当前有一些专家尝试融合先进的GIS 和地震研究成果形成地震灾害预测与评估系统，这为科学预测地震和评估地震破坏力等方面的工作提供了一个解决途径。
（2）砂土液化
国外学者利用GIS分析砂土液化的历史因素和地理因素，然后借助于软件对获取的海量数据加以处理，从而最终划分出了六个图层，这实现了砂土液化的透明化管理，为有效规避砂土液化问题提供了技术支持。我国学者利用 GIS的Map Info功能分析典型路段的液化信息，并由此得出了液化危害性分布图及其相关的大量分析数据。这些都证明在砂土液化研究中引入 GIS 不仅可行而且适用性良好。
（3）滑坡
滑坡群和类型虽然多种多样，但彼此间相对容易区别，且都与空间位置联系密切。而利用GIS可以记录大量灾害信息，并分析滑坡的类型和成因，而且根据分析结果还能得到滑坡灾害的危险系数及其影响范围。在当前工作中，利用GIS中的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）来模拟滑坡的位置和形式已经取得广泛的应用，并且借助于GIS强大的图形化处理和展示功能，还可以实现对坡面灾害深层的评价，这对滑坡灾害的影响因素分析、影响程度和范围判定具有重要意义。
（4）针对地质灾害综合评估
应充分利用GIS挖掘分析灾害影响因素，并在灾害高危地区建立综合评估模型，用于监测和预报灾害，并以此为灾害发生后的紧急部署处理提供科学依据。
4 GIS在岩土工程中的发展趋势
4.1硬件
针对当前岩土工程信息化建设和发展的需求，以及GIS在硬件性能和部署方面的一些缺陷，未来的岩土工程地理信息系统在系统硬件的先进性和适用性上会有所改善。
4.2软件
GIS的图形化分析和展示，尤其是三维分析、计算和展示技术必然会成为其在岩土工程领域应用的研究热点。
4.3“3S“集成
集成应用GIS、GPS 和 RS技术，切实解决岩土工程中的现有难题，是岩土工程信息化建设和发展的必然趋势之一。
5结束语
GIS在岩土工程领域的应用日益广泛，作用也不断凸显，这不但为岩土工程信息化的发展提供了一个重要的时机，还有效提高了岩土工程解决实际问题的能力。