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摘要：随着计算机信息技术的发展，岩土工程勘察数字化技术逐渐得到广泛应用。在分析了传统勘察技术的不足，并介绍了岩土工程数字化勘察技术，在此基础上重点分析讨论了数字化勘察技术实现应用的关键技术，对于进一步促进岩土工程数字化勘察技术的研究和应用具有一定的借鉴意义。
关键词：岩土工程；数字化；概述
Abstract: With the development of computer information technology, investigation of geotechnical engineering of digital technology has been widely applied. In the analysis of the shortcomings of traditional survey techniques, and introduced the digital surveying technology in geotechnical engineering, the thesis analyses key technologies to realize the application of digital survey technology, has a certain reference for further research and application of digital technology to promote investigation of geotechnical engineering.
Key words: geotechnical engineering; digitization; Overview
中图分类号：P25 文献标识码： 文章编号
引言：岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息，包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料，这些资料只是一些离散的数据，岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律，更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差，往往不能充分揭示它们空间变化的规律，难以使人们直接、完整、准确地理解，也就越来越不能满足工程的空间分析要求。
随着计算机图形处理技术的完善，已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统，继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨，以期和同行分享。
一、数字化勘察技术概述
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术，通过计算机及其软件，把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来，建立综合的计算机辅助信息流程，使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化，逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点，把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮，供各专业设计使用。
二、岩土工程勘察技术中存在的主要问题
1.采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题，这些问题主要有以下几个方面：
（1）界面划分，主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分，地质构造和软弱结构面的判定，以及不良地质体的地质界面等。
（2）地质形态，主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定。
（3）岩土参数，主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即粗颗粒土、残积土和风化岩等。
（4）综合能力，主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪、归纳总结的能力，缺乏建筑、结构设计方面的知识，常造成勘察的目的不明确，所提供的资料不能满足设计的需要。
2.探讨问题的对策
（1）可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点；并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题。
（2）加强室内、外测试新技术和施工检测技术的使用，通过其所获得的数据和资料，经过分析、对比，建立它们之间的关系，并通过工程施工检测所获取的实测资料反算所得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。
（3）加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度，促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度，促成勘察技术交流、知识渗透，尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座，达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用，以提高他们的技术综合能力。
三、数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术
1.岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早，它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法，也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料，包括测点的几何特征数据和属性特征数据，然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来，构成网状曲面片，进而确定整个地质体的空间属性，有很多方法用来表示表面，常用的方法主要有数学模型法和图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等，其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法，将做详细分析讨论。不规则格网法(TIN)是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内，如果任意点不在顶点上，则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程)，所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，这里采用一个简单的记录方式是：对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针，边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段，分别存储X，Y，Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是：对于给定一个三角形，查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率，当然可以在此结构的基础上增加其它变化，以提高某些特殊运算的效率。
2.场地虚拟实现技术
场地虚拟数字化技术的实现，即建立数字化岩土勘察工程的数据库系统。该系统囊括两方面的内容，一是勘察区域内的地理规划、道路、市政设施、住宅区等地理信息，二是勘察区域内的山川、河流等自然地貌地形的情况。关于数据库系统的建立，需具备以下几方面的基本条件：（1）收集勘察区域内的地质勘察资料，包括勘察点的地理、环境、土质、地层等信息。（2）根据系统信息需求，为弄清楚所需数据类型和数据之间的关系，把用户的数据需求用较为形象方法表现出来，需要设计能够反映信息世界的概念性模型。（3）数据库需要囊括三种数据，一是用户输入的原始数据，二是系统自动生成的中间数据，三是最终的数据。（4）数据库的主要功能，首先是输入数据注意有效性和规范化，以保证输入库内的数据资料精准性，减少误差。第二是让用户能够在最短时间内利用检索功能获取数据中的地质信息，搜索的条件是图示点、图示矩形、区域、交叉条件等。第三是叠加、缓冲区和多层立体叠加三种空间分析功能。第四是数据库单向、多向和多组合的输出方式。
四、结束语
计算机技术是当今学科发展的一大支柱。岩土工程勘察领域应该要运用这种新技术手段。岩土工程勘察设计数字化建设是多专业多学科结合的一项长期而艰巨的任务。要完成这项任务，首先需要建立一个统一的框架结构和協同工作环境，制定切实的系统实施方案，还要充分利用如虚拟现实技术、数据挖掘和知识发现技术，专家系统等大量已经成熟的技术和寻求新的有待于开发的技术的支持，，随着计算机图形处理技术的完善，将为岩土勘探设计、建模工程提供数字化分析、空间分析，帮助预测、地学统计和图形可视化的一体化系统，帮助我们解释岩土地质工程，建立现代化、信息化为一体的岩土工程勘察设计数字化新体系。
参考文献：
[1] 杨大忠. 城市民用建筑岩土工程勘察技术的应用[J]. 科技资讯, 2009, (18) .
[2] 戴俊斌. 探讨岩土工程勘察及基础设计的若干问题[J]. 科技创新导报, 2009, (16) .
[3] 雷贵宁. 关于岩土工程勘察措施的改进与思考[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2009, (09) .
关键词：岩土工程；数字化；概述
Abstract: With the development of computer information technology, investigation of geotechnical engineering of digital technology has been widely applied. In the analysis of the shortcomings of traditional survey techniques, and introduced the digital surveying technology in geotechnical engineering, the thesis analyses key technologies to realize the application of digital survey technology, has a certain reference for further research and application of digital technology to promote investigation of geotechnical engineering.
Key words: geotechnical engineering; digitization; Overview
中图分类号：P25 文献标识码： 文章编号
引言：岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息，包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料，这些资料只是一些离散的数据，岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律，更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达，这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差，往往不能充分揭示它们空间变化的规律，难以使人们直接、完整、准确地理解，也就越来越不能满足工程的空间分析要求。
随着计算机图形处理技术的完善，已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统，继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨，以期和同行分享。
一、数字化勘察技术概述
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术，通过计算机及其软件，把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来，建立综合的计算机辅助信息流程，使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化，逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点，把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮，供各专业设计使用。
二、岩土工程勘察技术中存在的主要问题
1.采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题，这些问题主要有以下几个方面：
（1）界面划分，主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分，地质构造和软弱结构面的判定，以及不良地质体的地质界面等。
（2）地质形态，主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定。
（3）岩土参数，主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即粗颗粒土、残积土和风化岩等。
（4）综合能力，主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪、归纳总结的能力，缺乏建筑、结构设计方面的知识，常造成勘察的目的不明确，所提供的资料不能满足设计的需要。
2.探讨问题的对策
（1）可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点；并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题。
（2）加强室内、外测试新技术和施工检测技术的使用，通过其所获得的数据和资料，经过分析、对比，建立它们之间的关系，并通过工程施工检测所获取的实测资料反算所得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。
（3）加强勘察技术人员的再教育和技术培训并形成定期制度，促进其知识的更新换代。勘察单位施行内部岗位轮换制度，促成勘察技术交流、知识渗透，尽可能组织技术人员参加各种有关的学术活动和讲座，达到扩大勘察技术人员的知识广度和深度的目的。强调计算机技术的应用，以提高他们的技术综合能力。
三、数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术
1.岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法，表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早，它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法，也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料，包括测点的几何特征数据和属性特征数据，然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来，构成网状曲面片，进而确定整个地质体的空间属性，有很多方法用来表示表面，常用的方法主要有数学模型法和图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等，其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法，将做详细分析讨论。不规则格网法(TIN)是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内，如果任意点不在顶点上，则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程)，所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，这里采用一个简单的记录方式是：对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针，边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段，分别存储X，Y，Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是：对于给定一个三角形，查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率，当然可以在此结构的基础上增加其它变化，以提高某些特殊运算的效率。
2.场地虚拟实现技术
场地虚拟数字化技术的实现，即建立数字化岩土勘察工程的数据库系统。该系统囊括两方面的内容，一是勘察区域内的地理规划、道路、市政设施、住宅区等地理信息，二是勘察区域内的山川、河流等自然地貌地形的情况。关于数据库系统的建立，需具备以下几方面的基本条件：（1）收集勘察区域内的地质勘察资料，包括勘察点的地理、环境、土质、地层等信息。（2）根据系统信息需求，为弄清楚所需数据类型和数据之间的关系，把用户的数据需求用较为形象方法表现出来，需要设计能够反映信息世界的概念性模型。（3）数据库需要囊括三种数据，一是用户输入的原始数据，二是系统自动生成的中间数据，三是最终的数据。（4）数据库的主要功能，首先是输入数据注意有效性和规范化，以保证输入库内的数据资料精准性，减少误差。第二是让用户能够在最短时间内利用检索功能获取数据中的地质信息，搜索的条件是图示点、图示矩形、区域、交叉条件等。第三是叠加、缓冲区和多层立体叠加三种空间分析功能。第四是数据库单向、多向和多组合的输出方式。
四、结束语
计算机技术是当今学科发展的一大支柱。岩土工程勘察领域应该要运用这种新技术手段。岩土工程勘察设计数字化建设是多专业多学科结合的一项长期而艰巨的任务。要完成这项任务，首先需要建立一个统一的框架结构和協同工作环境，制定切实的系统实施方案，还要充分利用如虚拟现实技术、数据挖掘和知识发现技术，专家系统等大量已经成熟的技术和寻求新的有待于开发的技术的支持，，随着计算机图形处理技术的完善，将为岩土勘探设计、建模工程提供数字化分析、空间分析，帮助预测、地学统计和图形可视化的一体化系统，帮助我们解释岩土地质工程，建立现代化、信息化为一体的岩土工程勘察设计数字化新体系。
参考文献：
[1] 杨大忠. 城市民用建筑岩土工程勘察技术的应用[J]. 科技资讯, 2009, (18) .
[2] 戴俊斌. 探讨岩土工程勘察及基础设计的若干问题[J]. 科技创新导报, 2009, (16) .
[3] 雷贵宁. 关于岩土工程勘察措施的改进与思考[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2009, (09) .