谈GIS支持下岩土工程勘察设计一体化

侯 嘉 丰

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)

谈GIS支持下岩土工程勘察设计一体化

侯 嘉 丰

(山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013)

针对岩土工程勘察设计中存在的问题，分析了岩土工程勘察设计一体化的优势，结合地理信息系统(GIS)在岩土工程勘察设计一体化中的应用现状，给出了勘察资料具体化、应用网络GIS系统、将GIS系统与计算机辅助系统相结合的改进优化建议。

地理信息系统，岩土工程，勘察，一体化

我国的岩土工程已有20多年的发展历史，无论是在工程勘察方面，还是在工程设计方面，岩土工程都已形成了比较成熟的运作模式，为我国的工程建设做出了很大的贡献。随着社会经济的发展，行业内部的竞争愈演愈烈，传统的先勘察后设计的模式已经无法满足工程建设市场的需求，岩土工程勘察设计一体化成为岩土工程进一步发展的必然趋势。

1 概述

1.1 岩土工程勘察设计中存在的问题

1)岩土工程勘察与设计分离。我国岩土工程勘察与设计通常为分散式作业，各部门和各专业之间条块分割现象严重，并且工程规范的制定和工程技术的更新相对来说都比较滞后，再加上岩土工程自身的特殊情况及其设置过细的专业情况，岩土工程的勘察者和设计者之间总是无法形成良好的合作关系。勘察者为设计者提供的勘察资料往往不是设计者想要的，也就是说，勘察者不能给设计者提供所需的可用信息，完全与设计脱节[1]。设计者自然无法完全理解得到的勘察资料，设计作品有时不够完善。整体来看，岩土勘察和设计过程中浪费了大量的人力、物力、财力，勘察结果转换为设计成果的效率比较低，究其原因，主要是岩土工程勘察与设计严重分离造成的。

2)岩土工程设计软件功能不完备。我国现阶段岩土工程中使用的设计软件多为计算机辅助设计软件。计算机辅助设计系统的主要功能是计算设计中的所有数值，编制所有设计文件，绘制工程图。对于比较高端的问题，例如综合评价设计问题，设计方案，我国现阶段岩土工程中使用的设计软件还解决不了，使得岩土工程设计者不能充分地利用勘察信息来进行工程设计，造成资源浪费，同时，也降低了设计工作的质量。

3)各专业之间未能实现数据共享。岩土工程不同专业之间交流资料信息的形式主要为书面传达，上一阶段的数据信息不能自动转入下一阶段，耗时的同时又提高了错误率，基本上无法实现各个专业之间的数据共享。

1.2 岩土工程勘察设计一体化的优势

与普通岩土工程模式相比较，勘察设计一体化模式有其独特的优势：岩土工程勘察设计一体化模式中工程勘察和工程设计紧密联系起来，便于工程承包方一同承包，能有效保证信息数据的流畅传输，从而加快工程完成速度，缩短工期；岩土工程勘察设计一体化模式中勘察者和设计者容易考虑到其他环节的工作，从而主动进行技术创新，提高工程质量；岩土工程勘察设计一体化模式便于企业进行造价控制，从而提高经济效益。

2 地理信息系统(GIS)在岩土工程勘察设计一体化中的应用

2.1 地理信息系统在岩土工程勘察设计一体化中的应用现状

目前，地理信息系统在我国岩土工程勘察设计一体化中的应用主要表现在：应用虚拟现实技术，具体由计算机技术相助，生成高技术模拟系统，也就是逼真的三维模型，随着技术操作人员的位置移动，电脑进行复杂的运算，绘制精准的3D影像[2]；利用地理信息系统存储信息、查询信息、空间叠加运算的功能，采用定量分级法对土地等级进行测定，对岩土的稳定性进行评估；利用专业三维建模软件，把地质、测井、地球物理资料和各种解释结果综合在一起，生成三维模型，然后通过数据转化，把模型置入地理信息系统数据库里，分析各项空间指标，作为岩土工程设计的依据。

就目前地理信息系统在岩土工程勘察设计一体化中的应用现状来看，地理信息系统的功能局限于数据的处理和管理方面，不能很好地解决系统外部的软件包和地理信息系统转换的接口问题。

2.2 地理信息系统在岩土工程勘察设计一体化中的改进措施

1)勘察资料具体化。现阶段我国岩土工程勘察结果多为对研究对象“质”的描述，严重缺少研究对象的数量特征、数量关系和数量变化的资料，这使得岩土工程中的设计者找不到实用的资料，无法顺畅地开展设计工作。因此，在岩土工程勘察过程中，勘察者要应用地理信息系统储存数据和管理数据库的功能，将勘察所得资料进行数值化和数据库化处理，使其转变为设计数据，以方便岩土工程设计者直接使用勘察资料。另外，岩土工程设计者也要应用地理信息系统，借助其强大的数据分析、综合评价和叠加图像的功能，按照要求处理勘察资料[3]。具体流程如图1所示。

2)应用网络地理信息系统。随着科技的进步和信息技术的发展，互联网已经普及，地理信息系统也应顺应时代发展潮流，朝着网络化方向发展，互联网地理信息系统应成为重点研究内容。互联网地理信息系统可以共享地理信息和空间信息，这一功能对于建设岩土工程勘察设计一体化系统具有重大指导意义。岩土工程勘察和设计的每一个环节都使用计算机来作业，上一个阶段为下一个阶段以及其他阶段提供好数据信息，并借助互联网及时传输数据，在最短时间内实现数据共享，提高整体作业速度，缩短工作周期，提高工作效率。总之，以互联网地理信息系统服务器为中介，各个勘察单位和设计单位之间可以通过联网实现网络化，各个专业和各个工种之间可以通过互联网传输数据，达到数据的共享，从而实现岩土工程勘察设计的一体化。

3)将地理信息系统与计算机辅助设计系统结合起来。地理信息系统是一种特定的空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、运算、分析、管理、显示和描述的技术系统。地理信息系统的核心是用计算机来处理和分析地理信息。而计算机辅助设计则是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。

从专业角度来看，地理信息系统有比较完善的处理数据、管理数据库、叠加图像功能，地理信息系统可以同时处理空间上的数据和实体质量、数量特征的数据，并能根据其中一种数据的改变对另一种数据作出相应的调整[4]。计算机辅助设计系统虽然也有同地理信息系统一样的处理数据、管理数据库、绘制图像的功能，但只是简单地用数据库来管理设计，再用图像表达出来，计算机辅助设计系统并不用对地图进行综合性管理，也不用叠加图像。简言之，计算机辅助设计系统和数据库之间的连接只是初步的，其分析能力不强。要明确的是，计算机辅助设计系统的主要功能在于建立地理上的坐标，并对建立的地理坐标进行转换。

总而言之，地理信息系统与计算机辅助设计系统有很多相似之处，但同时又具有各自的特色功能，在岩土工程勘察和设计中，应该将地理信息系统与计算机辅助设计系统有机结合起来，在计算机辅助设计系统中实现地理信息系统的某些功能，使地理信息系统更好地为岩土工程所用，逐步实现岩土工程勘察、设计一体化目标。

3 结语

目前我国岩土工程中比较突出的问题就是工程勘察和工程设计分离、岩土工程设计软件功能不完备、各单元之间不能实现数据共享，要解决这一问题，就必须建立岩土工程勘察、设计一体化系统，应用地理信息系统与计算机辅助设计系统，建立网络化工作体系，将各部门、各工种紧密联系起来，使勘察资料数据化、具体化，从而提高企业的经济效益，增强企业的竞争力，不断推动我国岩土工程的现代化进程。

[1] 李茂柱.研究通用岩土工程勘察数据库建设[J].建设科技,2014(11):113.

[2] 王建明,张继文,刘争宏，等.基于GIS的工程勘察成果一体化管理[J].岩土工程技术,2014,28(5):224-226,260.

[3] 杨映红,李向新,任 磊，等.基于GIS的通用岩土工程勘察数据库系统的设计[J].科学技术与工程,2011,11(6):1363-1367.

[4] 迟保国.岩土工程勘察数字化浅议[J].中华民居,2012(1):104.

Discussion on the geotechnical engineering investigation and design integration with GIS

Hou Jiafeng

(ShanxiSurveyandDesignInstitute,Taiyuan030013,China)

In view of the existing problems in geotechnical engineering investigation and design, analyzed the advantages of geotechnical engineering investigation and design integration, combining with the application status of Geographic Information System(GIS) in geotechnical engineering investigation and design integration, gave the improvement optimization suggestions for investigation specific data, Web GIS system, combination of GIS system and computer aided system.

Geographic Information System, geotechnical engineering, exploration, integration

2015-06-01

侯嘉丰(1986- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)23-0075-03

TU195

A