论岩土工程中GIS地理信息系统的应用

论岩土工程中GIS地理信息系统的应用

贾泰勇

山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队271000

摘要：随着时代的进步，GIS地理信息系统作为一门先进的处理分析空间数据的技术系统，被广泛的运用到岩土工程领域，其强大的数据分析及管理能力，推动了岩土工程的发展。本文就针对岩土工程中GIS地理信息系统的应用进行了论述。

关键词：岩土工程；GIS地理信息系统；应用

我国在工程建设方面进入全新发展阶段，传统的岩土工程数据统计方法已经难以顺应社会的发展，为了增强企业的竞争力和实力，需要一种更为科学的数据管理信息系统，在这种需求下GIS应运而生。GIS强大的功能能在短时间内处理企业庞杂的数据，根据岩土工程的需要制定出多种处理方案，推动岩土工程的发展和进步。

1、GIS概述

GIS是指融合计算机技术、信息技术、地理技术等多种技术的一种现代化管理系统，功能十分强大，能对地理数据的多方面进行管理、分析以及储存。随着科学技术的不断进步和GIS自身的发展，目前已经广泛应用于建筑、交通、军事等多个领域，其功能也在不断完善和创新。岩土工程的研究领域在空间属性方面与GIS十分相似，因此可以将GIS应用于岩土工程当中，拓展岩土工程数据储存能力和空间建设能力，充分发挥GIS的优势为岩土工程服务。

2、GIS地理信息系统应用于岩土工程的重要性

时代在进步，社会在发展，目前我国的经济飞速发展，各个城市的城市化建设需求量剧增，大规模的工程施工建设在全国各地兴起，而这些工程在城市建设当中产生了大量有价值的数据资料，对于日后的工程建设时有着巨大的参考价值，其作用巨大，且可以重复利用。传统的数据管理模式，其数据都是以文字和图表形式体现，数量庞大且保存不规范，在岩土勘察后得到的数据都被分散地存放于各个勘察单位，在勘察工作出现重叠或是近似时，这些有价值的数据资料并不能被充分利用到，不但浪费了数据资料，同时还浪费了重复勘察的成本。若是将这些分散的数据资料进行统一且规范的整合和管理，将其录入地理信息系统，那么日后的岩土勘察工作效率将大大提高，同时地理信息系统在岩土工程当中的应用自如也会辅助城市化建设的进度加快。

3、GIS地理信息系统在岩土工程中存在的问题

3.1准确性较低

岩土工程建设过程中需要进行高标准的三维数据结构，GIS尽管可以达到这一要求但精准度相对较低，没有一种相对完善的模型结构。可以应用三维栅格进行全方位的展示，但由于数据储存量较大，模型的精准度较低。三维矢量模型虽然能够较为精准的构建模型，但展示的角度和范围十分有限。相比之下矢栅一体化结构能有效避免上述两种方法的弊端，但因其自身系统负载率较高，一定程度上会影响系统的运行效率。GIS系统中三种构建模型的方法都难以与岩土工程模型做到完美的切合，这也是GIS应用于岩土工程中最大的难度。

3.2缺乏分析手段

传统GIS系统一般采用二维的GIS分析，三维GIS数据分析还存在许多不足之处，不能应用二位分析中的空间插值、多要素分析以及统计分析等多种分析方法。另一方面，GIS数据分析软件在应用结构上与三维GIS存在许多不同，无形当中增加了三维GIS数据分析的难度，缺乏系统的分析手段直接限制了GIS的进一步发展。

3.3三维模型可视化程度低

GIS最大的一个特点就是能将数据模型转化为直观性的模型进行观看，相比之下岩土工程建设更需要GIS这项功能以便观看数据的整体情况并对数据进行分析。但目前三维模型可视化程度相对较低，不能将所有数据进行转化，计算机硬件水平也是影响因素之一。随着计算机水平的不断提升，对演算方法的革新提出了更高的要求。

4、GIS地理信息系统在岩土工程中的应用

4.1岩土工程勘察中的运用

传统岩土勘察的方式以钻探为主，结合技术经验对勘察情况进行分析和预测，根据勘察点的深度和物质密度得出勘察结果。实际勘察中各种地理条件极为复杂，即使经验丰富的技术人员也无法对地下情况进行精确预测，勘察精度并不能达到实际工作要求。GIS系统的出现改善了传统勘察方式，通过GIS技术建立勘察地理信息系统，能有效提高勘察的效率和精度。岩土工程勘察地理信息系统，就是以GIS系统为基础平台，将传统勘察数据导入该系统，建立多种模型，利用GIS系统的分析功能设计作业，最后进行文件输出实现数据共享。该系统能集合各专业、各部门之间的信息，强化彼此的沟通和交流，能降低主观上对勘察结果误判的可能性，提高勘察精度，同时通过信息共享有效地节约了人力物力。除勘察功能外，岩土工程勘察地理信息系统还具有储存、分析、查询、检索等功能，技术人员可以通过软件将数据图形化，对岩土勘察、区域规划等工作有重要的参考价值。

4.2地下岩土工程中的运用

随着科技发展，人们对地层的探索深度不断增加，对地下资源的利用程度也在不断扩大。地下环境通常无法直观分析和预测，涉及各种各样的数据，导致地下岩土工程的信息管理水平难以提高。GIS系统在地下岩层工程中的运用有效缓解了该局面。通过GIS系统，人们能更方便、更精确地了解地下空间，为控制开采力度和调整空间布局提供了有力的技术保障。GIS在地下岩土工程中的运用起步较晚，但其图形处理和展示功能可以有效地对地下信息进行综合管理，使数据可视化，具有很大的发展前景。

4.3地质灾害评价中的运用

4.3.1地震

地震是破坏性最大的自然灾害。地震具有突发性、难以预测性，当前世界多国努力从理论上对地震的发生和危害进行预测，但仍未取得显著的成果。目前，一些专家正在将GIS系统运用到地震研究中，通过GIS和感应设备对地震进行预测和评估，为地震研究工作提供了新的探索道路。

4.3.2沙土液化

国外学者采用GIS系统对沙土液化的历史和原因进行分析，借助软件对多年来积累的数据进行分析和建模，最终划分出六个图层，使沙土液化的管理更加科学化、透明化，为遏制沙土液化提供了技术支持。我国学者利用GIS系统对典型路段的液化信息进行分析，总结了大量的数据，并绘制了沙土危害分布图，这些都表明GIS系统在沙土液化研究中起发挥了重要作用。

4.3.3滑坡

滑坡与空间位置有密切的联系。利用GIS系统对滑坡信息进行记录和分析，能对滑坡类型和原因进行合理地分类，根据分析结果能得出各地区的滑坡危害系数和发生概率。当前利用GIS中的DEM模型对滑坡位置和形式进行模拟已经被广泛认可，借助GIS的分析功能还可以实现对灾害的评价和规避，为降低滑坡危害提供了新的技术手段。

4.3.4地质灾害综合评价

GIS系统能充分分析各地区的灾害影响因素和发生概率，并可以对高危地区进行建模分析评估，从而达到灾害预报的目的。在新城区建设选址中，运用GIS进行灾害分析更为重要。随着各领域的不断延伸和交流，GIS在各领域应用中的界限也越来越模糊，呈现出综合化的发展趋势。

结语

地理信息系统对岩土工程勘探数据的储存管理等的处理，较传统的数据管理模式具有很大的优势。在地形可视化以及建筑物空间结构的分析上是不可比拟的。并且随着计算机技术及软件技术的发展，GIS技术会更加的精确，为岩土勘探行业的服务也会更加的深入。

参考文献

[1]刘新霞.简述地理信息系统在工程中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(22).

[2]吴皇胜,邓浩.试论地理信息系统在地质矿产勘查中的运用[J].环球人文地理,2015(24).