巖土工程勘察信息系統操作利用案例分析土木工程論文
烏魯木齊城市巖土工程勘察信息系統通過(guò)建立基于GIS框架下的數據庫管理和輔助決策分析系統，可以對長(cháng)期積累的單體巖土工程地質(zhì)勘察報告資料檔案、各種圖形資料進(jìn)行整理、建立電子文檔屬性數據、圖形數據等地學(xué)數據，并對這些數據進(jìn)行管理、分析，服務(wù)于城市建設。
烏魯木齊城市巖土工程勘察信息系統主要包括：
單體巖土工程勘察報告文檔屬性數據和圖形數據的管理與維護、工程地質(zhì)分析應用、三維建模及分析、成果生成與輸出四大模塊。這些功能具有可以利用城市區域地質(zhì)背景資源，根據單體巖土工程地質(zhì)勘察報告文檔數據進(jìn)行柱狀圖、剖面圖、各種等值線(xiàn)圖的生成、編輯；可根據專(zhuān)家思想編輯模板自動(dòng)生成巖土工程勘察報告；可進(jìn)行三維建模及分析。通過(guò)數據庫的挖掘和利用，實(shí)現三維地質(zhì)模型可視化表現，為工程規劃、建設和決策提供工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)依據，為大型項目的選址、城市地下空間開(kāi)發(fā)利用提供地質(zhì)基礎資料，結合地下空間數據和相關(guān)分析模型，對擬建工程的巖土不良地質(zhì)現象及區域穩定性做出評價(jià)。為工程地質(zhì)檔案開(kāi)發(fā)工作奠定了良好的基礎。
本文通過(guò)實(shí)際工作中對烏魯木齊城市巖土工程勘察信息系統操作利用的認識，結合某小區建設的工程地質(zhì)勘察報告，具體說(shuō)明該系統主要功能，文中圖表數據內容以華美·怡和山莊小區為實(shí)例。
1、巖土工程地質(zhì)勘察報告專(zhuān)業(yè)數據管理
對地質(zhì)報告專(zhuān)業(yè)數據進(jìn)行管理，將計算機數據的處理和用戶(hù)數據的操作分離開(kāi)來(lái)，簡(jiǎn)化操作軟件對用戶(hù)數據表格結構的要求，將不同數據按存在方式的不同，以專(zhuān)業(yè)樹(shù)型組織起來(lái)進(jìn)行管理。
1.1數據錄入
根據用戶(hù)的數據表創(chuàng )建錄入模板，用戶(hù)可直接在模板里錄入原始數據；錄入方式包括單表錄入和按專(zhuān)業(yè)錄入，能實(shí)現工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)數據分層信息、樣品試驗信息的錄入，相關(guān)測試數據的添加、刪除、修改、更新。
1.2數據導入導出
包括工程地質(zhì)勘察報告文檔資料導入、背景地形圖件數據導入、地圖庫、影像庫、鉆孔信息表等數據的導入。
1.3數據檢查
對錄入或者導入過(guò)程中的鉆孔數據進(jìn)行值域、數據邏輯性、數據類(lèi)型、數據枚舉型等的檢查，可形成一套標準數據體系。
1.4數據顯示與查詢(xún)
在圖形顯示窗口顯示多比例尺地形圖，顯示鉆孔（原始數據、基礎數據）點(diǎn)位。
1.5標準地層生成與編輯
對工程地質(zhì)原始鉆孔數據提取所有分層信息，自動(dòng)生成鉆孔標準分層版本，可以創(chuàng )建、編輯、刪除標準地層。
1.6權限配置管理提供基于數據中心的權限管理機制，可設置對應于數據的功能模塊的使用權限，不同的用戶(hù)可以瀏覽、下載和檢索限定權限范圍內的文檔資料。
2、工程地質(zhì)分析及應用
2.1數據查詢(xún)
可對系統管理的工程地質(zhì)鉆孔基本信息、分層信息、樣品試驗數據進(jìn)行查詢(xún)，查詢(xún)方式有圖形輸入、條件輸入和高級查詢(xún)等。
工程地質(zhì)的相關(guān)圖形數據可以進(jìn)行圖件查詢(xún)，并且還顯示圖形中包含的屬性信息。
2.2數據統計
支持用戶(hù)快速定制EXCEL模板，對鉆孔的各個(gè)地層，可以選擇不同的樣品試驗指標，進(jìn)行平均值、最大值、最小值、子樣數、均方差、變異系數等屬性統計，支持巖土工程勘察報告等文件模板輸出。
2.3工程地質(zhì)各專(zhuān)題圖的自動(dòng)生成與編輯
2.3.1柱狀圖生成與編輯
系統采用基于模板定制的鉆孔柱狀圖自動(dòng)生成與編輯功能，支持基于各種數據（包括時(shí)代、巖性、各種曲線(xiàn)、圖片、照片、文字）自動(dòng)生成柱狀圖，能對各種復雜柱狀圖進(jìn)行繪制、編輯、瀏覽、打印等，提供鉆孔輔助分層功能。
2.3.2剖面圖連接與編輯
剖面圖出圖功能以鉆孔數據為基礎，支持剖面線(xiàn)等MapGIS矢量數據，生成剖面圖，提供進(jìn)行各種編輯功能，見(jiàn)圖2.
2.3.3等值線(xiàn)圖生成與編輯
系統提供等值線(xiàn)圖生成的綜合模塊，自動(dòng)生成不同的類(lèi)型的等值線(xiàn)圖，并可進(jìn)行編輯、保存，滿(mǎn)足出圖的要求。
2.3.4專(zhuān)業(yè)圖生成
生成動(dòng)力觸探曲線(xiàn)、波速曲線(xiàn)、土的粒徑級配曲線(xiàn)等各種試驗曲線(xiàn)圖，并可進(jìn)行編輯。
2.3.5多要素綜合圖排版制作與輸出
系統提供多要素綜合圖的排版和輸出，系統生成的各種類(lèi)型的圖件進(jìn)行排版，形成多要素綜合圖。
2.4工程地質(zhì)計算
可提供分析計算工具，為技術(shù)人員提供方便計算。
3、三維建模及分析
3.1三維地質(zhì)結構建模
3.1.1鉆孔實(shí)體建模
可建立鉆孔實(shí)體模型，用戶(hù)只需設置鉆孔建模范圍和鉆孔半徑，還可顯示鉆孔標注。
3.1.2簡(jiǎn)單層狀地質(zhì)體建模
根據用戶(hù)輸入范圍內的鉆孔和（或）剖面數據，通過(guò)設置插值、尖滅等參數，自動(dòng)建立工程地質(zhì)三維地層結構模型，并支持地層分級建模。用戶(hù)可以設置不同的建模級別，獲得不同鉆孔級別的三維地質(zhì)模型。當鉆孔數據或分層變動(dòng)之后，可以快速更新模型。
3.1.3交互拼接建模
對于地質(zhì)條件比較復雜的區域，采用基于交叉剖面數據半自動(dòng)構建復雜地質(zhì)體模型的三維建模方式。將二維剖面轉換成三維交叉剖面，將這些剖面的所有的封閉單元格列出。利用單個(gè)單元格內一系列閉合輪廓線(xiàn)建立起曲面片，進(jìn)而確定該單元格內所有地質(zhì)體的空間幾何形態(tài)，通過(guò)用戶(hù)交互的方式構建三維地層結構模型。
3.2工程地質(zhì)檔案數據三維模型可視化
3.2.1三維場(chǎng)景設置
可設置工程地質(zhì)模型的透明度，實(shí)現模型的半透明顯示。
3.2.2三維場(chǎng)景交互
三維窗口操作：支持鼠標和鍵盤(pán)兩種操作方式進(jìn)行模型放大（開(kāi)窗放大）、縮小、旋轉、實(shí)時(shí)平移操作。
路徑漫游：提供漫游路徑設計功能，允許用戶(hù)輸入規劃的漫游路徑及視角等參數，可根據用戶(hù)路徑和視角在場(chǎng)景中進(jìn)行自動(dòng)漫游。
3.3模型分析功能
3.3.1三維模型通用拾取
對三維場(chǎng)景中打開(kāi)的任意模型進(jìn)行屬性的拾取，包括鉆孔模型和地質(zhì)體模型，可拾取鉆孔的單個(gè)分層，用列表的方式羅列出模型所帶的屬性，對于切割之后的模型或者正在漫游中的隧道也可以進(jìn)行信息拾取，使得模型的拾取操作無(wú)處不在。
3.3.2三維模型切割
支持對各類(lèi)地質(zhì)體進(jìn)行平面剖切、水平剖切、斜切、折線(xiàn)垂直剖切及組合剖切等多種剖切方式，見(jiàn)圖2.隧道切割基于三維地質(zhì)模型�？稍谒淼乐羞M(jìn)行飛行漫游，查看隧道內地層分布變化情況，見(jiàn)圖3.
虛擬鉆孔開(kāi)挖功能可在給定待鉆探坐標及深度后，獲取像鉆探一樣得到的地層結構和屬性。
3.3.3三維模型爆炸顯示
實(shí)現將整個(gè)模型進(jìn)行一次爆炸顯示的過(guò)程，使得模型能夠被充分的打散開(kāi)來(lái)，便于用戶(hù)了解地層內部的細節問(wèn)題。
3.3.4三維模型編輯
提供對模型進(jìn)行自由拖放以及旋轉等操作，可指定拖動(dòng)及旋轉的方向，解決了各個(gè)獨立地層不容易直觀(guān)分析的缺點(diǎn)。
4、工程地質(zhì)檔案成果輸出
4.1圖件輸出
系統可輸出指定范圍內已有資料中的多種基礎平面圖圖件。
4.2表格數據輸出
將系統中查詢(xún)到的鉆孔基本信息、分層信息、樣品數據等輸出為Excel表格形式。
4.3平面成果圖件輸出
可對系統生成的與鉆孔相關(guān)的鉆孔平面圖、柱狀圖、剖面圖等進(jìn)行輸出、打印。
4.4三維地質(zhì)模擬結果輸出
可輸出立體剖面圖、三維地質(zhì)模型靜態(tài)效果圖、三維地質(zhì)模型漫游動(dòng)畫(huà)。對模型進(jìn)行切割分析之后的成果保存到三維模型庫，三維場(chǎng)景中的模型都可以輸出為不同分辨率和大小的圖片，模型分析過(guò)程也可進(jìn)行視頻錄制和輸出。
5、結束語(yǔ)
本文以烏魯木齊市華美·怡和山莊小區為實(shí)例，簡(jiǎn)要說(shuō)明該系統的主要功能，特別是地層的三維顯示功能，基本滿(mǎn)足了設想要求；該系統在實(shí)際應用中還應不斷完善，加強地基土的分區功能，為烏魯木齊地區地方規范的編制提供依據。
參考文獻
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