gis在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用

1、<p>　　GIS在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用</p><p>　　摘要：GIS的發(fā)展與測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展水平以及其他行業(yè)對(duì)GIs的需求息息相關(guān)，GIS在巖土工程中的應(yīng)用提高了巖土工程解決實(shí)際問(wèn)題的能力，推動(dòng)了巖土工程信息化。文中介紹了GIS在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用，以及發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：GIS巖土工程 應(yīng)用 </p><p>　　中圖分

2、類(lèi)號(hào)：F470.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　在不同的發(fā)展階段，GIS在巖土工程生產(chǎn)中發(fā)揮著不同的作用，隨著GIS技術(shù)的提高，它勢(shì)會(huì)必促進(jìn)巖土工程生產(chǎn)、管理的信息化．我國(guó)正處在邁人和建設(shè)信息化測(cè)繪的初級(jí)階段，GIS會(huì)得到前所未有的發(fā)展，我們應(yīng)該把握這個(gè)時(shí)機(jī)，提高GIS在為巖土工程服務(wù)的能力，更好解決實(shí)際工程問(wèn)題。

3、 </p><p>　　一、地理信息系統(tǒng)(GIS) </p><p>　　GIS至今尚沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一的定義，不同學(xué)科和不同領(lǐng)域?qū)IS的理解不盡相同。美國(guó)聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)(FICCDS)對(duì)GIS的定義是：“G1S是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同方法組成的系統(tǒng)；該系統(tǒng)具有支持空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、處理、分析、建模和顯示的功能，并可解決復(fù)雜的規(guī)劃管理問(wèn)題?！钡乩硇畔⑾到y(tǒng)具有以下基本特性： <

4、;/p><p>　　1、所有的相關(guān)信息均按特定的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的坐標(biāo)定位，對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù) </p><p>　　進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)和管理。 </p><p>　　2、將多信息源的空問(wèn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)分類(lèi)、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，使其適應(yīng)計(jì)算機(jī)輸入輸出的要求，便于進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然資源、環(huán)境要素之間的對(duì)比和相關(guān)分析。 </p><p>　　3、具

5、有圖形與數(shù)據(jù)雙向查詢(xún)檢索的基本功能，并可按照指定的范圍進(jìn)行圖形查詢(xún)和提供綜合的空問(wèn)分析數(shù)據(jù)。 </p><p>　　4、向用戶提供空間數(shù)據(jù)多因素空間分析、復(fù)合評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和模擬優(yōu)化等技術(shù)手段。 </p><p>　　5、G1S與一般數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用有關(guān)，但又有較大的區(qū)別。在一個(gè)GIS里的所有信息都與空間位置有關(guān)。一般數(shù)據(jù)庫(kù)電可能會(huì)包含位置信息(如：礦點(diǎn)位置)，但是，一般數(shù)據(jù)庫(kù)只使用地理參照來(lái)作

6、為存儲(chǔ)和訪問(wèn)信息的主要方法。 </p><p>　　6、GIS集成技術(shù)。GIS可以集成GPS、RS、CAD等技術(shù)，例如遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIS的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。 </p><p>　　二、在巖土工程領(lǐng)域所涉及到的地理信息系統(tǒng) </p><p>　　在巖土工程領(lǐng)域，像地理地質(zhì)信息方面的，系統(tǒng)和整體被廣泛應(yīng)用在該領(lǐng)域，比如生態(tài)問(wèn)題、能源節(jié)約問(wèn)題、險(xiǎn)情預(yù)警、金融評(píng)估、職能部門(mén)

7、的管理工作等很多地方都在廣泛的應(yīng)用地理方面的信息系統(tǒng)和體制。 </p><p>　　1、在工程勘察管理中GIS 的應(yīng)用評(píng)價(jià) </p><p>　　在21 世紀(jì)70 年代，好幾十個(gè)信息系統(tǒng)在美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所建成，并且用來(lái)管理地理、地質(zhì)和水資源等領(lǐng)域空間信息，后來(lái)很多科學(xué)家開(kāi)始研究GIS 的大型數(shù)據(jù)庫(kù)。在1997 年兩位加拿大科學(xué)家，把GIS 的最新技術(shù)運(yùn)用起來(lái)，提出了模糊分類(lèi)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提

8、供依據(jù)給工程勘察管理和檢測(cè)。GIS 具有資源保管、資源展示的功能，因此有科學(xué)家在保留上述功能的前提之下加入了疊加運(yùn)算和DEM 模型的功能，分類(lèi)別的把土地能力實(shí)施評(píng)級(jí)，通過(guò)整體分析，把斜坡穩(wěn)定性的分區(qū)圖做出來(lái)，并且進(jìn)行合理的應(yīng)用。 </p><p>　　2、GIS 在地質(zhì)災(zāi)害當(dāng)中的應(yīng)用 </p><p>　?。?） 滑坡方面的應(yīng)用。 </p><p>　　現(xiàn)在有各種各

9、樣的滑坡類(lèi)型和滑坡群，其區(qū)別是十分明顯的，而且在時(shí)間上具有速度的差異，共性就是，自然災(zāi)害受到意外因素觸發(fā)，并產(chǎn)生危險(xiǎn)的后果?；聻?zāi)害現(xiàn)象的發(fā)生，和空間位置緊密相關(guān)，在一些災(zāi)害信息記錄方面就可以用到GIS技術(shù)，同時(shí)還可以對(duì)滑坡發(fā)生的原因進(jìn)行分析，并且統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，對(duì)可能產(chǎn)生的災(zāi)害范圍進(jìn)行定量或半定量地進(jìn)行評(píng)價(jià)，并評(píng)價(jià)滑坡災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。很多科學(xué)家在分析滑坡災(zāi)害的時(shí)候都是把GIS 技術(shù)中的DEM 方面利用起來(lái)，對(duì)滑坡產(chǎn)生的位置和樣式都做

10、出了模擬，并用圖像和圖形來(lái)顯示；使用數(shù)字型的模型，也就是DTM，把溝谷和山脊的界線勾繪出來(lái)，而且對(duì)切剖面進(jìn)行輔助，評(píng)價(jià)深層滑坡災(zāi)害。歸結(jié)起來(lái)，在滑坡災(zāi)害研究中，GIS 的主要應(yīng)用于對(duì)滑坡信息進(jìn)行管理并進(jìn)行分析；把滑坡的自然災(zāi)害分門(mén)別類(lèi)，對(duì)滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)提前做出評(píng)估；并分析滑坡產(chǎn)生的各種因素，以及產(chǎn)生的影響和周邊環(huán)境的關(guān)系等。 </p><p>　?。?）對(duì)砂土液化的應(yīng)用分析。 </p><p&

11、gt;　　分析砂土液化的方法有很多種，并且每種方法都有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，但是很多通過(guò)簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算來(lái)獲得結(jié)果，所有的工作都是由人來(lái)做，沒(méi)有摻雜任何的機(jī)械。砂土液化有不少的原因，并且和空間位置有著緊密的聯(lián)系，在整個(gè)防災(zāi)救災(zāi)的系統(tǒng)工程中，也會(huì)成為其中的一部分，因此不能用孤立的和低效的方法來(lái)分析。所以在砂土液化分析當(dāng)中，GIS 的引入就十分有必要。在21 實(shí)際90 年代，美國(guó)著名的科學(xué)家在進(jìn)行砂土液化研究的時(shí)候就把GIS 利用到其中，對(duì)

12、本地曾經(jīng)產(chǎn)生自然災(zāi)害的歷史和地理因素進(jìn)行分析，因此獲得很多的信息，使用相關(guān)軟件對(duì)信息進(jìn)行處理，并且劃分有6 個(gè)圖層，實(shí)現(xiàn)砂土液化的透明管理，同時(shí)很多同行也可以參照記錄記載的信息，盡可能的把問(wèn)題給避開(kāi)，政府職能部門(mén)在對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃的時(shí)候，也會(huì)因此而考慮到信息記載中的因素。 </p><p>　?。?）針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害綜合評(píng)估。 </p><p>　　我國(guó)針對(duì)GIS 在地質(zhì)災(zāi)害當(dāng)中運(yùn)用也有顯著的成

13、就，比如在評(píng)價(jià)巖溶凹陷的時(shí)候就利用了GIS 技術(shù)，利用了GIS 各種分析功能，分析了地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因和影響。我國(guó)的學(xué)者，在對(duì)地質(zhì)滑坡災(zāi)害實(shí)施預(yù)測(cè)的時(shí)候，使用了預(yù)警系統(tǒng)，并且取得很大的效果。在研究砂土液化的時(shí)候，我國(guó)科學(xué)家利用了桌面GIS 系統(tǒng)Mapinfo，采取某典型的路段進(jìn)行液化分析，因此畫(huà)出了液化危害性分布圖，并且有各種程度的圖像，而且分析了很多數(shù)據(jù)，因此GIS 在進(jìn)行砂土液化分析的時(shí)候是非?？尚械?，而且具有非常良好的適用性。由于

14、自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，防災(zāi)和減災(zāi)活動(dòng)開(kāi)始受到重視，所以在總體評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害的方面，GIS 的應(yīng)用進(jìn)展得非常的好。 </p><p>　　三、巖土工程GlS發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　基于G1S的巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)，由于GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)各異，GIS軟件的存儲(chǔ)格式互不兼容，限制了數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)系和應(yīng)用，造成重復(fù)建設(shè)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。由于開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，有些系統(tǒng)已不能完全滿足用戶的需求，特別是在網(wǎng)

15、絡(luò)查詢(xún)方面不能跟上技術(shù)發(fā)展的步伐?？偟膩?lái)說(shuō)未來(lái)的發(fā)展可從3個(gè)方面來(lái)看； </p><p>　　1、硬件方面，當(dāng)前的GIS主要運(yùn)行于圖形工作站和PC機(jī)，而近年來(lái)PC機(jī)性能大大提高，使得PC機(jī)與圖形工作站的概念越來(lái)越模糊。此外，分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等都將改善GIS的工作環(huán)境和狀態(tài)，這勢(shì)必會(huì)使巖土工程問(wèn)題更加科學(xué)、簡(jiǎn)便、快捷。 </p><p>　　2、軟件方面，巖土工程研

16、究的主要對(duì)象(即地質(zhì)體)的不規(guī)則性、非均勻性決定了幾何建模的復(fù)雜性，目前，由于無(wú)統(tǒng)一完善的三維地質(zhì)體編碼、分層行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，使得三維GIS的巖土工程地質(zhì)數(shù)據(jù)共享難以實(shí)現(xiàn)，阻礙了三維GIS在巖土工程中的應(yīng)用，因此，三維GIS將成為今后的熱點(diǎn)課題之一。 </p><p>　　3、GIS、RS、GPS的集成3S(GIS、RS、GPS)技術(shù)的應(yīng)用是最近乃至將來(lái)研究的熱門(mén)技術(shù)之一。目前，RS與G1S的集成已達(dá)到了“無(wú)縫結(jié)合”

17、的階段，但GRS、RS、GPS三者的真正意義上的集成還未解決，尚需進(jìn)一步研究，這一課題研究一旦取得成果，將使GIS在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍。未來(lái)的巖士工程將繼續(xù)加大力學(xué)、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地質(zhì)科學(xué)乃至社會(huì)科學(xué)的交叉和融合，這勢(shì)必要求G1S有關(guān)專(zhuān)業(yè)分析模型的繼續(xù)擴(kuò)展，如數(shù)量化理論模型、信息論模型、模糊數(shù)學(xué)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、人工智能模型及專(zhuān)家系統(tǒng)模型等。如何建立一個(gè)準(zhǔn)確的模型，并將其恰如其分應(yīng)用到CIS系統(tǒng)中去，這是解決巖土工程

18、問(wèn)題的關(guān)鍵所在。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　當(dāng)前，GIS軟件對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的處理技術(shù)尚待優(yōu)化，在巖土工程學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，沒(méi)有充分發(fā)揮GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，極大地妨礙了有關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。當(dāng)然目前國(guó)內(nèi)外已較廣泛的開(kāi)展了GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合的巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究工作。并取得了可喜的成績(jī)。 </p&g

19、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 呂治輝.地理信息系統(tǒng)(GIS)在巖土工程中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)科技信息. 2009(11) </p><p>　　[2] 李鵬遠(yuǎn),包春燕.GIS在巖土工程中的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J]. 山西建筑. 2010(05) </p><p>　　[3] 畢升.淺談GIS在巖土