摘 要：傳統(tǒng)勘察技術(shù)難以滿足時代發(fā)展要求以及行業(yè)的升級轉(zhuǎn)型要求，因此引入數(shù)字化技術(shù)，將其和傳統(tǒng)勘察技術(shù)有機(jī)融合，從而為巖土工程勘察水平的提高起到促進(jìn)作用。將數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù)作為研究主題，探究在巖土工程勘察中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的意義，以及巖土工程勘探數(shù)字化技術(shù)具備的動態(tài)性、安全性、集群性特點(diǎn)，分析了數(shù)字化測量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字一體化技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫搭建、建模技術(shù)、構(gòu)建數(shù)字化系統(tǒng)等數(shù)字化技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；巖土工程；勘察技術(shù)

中圖分類號：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0092-03

0 引言

巖土工程勘察技術(shù)能夠為現(xiàn)代化城市的建設(shè)提供全面、完善、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，通過掌握城市地下水、地下巖層分布信息，就能更好地保證地鐵的順利建設(shè)。若工程勘察落實不到位，容易引起現(xiàn)場施工質(zhì)量缺陷的。數(shù)字化技術(shù)作為一種先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)，可應(yīng)用于巖土工程勘察之中，提高勘察結(jié)果的真實可靠性，更好地發(fā)揮出勘察工作的作用。對此，研究在巖土工程勘察中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)十分必要。

1 數(shù)字化概念及巖土工程勘探數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 數(shù)字化的概念

數(shù)字化是把信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式的過程，使用一組離散數(shù)據(jù)表征某一對象，比如圖像、聲音、文件等，經(jīng)過數(shù)字化處理，從而實現(xiàn)信息的高速傳輸，避免傳輸期間出現(xiàn)信息失真的問題。

1.2 巖土工程勘探數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 動態(tài)性

基于實時追蹤用戶使用以及數(shù)據(jù)傳輸狀況，數(shù)字化技術(shù)可做到定向傳輸與監(jiān)控的有機(jī)結(jié)合。這種動態(tài)監(jiān)控的方式，使得巖土工程勘探能夠第一時間掌握數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺中的安全風(fēng)險因素，保護(hù)數(shù)字信息的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露或被惡意篡改[1]。

1.2.2 安全性

數(shù)字信息在巖土工程勘探中扮演著重要的角色，確保信息的安全有效轉(zhuǎn)化是至關(guān)重要的。為了保障數(shù)據(jù)安全，用戶可以使用靜態(tài)檢測程序?qū)?shù)據(jù)平臺展開全面掃描和對比，以發(fā)掘潛在的惡意代碼、異常信號或其他安全威脅。這種靜態(tài)監(jiān)控的方式可以做到全天候的跟蹤監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性。一旦發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或操作，系統(tǒng)會及時將其匯報通知給用戶，以便采取相應(yīng)的措施來解決問題。

1.2.3 集群性

數(shù)字化技術(shù)可以按照目前施工要求與內(nèi)容對數(shù)據(jù)實行多功能性處理。基于分階段操作，能夠有效地處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，從而減小勘探難度。例如，在勘探過程中可能需要處理大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等。數(shù)字化技術(shù)可以基于分階段的處理方式，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析和處理，提供給工程師和決策者所需要的信息，提高工作效率。

2 巖土工程勘察中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的意義

在巖土工程勘察領(lǐng)域，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以提高勘察效率、促進(jìn)數(shù)據(jù)共享、降低勘察成本等。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升勘察效率、降低成本、提高質(zhì)量，從而具備更強(qiáng)的市場競爭力。

數(shù)字化技術(shù)也可以為企業(yè)創(chuàng)造新的商業(yè)模式和盈利模式，使得企業(yè)在數(shù)字化時代更具活力。使用數(shù)字化技術(shù)提升工作效率，使用三維可視化技術(shù)改善溝通質(zhì)量，使用機(jī)器學(xué)習(xí)實現(xiàn)智能處理功能，可讓個人在巖土工程勘察中更加高效和精準(zhǔn)地完成工作[2]。

2.1 提升巖土工程勘察的安全性

傳統(tǒng)的勘察方式要求工作人員深入實地考察，面臨復(fù)雜、危險的地質(zhì)條件，存在著潛在的安全風(fēng)險?？辈鞌?shù)據(jù)暫存在勘察人員身上，一旦遭遇意外或數(shù)據(jù)丟失，將使得勘察數(shù)據(jù)受到威脅。而數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用無需工作人員進(jìn)入危險環(huán)境，從而提高工作人員的人身財產(chǎn)安全。勘察數(shù)據(jù)可利用多種手段進(jìn)行方便、快捷、安全的傳輸，確?？辈鞌?shù)據(jù)的完整性和安全性。

2.2 提升巖土工程勘察效率

在巖土工程勘察領(lǐng)域，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用為提升效率帶來了巨大的潛力。通過使用監(jiān)測、感應(yīng)、聲波探頭等，能實現(xiàn)對工程現(xiàn)場地質(zhì)狀態(tài)的動態(tài)化觀察。這些技術(shù)能夠迅速、準(zhǔn)確、全面地采集勘察信息，并實時傳輸?shù)较嚓P(guān)部門或?qū)＜疫M(jìn)行分析和處理。相較于傳統(tǒng)的人工采集數(shù)據(jù)方法，數(shù)字化技術(shù)能夠以更高的效率完成任務(wù)。數(shù)字化技術(shù)還可根據(jù)關(guān)鍵任務(wù)來進(jìn)行勘察目的的針對性跟蹤。通過不斷回收和分析數(shù)據(jù)，能夠動態(tài)地評估勘察對象的變化指標(biāo)。

2.3 提升勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

數(shù)字化技術(shù)能夠減少主觀因素帶來的干擾，提高勘察數(shù)據(jù)的可靠性，多次勘察數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性則對于工程設(shè)計和施工具有重要意義。利用數(shù)字化技術(shù)還能夠建立完整的數(shù)據(jù)庫，其中涵蓋了大量的集群性數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能為工程建設(shè)提供更為立體的數(shù)據(jù)支持，使得決策者和工程師們能夠更好地了解工程的特點(diǎn)和潛在風(fēng)險，從而制定出更加科學(xué)合理的工程方案。

3 數(shù)字化巖土工程勘察技術(shù)的應(yīng)用探討

3.1 數(shù)字化測量

數(shù)字化測量技術(shù)在巖土工程勘察中具有不可替代的重要作用。使用激光束可實現(xiàn)對地面或者建筑體的測距或者測高，做到對地形地貌的高準(zhǔn)確度測量。相比傳統(tǒng)的測量方法，激光測距技術(shù)具有獲取數(shù)據(jù)迅速、高度精確和準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。

全站儀作為一種多功能的數(shù)字化測量設(shè)備，可用于測量角度、距離、高度等。全站儀具有較高的精度，并且還能夠迅速采集數(shù)據(jù)，極大地提升了測量效率，所以在當(dāng)前巖土工程勘察工作中被廣泛應(yīng)用[3]。

RTK技術(shù)能夠用來進(jìn)行地形、建筑體以及各種結(jié)構(gòu)的高程、坐標(biāo)、形狀的測量，并可輸出精度較高的數(shù)字化地圖與模型。應(yīng)用水下聲吶測量技術(shù)，有助于勘察人員掌握水下地形、地質(zhì)，可以為港口、碼頭、水利工程等建設(shè)提供重要信息。將這兩項技術(shù)聯(lián)合起來，便可做到對地面與水下環(huán)境的全方位勘察，提升勘察結(jié)果的準(zhǔn)確度。

除了提高測量精度、效率和可靠性外，數(shù)字化測量技術(shù)還具備監(jiān)測巖土工程變形與穩(wěn)定性的能力。通過實時監(jiān)測和分析測量數(shù)據(jù)，便于第一時間掌握巖土工程中的問題，并采取相應(yīng)的解決措施，提升工程項目的安全性與可靠度。

3.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)字化技術(shù)可采用自動化的方式對測量數(shù)據(jù)加以處理與分析，從而避免了人工處理的時間和錯誤率。同時其能夠高效地存儲和管理大量的數(shù)據(jù)信息。例如，云計算技術(shù)可以將數(shù)據(jù)存儲到云端數(shù)據(jù)庫中，方便后續(xù)的處理和管理；支持多種數(shù)據(jù)格式，例如文本、圖像、視頻等，能夠適應(yīng)不同類型的數(shù)據(jù)信息。

信息化采集系統(tǒng)的作用是采集、管理與分發(fā)數(shù)據(jù)信息，可根據(jù)實際需求，采用多種數(shù)據(jù)采集方式，例如現(xiàn)場采集、無線傳輸、定時采集等，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的快速獲取和傳輸。將這些數(shù)據(jù)存儲至云端數(shù)據(jù)庫內(nèi)，就可以方便地進(jìn)行后續(xù)處理以及管理工作。

信息化采集系統(tǒng)還可以對數(shù)據(jù)實行自動化處理與分析，例如數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理等，從而大大提高數(shù)據(jù)處理的效率和準(zhǔn)確度。數(shù)字化技術(shù)和信息化采集系統(tǒng)的結(jié)合可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理和管理，并可共享與分發(fā)處理后的數(shù)據(jù)，便于有關(guān)工作人員使用與分析[4]。

3.3 數(shù)字一體化技術(shù)的應(yīng)用

目前巖土工程在勘察方面仍存在諸多不足，比如各領(lǐng)域間獨(dú)立性太強(qiáng)、聯(lián)系不夠、信息化水平太低以及軟件功能不健全。這些問題給巖土工程勘察工作帶來了一定影響和挑戰(zhàn)。因此，應(yīng)當(dāng)充分使用數(shù)字化技術(shù)，以提升工程勘察的質(zhì)量。

數(shù)字一體化技術(shù)作為一種重要手段，它憑借勘察測繪技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信以及CAD軟件等工具，通過一系列計算和處理后生成項目信息。數(shù)字一體化技術(shù)的應(yīng)用使得信息的采集更加完整、可靠，并能開展智能化設(shè)計，從而實現(xiàn)對信息的更加充分利用。

數(shù)字一體化技術(shù)也有助于減少人工的依賴，進(jìn)而保證巖土工程勘察效果。通過數(shù)字一體化技術(shù)，巖土工程勘察可以更加高效、精準(zhǔn)地完成工作，使得相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠更好地應(yīng)對挑戰(zhàn)和需求，也為行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。

3.4 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種綜合性技術(shù)，它融合了地理學(xué)與計算機(jī)信息科學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識，可實現(xiàn)對地理空間數(shù)據(jù)的全面分析、管理和利用，并具有許多優(yōu)勢。

GIS能夠從多個來源獲取準(zhǔn)確的地理數(shù)據(jù)，包括遙感影像、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、地理測量儀器等，大大提高了數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性。還可以整合各種數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)采集，為工程項目提供更全面的信息基礎(chǔ)。

在工程的勘察過程中，基于數(shù)據(jù)、圖形與影像等形式的呈現(xiàn)，GIS可以準(zhǔn)確展示地理要素的位置、形狀、大小和屬性等特征，從多個角度為設(shè)計人員提供所需的勘察數(shù)據(jù)。

GIS具有強(qiáng)大的可視化功能，能夠?qū)⒌乩硇畔⒂帽阌谟^察的形式呈現(xiàn)，有關(guān)工作人員可以直觀地了解地理數(shù)據(jù)的特征和分布情況，更好地理解和分析工程項目所涉及的地理背景和條件。

3.5 數(shù)字技術(shù)數(shù)據(jù)庫搭建

使用數(shù)字化技術(shù)采集巖土工程勘探資料，具體可分為地理空間和非空間兩個方面，并可進(jìn)一步細(xì)分成基本資料和勘探資料。地貌、地形圖反映了目標(biāo)區(qū)域的自然地貌狀況，為后續(xù)工程規(guī)劃和設(shè)計提供了重要參考。自然規(guī)劃圖包含公共設(shè)施、居民小區(qū)、道路、河流等自然規(guī)劃信息，為城市規(guī)劃和土地利用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

在建設(shè)巖土工程數(shù)字系統(tǒng)時，以下2個關(guān)鍵方面需要引起注意。其一，明確數(shù)據(jù)庫的概念，并創(chuàng)建可靠的數(shù)據(jù)庫模型至關(guān)重要。只有建立準(zhǔn)確、可靠且實用的數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫才能真實、直觀、全面的反映具體狀況，為工程決策提供可靠依據(jù)。其二，搭建資料庫是不可或缺的環(huán)節(jié)，包括原始資料整合處理、中間系統(tǒng)處理和最后的數(shù)據(jù)處理。原始資料整合涉及對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和整理；中間系統(tǒng)處理則包括生成各種模型和圖形，以滿足用戶需求；最后的數(shù)據(jù)處理則根據(jù)用戶需求生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型，確保數(shù)據(jù)得到充分利用[5]。

3.6 數(shù)字化建模技術(shù)的應(yīng)用

巖土工程勘察通常需要應(yīng)對不同地形條件下的復(fù)雜情況，而數(shù)字化建模技術(shù)通過構(gòu)建精確的三維立體模型，能夠全面、準(zhǔn)確地收集各種地形條件下的信息。無論是山區(qū)、平原還是濕地，數(shù)字化建模技術(shù)都能夠應(yīng)對，為工程的順利進(jìn)行提供有力保障。傳統(tǒng)的巖土工程勘察往往需要大量的測量工作，而數(shù)字化建模技術(shù)可簡化這一過程，減少測量的復(fù)雜性和難度，從而提高勘察的效率。

通過數(shù)字化建模技術(shù)，工程師們能夠更加輕松地獲取所需的地質(zhì)和地形數(shù)據(jù)，有助于提高勘察工作的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)字化建模技術(shù)不僅可幫助發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)中的缺失或重疊情況，還能夠采取相應(yīng)措施進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)全或刪除，進(jìn)而優(yōu)化勘察成果。在數(shù)字化建模環(huán)節(jié)，將勘察數(shù)據(jù)的格式與計量單位加以統(tǒng)一，可以為后期的建模工作提供更可靠的支撐。利用三維軟件對結(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的模型，可以將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成曲面結(jié)構(gòu)，從而提升數(shù)據(jù)的直觀性和可視化效果。

3.7 構(gòu)建數(shù)字化系統(tǒng)

創(chuàng)建數(shù)字化信息系統(tǒng)，需借鑒先進(jìn)科技，例如可將計算機(jī)系統(tǒng)與信息技術(shù)有機(jī)地整合起來，構(gòu)建出一個滿足工程需求的數(shù)字化體系。通過采集和錄入各種勘察數(shù)據(jù)，如地質(zhì)信息、土壤數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)等，數(shù)字化信息系統(tǒng)可對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理和分析，提取出有價值的信息和規(guī)律。

在工程勘察中，涉及到大量的數(shù)據(jù)來源和類型，如現(xiàn)場勘測、實驗數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料等。通過數(shù)字化信息系統(tǒng)，可以將這些數(shù)據(jù)整合到一個統(tǒng)一的平臺中，形成一個全面的數(shù)據(jù)庫。工程師可以方便地查閱和管理相關(guān)數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)分散、信息孤島的問題，提高了數(shù)據(jù)的可訪問性和利用效率。通過數(shù)字化系統(tǒng)，還可以對工程勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行三維可視化展示、模擬分析等，幫助工程師更好地理解工程場地的特征和復(fù)雜情況。在設(shè)計和施工過程中，他們可以更加準(zhǔn)確地評估風(fēng)險、制定合理的方案，并及時做出調(diào)整，從而提高施工效果和質(zhì)量。

利用數(shù)字化信息系統(tǒng)進(jìn)行自動化的數(shù)據(jù)處理和分析，可以減少人工操作的時間和錯誤率。數(shù)字化信息系統(tǒng)還能夠根據(jù)不同的工作需求，提供多樣化的數(shù)據(jù)處理方式，靈活適應(yīng)各類條件下的工作需求，進(jìn)一步提升數(shù)字化技術(shù)的實際應(yīng)用價值。

4 結(jié)束語

在目前的巖土工程勘察工作中，引入數(shù)字化技術(shù)既可確保勘察質(zhì)量，提高勘察結(jié)果可靠程度，還可壓縮成本、降低工作難度。特別是在現(xiàn)代化智慧城市建設(shè)背景下，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)的勘察工作，能夠提供更加多元化、立體式、真實性的數(shù)據(jù)作為支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 墨亮，尚紹茜，李振國，等.基于數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù)分析[J].有色金屬設(shè)計，2023，50（3）：94-98.

[2] 張勇.基于數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù)分析[J].智能建筑與智慧城市，2023（6）：55-57.

[3] 金宗川，許杰，潘華，等.巖土工程業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐與探索[J].中國勘察設(shè)計，2023（6）：43-46.

[4] 李文可.大數(shù)據(jù)時代的巖土工程勘察技術(shù)重點(diǎn)探究[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2023（5）：148-150.

[5] 劉福鵬.巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)方法分析[J].江西建材，2022（4）：140-142.