数字化勘测设计(收集3篇)
来源:
数字化勘测设计范文篇1
关键词:岩土工程;应用方法;数字化勘察
中图分类号:[TE132]文献标识码:A文章编号:
1、理论与经验的关系
岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括土力学的理论、工程地质理论、工程力学理论等,这些工程理论都是一种半科学半经验的理论,很多理论是建立在经验的基础上的,如很多公式都是经验公式。在学习和运用理论的过程中,一定要注意隐藏在公式和规律背后的背景知识和真正实际内涵及其假定边界条件。而积累经验的过程可分为分析与预测现场观测对分析、预测和现场观测结果进行比较、分析、评估和总结3个过程,可见积累经验的过程也离不开理论的支持。笔者认为:理论与经验在岩土工程勘察中具有同等的地位,过分强调哪一点都是不合适的。笔者讨论此问题,目的在于目前很多岩土工程技术人员过分强调经验,而对理论的学习和运用不足,这种现象对岩土勘察技术的发展不利;同时用于对年轻技术人员的传、帮、带上,不利于年轻技术人员的成长,甚至会出现以讹传讹。2岩土工程勘察方法概述
2.1传统的岩土工程勘察方法存在的问题
2.1.1勘察资料过于地质化。
由于部门长期的条块分割,勘察、设计分散作业,加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后,以及专业设置过细,岩土工程本身的特殊性等原因,设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程;设计人员也因知识的局限,很难深层次理解岩土工程勘察信息,因而勘察成果在设计中的转化率较低,造成许多不应有的浪费和损失
2.1.2数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。
地形图是设计系统的底图或基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与CAD设计软件的接口不匹配,很难顺利实现对接,设计系统不得不重新将勘察资料数字化,影响了设计系统CAD的推广应用。
2.1.3勘察信息数字化程度低。
勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解,另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。
2.1.4数字化勘察技术概述
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。
2.2岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,常用的方法主要有数学模型法和图示模型法,本论文主要讨论图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等,其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法,将做详细分析讨论。
2.3数字化岩土勘察工程数据库系统
基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
2.3.1基础地理数据这些数据主要包括:
①自然区划图。
该图反映被研究区域的地理区划、河流、道路、居民区、山川、公共设施等等自然地理信息。
②地形、地貌图。
该图反映被研究区域的自然地貌情况。
2.3.2岩土工程勘察数据这些数据主要包括:
所研究区域的工程地质勘探资料。经过筛选、处理的各勘探点包括地理、环境、土的物理力学指标在内的所有信息。各类建筑场地的地层信息,比如液化等级、液化指数、特征周期、年代、沉积相等。
3数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术
3.1岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,常用的方法主要有数学模型法和图示模型法,本论文主要讨论图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等,其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法,将做详细分析讨论。
不规则格网法(TIN)是将区域内有限各点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内,如果任意点不在顶点上,则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维空间的分段线性模型,在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式,这里采用一个简单的记录方式是:对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录,三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针,边的记录有四个指针字段,包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针;也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段,分别存储X,Y,Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是:对于给定一个三角形,查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率,当然可以在此结构的基础上增加其它变化,以提高某些特殊运算的效率。
3.2数字化岩土勘察工程数据库系统
基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
3.2.1岩土工程勘察数据这些数据主要包括:
经过筛选、处理的各勘探点包括地理、环境、土的物理力学指标在内的所有信息。
各类建筑场地的地层信息,比如液化等级、液化指数、特征周期、年代、沉积相等。
结合上述分析,数字化岩土勘察工程数据库系统可以按以下几个步骤实施构建:
①岩土工程勘察数据库的概念模型设计。
岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题,为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系,并在此基础上建立相对应的数据库表结构。
②数据库建立实现。
岩土工程一体化系统的数据有三类:用户输入的原始数据、系统生成的中间数据及最终数据。原始数据由测点数据组成,而测点数据又由测点几何属性数据(位置)和测点信息属性数据;中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等,根据这些模型可以生成用户需要的各种图件,还可以进行各种信息查询操作;最终数据种类繁多,主要是根据用户需要由中间数据生成,包括图形资料和文档资料.
数字化勘测设计范文篇2
[关键字]岩土工程勘察工作问题对策
[中图分类号]TU195[文献码]C[文章编号]1000-405X(2013)-1-130-1
0引言
当前,随着市场经济发展的不断深化,促进了我国居民生活水平和城市化建设的不断提高,现代工程建设规模越来越大,基础和基坑开挖也越来越深,各种风格的建筑物崛地而起,建筑物的平面变化程度大,这给工程结构施工和工程勘察工作带来了很大的难度,实践证明,传统的勘察手段和勘察技术已无法再适应现代建筑的施工要求了,其中也存在不少安全问题有待解决,而提高岩土勘察的质量就成为了现代勘察队伍的重点工作。
1传统的岩土工程勘察方法存在的问题
1.1勘察资料过于地质化
由于勘察各部门长期的各执其事,相互之间的协调度不够,勘察、设计等工作都是分开进行,加上岩土勘察工作规范的制定落后、新技术、新设备没有及时的更新,专业安排过细,以及岩土勘察工作本身的局限性等因素,设计与勘察脱节,岩土的勘察信息时常让设计人员难以理解,自然也无法参与到勘察工作中去;也有的是因为设计人员知识水平不高,对勘察的信息没有理解的能力,导致设计效率低,出现了许多浪费问题。
1.2数字化地图与数字化设计系统间不够贯通
地形图是设计系统的底图或称基础数据,在数字化地图的运用中还有一些技术不成熟,导致与CAD设计软件不匹配,无法实现对接,设计系统就只有将勘察数据再进行录入分析处理,直接影响了CAD的推广应用。
1.3勘察信息数字化程度低
勘察部门所提供的勘察信息通常是以图纸、表格、文字的形式记录的,信息中的定性描述较多,这一问题导致设计人员很难理解勘察信息,而在对勘察信息的处理上也有一定的难度。
2数字化勘察技术
数字化勘察技术是指勘察单位使用现代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,再结合计算机软件系统,将工程项目中所包含的各种信息集中起来,构建一套完成的计算机辅助勘察系统,数字化勘察技术的使用,让传统手动式的勘察方式走向现代化CAD技术,全面实现岩土数据勘察的信息化、信息处理的数字化、硬件系统网络化等,并促进勘察工作朝着更专业、更高效的方向发展,并为勘察工作构建一套自动化体系,实现勘察数据、信息、档案的数字化存储,为各工程项目的设计提供参考资料。
3解决各类技术问题的对策措施
3.1岩土勘测技术有效提升的方式
勘察人员首先要提前掌握勘察地区范围内的原始地形、地貌,岩土的形成原因、主要质地等,了解地基的稳定性和均匀性。在详细了解以上内容的情况下分析地质内的埋藏物分布及种类,注意确定地下水的分布和流动情况,以及水位的分布的实际,以便评定地下水对建筑物的腐蚀性及其它影响。对基坑工程来说,勘察人员要得出图层的渗透性,评估地下水的静水压力、动水压力,预测地下水会对建筑物可能造成的各种不良影响,并提出具体的解决方案。确定基坑施工降水的对应技术参数以及施工降水提议,查清基坑的周围环境,为岩土勘察提供有效依据。全面分析边坡开挖的稳定性,选择合适的支架作为支撑物,分析基坑开挖对地下水的影响,以及地下水对周围环境的影响等。
3.2重视勘察现场的岩土取样和原位测试工作
岩土取样和原位测试是得出岩土勘察结果的重要信息来源,也是技术人员解决勘察技术问题的重点。通过测试得到的数据是勘察结果进行分析的前提,如果没有准确、完整的测试数据,所有的勘察结果分析都是不合理的。岩土工程数据核算的准确性和可靠性还在于数据计算的模式和参数的计算,计算参数作为技术重点而得以重视。岩土测试本身的难度较大,技术要求高,在钻探取样、样品制备过程中,肯定会在一定程度上受到周围环境的干扰,会影响到测试结果的真实性。岩土体是非均质体,有明显的各向异性,测试结果当然也是具有代表性的。
3.3重视地质钻探的过程控制
目前,最常用、最有效的岩土勘察技术手段之一就是地质钻探,这是能及时、有效得到勘察数据的重点方法,不同的岩土勘察有不同的方法,而这些不同的方法也是根据不同的岩体、地层条件和取样、测试而进行的,这就要求钻探工程应具有针对性,提高地质钻探的质量是完善岩土勘察工作的基本条件。
3.4加强岩土工程技术人员培训
由于我国在岩土勘察工程体制的建设方面所欠缺,一些技术规范也不够完善,这些都是因为勘察技术人员的不足,以及技术落后造成的,地质专业的工作人员对岩土工程的理论、内容及方法还不够了解,总是使用工程勘察的理论和方法进行岩土勘察,工作效率低下不说,工作质量还很难提高。因此,我们必须推行岩土勘察工程体制,积极培训岩土勘察工作人员,特别是岩土工程设计及施工技术人员的培训,全面适用市场经济发展的需求。
3.5加强计算机技术在岩土工程中的应用研究
岩土勘察工作已逐渐规范化、标准化。随着各种新型勘察技术的使用,传统的岩土勘察方法已很难适应现代市场经济的发展,因此,使用计算机系统进行岩土勘察管理成为发展必要。通过计算机系统对岩土工程资料进行分析处理,制作工程图件,关键是,可以通过使用现代计算机技术,对岩土地质情况进行分析、模拟复杂的岩土问题的发生、演化过程,科学的制定岩土处理方案,减少工程施工中的不确定性和安全隐患。这样不但可以对岩土问题做预测预报以及防治,还能有效减少人力和物力,降低成本。
数字化勘测设计范文篇3
关键词:高速公路;数字化技术;勘察设计
高速公路勘察设计与一般二级及二级以下公路建设项目的勘察设计有着本质区别,许多新技术的应用都亟待探索和研究,先进的勘察设计技术是保证工程项目获得成功的前提条件,控制着工程的整体质量和工程建设周期。
1我国公路勘察设计中的部分新技术
1.1高分辨率卫星遥感技术(Google地球的应用)
高速公路建设主要有改建和新建,目前我省以新建项目为主,这就需要大范围的走廊带选择,需要了解项目控制点附近的地形、地貌、路网分布、土地利用及沿线自然与环境因素等。卫星遥感技术以其丰富的地表信息和直观图像就在路线走廊带以及路线方案优化、比选方面提供了一种非常好的选择。下面就以Google地球在勘察设计中的应用作一些分析:
Google地球是美国Google公司向公众提供的一种三位数字地形图,利用它可以直接生成路线走廊带选择时需要的大范围、大比例尺的地形图,且根据工作阶段的不同,可以转化成相应比例尺的数字地形图。Google地球解译出了区域路网、地表附属物、自然地理地貌等各种最新的自然、经济现象,在路线走廊带优化、比选方面具有得天独厚的技术优势:1.2数字摄影测量
数字摄影测量是近年来广泛应用于高速公路及二级公路勘察设计过程中的一种新技术,实现了真正意义上的自动测图和数字测图。数字摄影测量与传统摄影测量的区别在于它是利用相关技术自动处理数字化影像,是完全数字形式的。这种全数字化、全自动化的测绘方式为公路勘察设计的数字化提供了可靠的数据支持。1.3GPS-RTK测量
GPS-RTK三维测量技术是近年发展起来的测量方法,广泛用于各种测量中,克服了常规测量种的许多不足(如常规测量通常是平面测量和高程测量分别实施,这样就存在着视线不畅、水准高程测量困难、工作强度大、工作效率低等),对常规测量中存在的问题提供了一套很好的解决方案,加快了工程勘察设计进度、解决了勘察工期短的问题,提高了经济效益和社会效益,使得工程建设能够如期、顺利、保质保量完成。1.4三维数字地面模型
随着数字化技术的不断提高和深入发展,数字地面模型广泛应用于各类工程活动中,是计算机辅助技术的核心之一。目前公路勘察设计软件行业中,都把数字地面模型作为自身的亮点和特点来抢占市场份额,也得到了同行业工作者的认可和重视,这也是数字地面模型在公路行业快速发展的重要原因。目前主要有纬地道路设计软件、海地道路设计软件、Bid-Land道路设计软件以及AutoCAD2008以上版本中镶嵌的Civil3D等均可建立三维数字地面模型。
数字地面模型可以用来进行公路平面、纵面、横断面进行设计,计算其相应工程数量,从而进行路线方案的取舍。由于不需要大量的外业工作,投入少,故可大范围、多角度的进行比选研究。
2应用实例
贵州省普定至惠水高速公路普定至安顺段暨安顺西绕城高速公路工程位于黔中腹地安顺市境内,是《贵州省高速公路网规划》“678”网及4个环线中安顺环线的主要组成部分,项目全长48.47公里,主要特点有:本项目的特点决定了在本项目勘察设计过程中的难点和重点,通过对项目的认真研究和分析,在本项目的勘察设计中需要坚持的重点和克服的难点主要有:基于以上分析,在本项目勘察设计中,充分应用现代测量技术和现有成果,取得了良好的经济效益和社会效益,现介绍如下:
2.1Google地球的应用
在本项目中,Google地球的应用贯穿了整个过程,从走廊带研究到方案选择,再到设计汇报等均多次用到了Google地球。在走廊带选择及方案比选阶段,由于Google地球提供了比较详尽、清晰的地表建筑物,使得所有可能的走廊带均变得真实可见,克服了在地形图上选择时遇到的路线走廊带在地形、地貌上可行,而结合沿线地表附属物时就不可行的问题。减少了不必要的内业工作和现场踏勘工作,节约了项目勘察设计成本,缩短了勘察设计周期。在项目后期阶段,主要是将设计成果还原到三位图片上进行项目汇报,这样设计成果直观、清晰、易懂,汇报得到了主管部门和专家的好评,为单位树立了良好的形象。
2.2数字摄影测量和三维数字地面模型2.3GPS-RTK测量技术
在本项目外业测量期间,全测量过程均运用了GPS-RTK测量技术,使得测量人员和测量成本节约了约1/3,改善了测量工人的工作环境,节约了开支。解决了采用传统测量方法工人劳动强度大、测量视距、沟谷的影响。缩短了测量工期10余天,取得了良好的经济效益和社会效益。
结语

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