张宗楼
杭州市勘测设计研究院有限公司 浙江省杭州市 310000
【摘要】随着我国科学技术以及计算机技术不断发展和进步，促使我国社会各个领域都呈现出信息化发展态势。在计算机信息处理技术、卫星导航系统等技术的推动之下，岩土工程勘察技术手段日渐丰富，为岩土工程勘察工作带来了强大的基础保障。从客观层次来说，传统岩土工程勘察图纸，一般是借助纸质、二位形式进行展现的，因为技术以及手段限制，无法对岩土工程立体三维场景进行展示。相比三维立体空间来说，二维空间当中所呈现出的信息内容有限，并且无法呈现出三维立体直观的空间信息。为此，在信息技术与计算机技术的支撑下，岩土工程勘察工作应该注重勘察场地立体空间建模，为岩土工程勘察与日后开展工程建设打下良好基础保障。
【关键词】岩土工程；勘查；立体空间建模；可视化；信息管理
在时代发展与进步的当下，各界知识呈现出相互融合、相互交融的态势。本文将基于钻孔数据、地形平面图等诸多资料源，构建出岩土工程勘察资料，引入数据信息挖掘与预处理技术、立体空间继承建模技术，实现岩土工程勘察场地立体空间建模与信息化管理。借助互联网信息技术可视化特点，清晰、直观感知岩土工程勘察场地的地理地形、建筑物、钻孔、地层、地下水等。借助三维空间立体建模的方式，实现岩土工程勘察场地可视化，并对勘察数据信息进行动态化更新，更加细致、详细了解岩土工程勘察场地实际情况，为日后的工程建设打下良好基础保障。
1、系统构架概述
针对岩土工程勘察场地立体空间建模与可视化信息系统来说，进行系统设计构架时，主要分为三个系统内容（如图1所示）。其一，数据信息预处理。因为岩土工程勘察数据信息来源不同，所以数据信息的格式存在差异，想要利用数据信息就需要对数据信息进行预处理，以便于实现多元异构数据信息的耦合。其二，引入可视化技术。通过三维建模的方式，让地质工程人员可以直观的观察土层的空间几何形态，这样便可以相互管关联属性信息，有效精准的对几何空间进行分析，设计出更加科学合理的决策内容。其三，实现三维对象信息实时更新。在进行三维模型可视化空间系统操作层次上，应该具备模型进行空间量计算、属性查询更新功能，这样才能够让设计人员快速、精准的掌握空间信息、属性信息。借助人机交互的手段，对三维对性的信息进行实时动态更新，在最符合环境实际情况的基础下，实现三维对象信息实时更新。
图1（可视化信息系统构架）
2、数据管理系统分析
2.1、数据录入
岩土工程勘察数据主要来源有三种，分别是传统纸质数据、二维电子数据、专业软件数据。针对传统纸质数据来说，便是在没有磁盘等存储介质的基础上，借助图纸、档案为数据信息存储载体的纸质数据。在使用纸质数据时，需要将纸质数据的内容转化为相应的电子数据形式，并且按照系统设计数据格式录入到数据库当中。针对二维电子数据来说，主要是通过数据库软件，图标软件、文本软件等进行管理，其数据格式一般有Word文档、Excel表格、数据库、AutoCAD二维图形数据等内容。针对专业软件数据来说，岩土工程信息管理软件，如整理软件形成的数据库，需要明确数据格式、数据形式，并且将其转化为所需格式加以存储应用。针对本文来说，设计出了一个数据库管理模块，这样便可以实现多格式数据信息的整合与管理，并且能够实现数据信息动态化存储更新，实现对数据动态化处理管控，并且可以实现数据信息共享导入。
2.2、数据异常处理
数据异常处理，便是针对数据录入错误、数据损失等诸多因素影响的数据内容进行处理。若存在一定程度的错误与误差，并且没有对数据信息开展预处理，那么在数据库处理、生成数据的过程中，很容易出现一定逻辑层次的错误，会造成地质结构出现差异。在进行数据异常判断以及预处理模块当中，明确可以实现异常数据情况来源检查，并且对数据信息进行预处理，切实保障数据信息的精准性、正确性。
3、三维建模与可视化管理
3.1、建模结构
岩土工程勘察场地立体空间建模设计时，涉及到了诸多空间对象内容。所以在进行建模结构设计的过程中，应该结合空间位置开展相应的结构设计。其一，地表之上的建筑结构对象设计。其二，地表的地貌地形设计。其三，地表下的地层地质体、地下水位、岩土工程钻孔、各类数据信息来源、各类空间几何形态设计录入，并且进行三维建模。岩土工程勘察场地立体空间建模结构如图2所示。
图2（岩土工程勘察场地立体空间建模结构）
3.2、地上部分
地上部分主要是针对建筑物，使用边界表示模型开展模式构建。将地上位置的建筑物进行设计，将建筑物侧面多个相邻四边进行缝合，直接分解为三角形。建筑物顶面是不规则多边形，可以借助多边形三角剖分的手段实现。
3.3、地面部分
岩土工程勘察场地立体空间建模当中地面部分设计，因为地表数据来源于钻孔的坐标、测量高程点、地形平面图、地面与地物地层的集成构模方法。那么针对地面数字高程建模工作开展的过程中，一般会借助离散高程点来生成不规则的三角网，并且借助生成算法的手段，引入逐点插入法、分割法、合并法、三角网生长发等算法，实现对地面部分的设计与空间录入。针对地面部分来说，涉及到诸多的几何结构，如井盖、道路、绿地等，可以借助过点约束、线约束、面约束等手段，插入地面三角网当中，琮琤不规则约束三角网，促使地物和数字高程的无缝衔接。地层模型的表面三角网以及地面三角网实现无缝耦合。
3.4、地下部分
岩土工程勘察场地立体空间建模的地下部分建模设计，是建模的核心内容，可以可视化展现出地层关系的错综复杂性。在进行地下部分构建的过程中，可以引入三棱柱模型，改进GTP退化模型，分别对一般顺序地层、空间地质尖灭数据进行科学合理表达。在普通GTP模型的基础上，设计一种基于比例、可调GTP退化模型的三维地质尖灭构模方法，借助此种技术方法，明确地下地层的空间几何特点，并且借助GTP退化模型对空间模型进行动态化处理。生成满足三维地质尖灭地层模型之后，便可以实现地下部分的空间可视化。
结束语
总而言之，当前图形学、计算机学、信息技术学、地理信息系统等诸多领域相互促进、相互融合，促使岩土工程勘察工作得到了技术层次的保障。为了最大程度上强化岩土工程勘察质量，必须要借助三维地理信息系统开展岩土工程勘察场地立体空间建模，实现勘察工作的可视化与信息化。
【参考文献】
[1] 苏谟, 邓英杰, 郭锐锋,等. 三维可视化服务平台的管理模型研究[J]. 小型微型计算机系统, 2019, 40(04):122-127.
[2] 赵帅权, 姚显瑞. 基于三维地质模型的岩土工程设计与可视分析[J]. 科技创新导报, 2019, 16(04):57+59.
[3] 崔富强. 基于岩土工程探测的场地立体空间建模与信息管理设计[J]. 电子设计工程, 2017, 25(015):81-84.
[4] 李默. 三维工程地质模型与可视化研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(004):159.
[5] 王水萍, 尹新富. 地理信息3D模拟系统在岩土工程勘察中的有效应用——评《资源与工程地球物理勘探》[J]. 岩土工程学报, 2019, 041(008):后插4.
[6] 冀东, 翟月, 刘元贤,等. Research and Application of BIM Technology in Qingdao Metro Survey and Design[J]. 城市勘测, 2019, 000(003):192-196.
[7] 邓英帅. 岩土工程勘察中数字化技术的应用及价值[J]. 华东科技(综合), 2020(3):0426-0426.