三維GIS技術(shù)一用，土木工程勘查一直爽

土木工程作為一門(mén)相對復雜的學(xué)科，涉及的因素也很多，只有協(xié)調好不同因素之間的關(guān)系，土木工程活動(dòng)才能順利進(jìn)行。然而實(shí)施過(guò)程中就是難度極大的，如何提高土木工程的實(shí)際效率，并有效地模擬工程施工建設的動(dòng)態(tài)過(guò)程是當前土木工程管理和建設現代化的重要要求。

三維GIS的出現為土木工程設計決策提供了重要的輔助作用，它將計算機技術(shù)和地學(xué)的空間數據有效地結合起來(lái)，使得用戶(hù)可以對工程的空間信息進(jìn)行有效地管理，并將空間信息通過(guò)可視化的手段標識出來(lái)。

三維GIS技術(shù)在工程地質(zhì)勘查中的應用有利于充分發(fā)揮 GIS 系統的強大的數據分析和空間分析的功能，能夠將工程勘查項目的地質(zhì)調查情況以圖像、文字或者表格的形式表現出來(lái)，并在此基礎上進(jìn)行二維地質(zhì)計算，構建合理的地質(zhì)模型，為相關(guān)部門(mén)工程決策提供有力的參考。目前，我國很多地質(zhì)工程項目組已經(jīng)將三維 GIS 技術(shù)應用到土木工程勘查過(guò)程中，取得了不錯的成果。

三維GIS技術(shù)的最新進(jìn)展

GIS技術(shù)作為一種空間信息系統，能夠在計算機技術(shù)的支持下收集、存儲和管理各類(lèi)數據，并對地理空間數據進(jìn)行分析和描述。三維GIS與傳統的二維GIS技術(shù)相比，更真實(shí)地展示空間信息，并將抽象的空間信息用更為直觀(guān)的形式變形出來(lái)，便于用戶(hù)使用。

三維 GIS 技術(shù)的可視化功能十分強大，它不僅能夠讓用戶(hù)獲得地理空間現象，也能夠表達出地理空間中的平面關(guān)系和垂向關(guān)系。尤其是先進(jìn)的圖形卡和投影設備的應用，更是提升了三維GIS 技術(shù)的可視化能力。

另外，三維 GIS 技術(shù)的多維度空間分析能力也進(jìn)一步提升。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，空間分析的過(guò)程是復雜且抽象的，與二維 GIS 技術(shù)相比，三維 GIS 具有很多無(wú)可比擬的優(yōu)勢。

第一，三維空間信息數據獲取

就目前來(lái)說(shuō)，由于各種限制性因素的存在，三維空間信息系統在數據的獲取方面還存在一定的不足。三維空間信息數據的采集主要分為兩部分：表面數據的采集和三維體信息的采集。在物體表面數據的采集方面，地圖數據采集法、實(shí)體測量法等已經(jīng)得到了廣泛的應用。

第二，三維空間數據模型

這是三維空間信息系統應用的關(guān)鍵部分。數據模型的應用可以有效地表示出空間實(shí)體的關(guān)系，并將這種關(guān)系利用各種操作符號表示出來(lái)。三維空間數據模型能夠描述出空間實(shí)體和非空間實(shí)體之間的關(guān)系與相互制約機制以及一定時(shí)間序列下的動(dòng)態(tài)變化。就目前來(lái)說(shuō)，三維空間數據模型可以分為體模型、面模型和混合模型，不同模型的應用范圍存在較大的不同。

第三，三維空間關(guān)系

空間關(guān)系主要由三部分構成：防線(xiàn)關(guān)系、度量關(guān)系和拓撲關(guān)系，它們都代表著(zhù)不同實(shí)體之間的空間特性。地理空間關(guān)系的描述要充分考慮描述的嚴密性與通用性因素。就當前來(lái)說(shuō)，交互法、交叉法和各種混合方法是主要的地理空間關(guān)系描述法。其中，交叉法的應用最為普遍，它主要是將空間關(guān)系分成幾個(gè)不同的部分，之后對各部分的空間交際關(guān)系進(jìn)行判定。

第四，空間數據管理

空間數據的有效管理是順利實(shí)現空間分析的重要基礎。三維 GIS 技術(shù)的應用能夠將地理空間的表面信息真實(shí)地表現出來(lái)，包括各種紋理特征和其他屬性信息等，為用戶(hù)提供便利。目前，用戶(hù)多利用Oracle 數據庫進(jìn)行海量三維數據的存儲。

第五，三維空間信息的可視化發(fā)展

可視化技術(shù)是三維 GIS 技術(shù)最重要的組成部分，能夠幫助人們有效地認知地理空間。飛燕遙感就根據不同用戶(hù)對業(yè)務(wù)的需求，而提供定制化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化、可視化、智能化、全三維的GIS應用解決方案。

上述三維 GIS 技術(shù)的新發(fā)展為其在多個(gè)領(lǐng)域的應用奠定了良好的基礎。

三維GIS技術(shù)在土木工程中的應用

三維GIS技術(shù)在應用上優(yōu)勢突顯，將其應用于土木工程，能有效提高土木工程的設計和施工效率帶來(lái)便利。

三維 GIS 系統中工程地質(zhì)分析模塊是在 GIS 系統中空間分析功能和數—模聯(lián)動(dòng)功能的基礎上形成的，能夠根據離散專(zhuān)控點(diǎn)的情況形成相應的等值線(xiàn)，如地下水位等值線(xiàn)等；能夠生成鉆孔平面布局圖、巖石柱狀圖等基本圖件；能夠根據試驗所得的數據形成相應的數據曲線(xiàn)圖，如施工地點(diǎn)土的顆粒級配曲線(xiàn)等等。接著(zhù)就來(lái)看看三維GIS技術(shù)的具體應用。

1、計算某一個(gè)區域的土方量

估算工程的土石方的工程量是土木工程合理設計的關(guān)鍵因素之一。施工人員在過(guò)去是通過(guò)測量網(wǎng)格的高程，再通過(guò)線(xiàn)性?xún)炔宓男问?，測定要挖填的土方量?？墒?，此方法工序繁瑣且工作量較大，最后測量的結果還不夠準確。

可幸的是三維 GIS 技術(shù)中空間插值功能的應用能夠讓用戶(hù)更好地預測工程數據的變化，并能夠通過(guò)計算機模擬變化的結果，從而真實(shí)地反映工程區域內地質(zhì)情況。

2、應用在道路設計

三維GIS技術(shù)能夠通過(guò)道路線(xiàn)計算出土方量。具體實(shí)施：用戶(hù)先要設計出道路的中心線(xiàn)，并按要求輸入設計參數，包括路面寬度、中心線(xiàn)的加密點(diǎn)數或者加密的網(wǎng)格間距等。

需要注意的是加密點(diǎn)數一般適合道路設計中計算加密較少的情況，而網(wǎng)格間距加密技術(shù)的應用能夠使土方工程量的測試結構更為準確。

3、有助工程淹沒(méi)分析

三維GIS技術(shù)的應用能夠與各種水文模型有效地結合起來(lái)，并利用系統中提供的各類(lèi)三維數據，合理地預測土木工程中洪水可能會(huì )形成的淹沒(méi)區域，進(jìn)而對洪水災害后果進(jìn)行預測和評估。

在土木工程淹沒(méi)分析中是非常重要的，合理的淹沒(méi)分析有利于保護周邊的生態(tài)環(huán)境，對于周?chē)囊泼癜仓霉ぷ饕簿哂惺种匾囊饬x。

可以利用三維 GIS 技術(shù)，判斷淹沒(méi)的水位，并采取不同的處理措施，如分片或傾斜平面處理。土木工程淹沒(méi)分析主要包括對淹沒(méi)的深度及沒(méi)水的范圍的分析，同時(shí)還要分析可能會(huì )面臨淹沒(méi)風(fēng)險的居民的財產(chǎn)、土地的類(lèi)型以及可能影響的人口數量等。

4、其他

三維GIS技術(shù)還能夠幫助用戶(hù)進(jìn)行土木工程專(zhuān)業(yè)的制圖，利用三維技術(shù)中的強大的圖像生成功能，能夠使工程制圖更準確。針對土木工程專(zhuān)業(yè)施工圖紙接邊不夠精確的問(wèn)題，可以利用 GIS 軟件對掃描后的圖紙進(jìn)行拼接，而后將相鄰掃描圖的關(guān)鍵點(diǎn)沖和即可得到完整的圖紙。

綜上所述，三維GIS技術(shù)的新發(fā)展，使其空間分析能力和圖形的現實(shí)能力進(jìn)一步提升，能夠用可視化的手段將工程設計的成果表示出來(lái)，逐漸成為工程設計和決策過(guò)程中的有力工具。

文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，作者：魏淑靜，班會(huì )龍，由飛燕遙感dgxinou.com編輯。登載此文出于傳遞更多信息之目的，版權歸原作者及刊載媒體所有，如本文中圖片或文字侵犯您的權益，請聯(lián)系我們。

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