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由于現代化信息技術的進步發展，巖土工程勘察和工程設計也得到了進一步的提升，然而限于一些客觀因素和綜合條件，巖土工程勘察設計還是存在不少有待改進的地方，如勘察資料太過地質專業化，不同領域專業設計內系統聯系不足，封閉獨立性強，尤其是數字化地圖和設計系統之間缺乏貫通。另外部分行業工程還存在設計系統軟件功能不完善、勘察信息技術化程度較低，使得其綜合系統空間特征分析能力和數據研究結果與市場行情不符，也落后于實際功能使用。為確保有效克服并改善這一現狀，就必須要構建巖土工程勘察數字一體化系統，確保該多專業學科綜合系統能夠在統一框架結構和和諧工作環境中進行勘察、設計，確保其系統工程設計和具體實施的準確性和有效性能夠大大提高，這也有利于提高巖土工程勘察設計工作效率和質量。一般巖土工程勘察一體化主要包括縱橫向一體化和松散密切一體化，所謂的巖土工程勘察一體化，則是借助巖土工程勘察測繪技術，依據其相應工程數據庫系統，利用網絡通信和CAD手段通過相應計算機軟件來有機集成并整合工程項目所有相關信息，并構建相應的計算機輔助信息處理程序，使得巖土工程勘察能夠由原來的手工完成轉變為現代化CAD技術完成，這種巖土工程勘察一體化系統能夠有效進行信息化數據采集、數字化綜合處理勘察資料、自動化處理圖文信息，高效智能化實現工程設計，由于該信息系統能夠產生極大的社會價值和應用價值，在加上其創立構建的全新數據分析流程也需要結合工程項目實際工作進行，因此巖土工程勘察系統中的地理信息系統、地質統計信息、巖土工程建模、數據庫系統等等也必須要充分引進市場先進計算機體系和行業經驗信息，這樣才能夠使得該系統在實際工作中發揮其應有的價值和功能，才能夠使得其巖土工程勘察設計工作做到最佳，從而給我國社會帶去更多的經濟效益。
2巖土工程場地方域數字化—地理信息系統
巖土工程場地方域數字化也就是巖土工程項目地理信息系統，簡稱GIS，基于互聯網技術的WebGIS具備分布式應用結構、廣泛的訪問范圍、獨立的平臺和成本低的系統，這門系統涵蓋了計算機信息科學技術、地理學等多門學科知識，主要是在計算機硬、軟件和系統信息科學理論支持下，科學綜合分析和規范管理空間物理力學信息的地理數據，從而為該工程項目決策規劃和管理研究提供所需信息，這對各種野外場地工程勘察測量工作極為有利。雖然地理信息系統與巖土工程勘察設計一體化是不同領域，然而巖土工程力學信息里面包含了諸多地理信息，這些信息都與空間坐標相關，而后者工作必須在空間信息基礎上進行設計分析、評估決策，也就是說巖土工程勘察設計需要全面地理信息的支持，而地理信息系統則就是有效采集、管理和分析各種空間信息的系統，因此將地理信息系統綜合運用到巖土工程勘察設計工作中就能夠充分借助GIS強大的數據采集、空間分析查詢和管理效能來對巖土工程勘察設計、具體實施所需多種信息進行準確分析和高效管理，與傳統勘察設計相比，地理信息技術應用優勢十分明顯：首先，地理信息系統采集處理數據快速且高效，其數據采集質量更高，數據來源更廣；其次，巖土工程勘察設計數據內容復雜，形式多樣，而地理信息數據庫就能夠準確描述表達空間實體，且其圖形、圖像和屬性數據高度集成準確，從而為勘察設計信息、科學構建規范專業設計、分析評價和輔助決策模型提供了全面信息支持功能；然后，GIS中拓撲疊加、緩沖區、數字地形等空間分析功能也能夠發揮其良好的分析效能；最后，GIS還具備高效的可視化操作效能，從而使得巖土工程勘察設計可視化操作平臺成為可能。
3巖土工程場地物性數字化——地質統計學
所謂的地質統計學主要是基于區域化變量理論基礎上發展起來的，通過變異函數來研究分析不同空間隨機分布的結構性數據以及它們之間的空間格局變異狀況，然后對這些數據進行專業評估分析或者模擬相關數據離散波動性，該學科包含了典統計學和空間統計學知識，主要就是針對地理地質的特征進行分析。在巖土工程勘察設計中，其勘察巖土性質與地質歷史和應力等密切相關，尤其是巖土物性指標與其所處空間位置有很大聯系，具備一定的空間相關性，而且這種相關性能夠在土層隨意兩點中體現出來，且兩點距離越大，其相關性會隨之減少，反之則增加。一般描述巖土空間自然相關性主要借助隨機場模型，利用方差折減系數來聯系巖土物性中“點”與其所處空間的變異性來綜合反映計算巖土物性相關距離，在分析巖土工程可靠性時就要依據該數據，這也是巖土工程可靠度研究的重要基礎計算分析工作。巖土物性參數統計中，相關距離是其中重要的參數之一，一般土層剖面巖土物性完全相關距離以內，兩點巖土物性完全相關，在限定相關距離意外，兩點巖土物性相互獨立，因此只要計算某工程特定土層巖土物性參數相關距離就能夠直觀了解該巖土地質物性狀況，其相關距離計算方法主要有平均零跨法、相關函數法、遞推平均法、回歸模擬法等等，不同方法都有其相應的理論依據，其應用難易度和可靠度也都各有差異，各有其優勢。
4巖土工程場地地層數字化——巖土工程建模
不同領域行業內都有其相應模型，如城市規劃模型、機制模型、計算模型、演化模型等等，可以說所謂的模型就是依據數據實物、工程設計圖紙與構思來按照其主要屬性特性、比例和生態狀況來構建相似物體圖件，從而有效顯示或揭示該類事物問題，而在巖土工程勘測工作中，其巖土工程地質模型就是利用工程性質將其工程巖土條件要上按照實際存在狀況清晰簡明表示在地圖圖形中，也就是能充分反映工程與地質條件相互聯系依存的圖示。借助該模型能夠和那后拉近地質與巖土工程之間距離，有利于工程勘察設計人員深入掌握認識和準確應用巖土工程數據結果，能夠使得巖土工程信息研究利用工作得到深化，使得工程巖土變形破壞等關鍵條件工作信息更準確，有效推動了地質工程結合后其巖土變形規律、物理效應等理論實用工作的快速進行，從而使得巖土工程信息研究工作方面得到更大的實質性進展。不同的巖土工程其構造規模、起因、形態結構都有一定差別，而這些地質構造基本都可以抽象認為是點線面體等元素的集合，所謂的點元素集合就是指測點、線元素集合就是指地質剖面線、面元素集合則是指人工填土厚面等、體元素集合就是地下巖體形狀特征。不同地質對象都有一定空間位置范圍，具備一定形態地質特征，且與其他地質對象有一定空間關系，因此地質對象主要特征就是空間、屬性以及空間關系等特征。一般地質對象能夠依據地質體形狀產狀來分析其表征，然后根據地質對象的年代、巖性、空隙滲透率、含水和力學等不同屬性參數來分析其空間分布狀況，一般巖體地質對象空間上主要表現鄰接、包含相離等拓撲關系。因此構建巖土工程模型就要基于巖土工程空間特征、巖土工程屬性等之間對照關系來進行，其構建模型依據就是利用人們對外界客觀信息認知的精煉和圖示，主要根據工程信息數據來源、質量來篩選已有資料，目前是預測某個或者多個工程地質變量的空間變化規律。巖土工程地質建模工作主要通過精確表示工程地質體外表來描述該地質對象的建模方法，也就是表面模型法。巖土工程地質建模有可視性和可修改性等特征。所謂可視性就是指對巖土工程地質模型進行可視化表述，能夠利用三維景觀模式、掀蓋層三維景觀模式、投影值線模式以及切面模式等來表達，可修改性就是指工程地質模型如果在勘探工作中獲得了新的數據信息，必須要對原有地質模型進行細化，或者巖土工程項目研究人員在不斷研究下對地質模型有了新的體會和領悟也需要修改模型。在應用巖土工程地質模型中，核心關鍵部分就是根據某組已知離散、分區數據按照相應數學邏輯關系推算其他位置點、區域數據的計算過程，也就是空間數據插值過程，其中樣點范圍包括局部擬合、整體擬合，空間數據插值則又趨勢面法、按距離平方反比加權插值法。另外應用關鍵技術就是項目工程勘察參數結構設計和地層處理模擬，前者體現場地巖土物理空間拓撲關系，后者體現不同生成地層空間疊加分布。只要根據具體需求模擬研究區域某點虛擬鉆孔土層狀況和虛擬巖土工程剖面圖和相關屬性等值線，并完成所有等值線搜索即完成其相關應用。
5巖土工程數據庫系統
構建全方位、多層次和多角度的巖土工程數據庫系統，其勘察所獲數據必須要包括以下幾點信息：第一，所有建筑工程在其施工場地的地層信息，也就是地層年代、液化等級、沉積現象、特征周期以及液化指數；第二，巖土工程勘察地理范圍內的所有地址勘察資料；第三，通過科學篩選、分析處理后的不同勘察點，也就是土層物理力學、地理物理力學以及環境物理力學等相關指標信息。只有基于這些信息才能構建科學、完整有效的數據庫系統，其步驟如下：首先，設計數據庫相關概念模型。在巖土工程勘察一體化中，數據庫信息管理是其基礎功能，鞥能夠良好解決繁雜、多元數據庫應用過程中的系列問題，因此就可以立足于數據庫的良好應用上科學構建合理應用型數據庫表結構，這樣才能夠有效獲取能完整表達地層信息數據的概念數據模型。其次，構建相應數據庫。巖土工程勘察數據庫系統主要包括用戶輸入初始化數據、系統轉化的中間數據以及轉化后最終形成的數據。用戶輸入的初始化數據主要是通過觀察勘察探測點所得的數據組合；中間數據則是經過系統處理轉化的、與底層層面密切相關的剖面模型、等值線模型以及三維表面模型數據；而最終數據種類較多，基本都是結合用戶需求轉化的文檔、圖形等資料。
6結語
時代和社會的進步意味著各行各業傳統落后技術和方法的革命創新，巖土工程勘察和工程設計工作也是如此，當前計算機科學技術和信息化數字技術變化日新月異，各種新的應用軟件和應用系統層出不窮，巖土工程勘察設計工作人員也應當充分利用先進的數字化技術融合到現有巖土工程勘察工作中，相關工作人員更應當大力發展，改革實踐和創新巖土工程勘察數字化系統，不斷優化其勘察系統質量和結構，使得其工作能夠與時俱進，能夠充分應對市場競爭需求和時代腳步。
作者：宋祥紅 李春梅 劉衛鋒 單位：山東水利職業學院 日照恒泰勘察院有限公司
