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三维GIS技术一用,土木工程勘查一直爽

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2019-07-11


土木工程作为一门相对复杂的学科,涉及的因素也很多,只有协调好不同因素之间的关系,土木工程活动才能顺利进行。然而实施过程中就是难度极大的,如何提高土木工程的实际效率,并有效地模拟工程施工建设的动态过程是当前土木工程管理和建设现代化的重要要求。

 

三维GIS的出现为土木工程设计决策提供了重要的辅助作用,它将计算机技术和地学的空间数据有效地结合起来,使得用户可以对工程的空间信息进行有效地管理,并将空间信息通过可视化的手段标识出来。

 

三维GIS技术在工程地质勘查中的应用有利于充分发挥 GIS 系统的强大的数据分析和空间分析的功能,能够将工程勘查项目的地质调查情况以图像、文字或者表格的形式表现出来,并在此基础上进行二维地质计算,构建合理的地质模型,为相关部门工程决策提供有力的参考。目前,我国很多地质工程项目组已经将三维 GIS 技术应用到土木工程勘查过程中,取得了不错的成果。

 

三维GIS技术的最新进展

GIS技术作为一种空间信息系统,能够在计算机技术的支持下收集、存储和管理各类数据,并对地理空间数据进行分析和描述。三维GIS与传统的二维GIS技术相比,更真实地展示空间信息,并将抽象的空间信息用更为直观的形式变形出来,便于用户使用。

 

三维 GIS 技术的可视化功能十分强大,它不仅能够让用户获得地理空间现象,也能够表达出地理空间中的平面关系和垂向关系。尤其是先进的图形卡和投影设备的应用,更是提升了三维GIS 技术的可视化能力。

另外,三维 GIS 技术的多维度空间分析能力也进一步提升。从本质上来说,空间分析的过程是复杂且抽象的,与二维 GIS 技术相比,三维 GIS 具有很多无可比拟的优势。

 

第一,三维空间信息数据获取

就目前来说,由于各种限制性因素的存在,三维空间信息系统在数据的获取方面还存在一定的不足。三维空间信息数据的采集主要分为两部分:表面数据的采集和三维体信息的采集。在物体表面数据的采集方面,地图数据采集法、实体测量法等已经得到了广泛的应用。

 

第二,三维空间数据模型

这是三维空间信息系统应用的关键部分。数据模型的应用可以有效地表示出空间实体的关系,并将这种关系利用各种操作符号表示出来。三维空间数据模型能够描述出空间实体和非空间实体之间的关系与相互制约机制以及一定时间序列下的动态变化。就目前来说,三维空间数据模型可以分为体模型、面模型和混合模型,不同模型的应用范围存在较大的不同。

 

第三,三维空间关系

空间关系主要由三部分构成:防线关系、度量关系和拓扑关系,它们都代表着不同实体之间的空间特性。地理空间关系的描述要充分考虑描述的严密性与通用性因素。就当前来说,交互法、交叉法和各种混合方法是主要的地理空间关系描述法。其中,交叉法的应用最为普遍,它主要是将空间关系分成几个不同的部分,之后对各部分的空间交际关系进行判定。

 

第四,空间数据管理

空间数据的有效管理是顺利实现空间分析的重要基础。三维 GIS 技术的应用能够将地理空间的表面信息真实地表现出来,包括各种纹理特征和其他属性信息等,为用户提供便利。目前,用户多利用Oracle 数据库进行海量三维数据的存储。

 

第五,三维空间信息的可视化发展

可视化技术是三维 GIS 技术最重要的组成部分,能够帮助人们有效地认知地理空间。飞燕遥感就根据不同用户对业务需求,而提供定制化、数字化、网络化、可视化、智能化、全三维的GIS应用解决方案。

上述三维 GIS 技术的新发展为其在多个领域的应用奠定了良好的基础。

 

三维GIS技术在土木工程中的应用

三维GIS技术在应用上优势突显,将其应用于土木工程,能有效提高土木工程的设计和施工效率带来便利。

三维 GIS 系统中工程地质分析模块是在 GIS 系统中空间分析功能和数—模联动功能的基础上形成的,能够根据离散专控点的情况形成相应的等值线,如地下水位等值线等;能够生成钻孔平面布局图、岩石柱状图等基本图件;能够根据试验所得的数据形成相应的数据曲线图,如施工地点土的颗粒级配曲线等等。接着就来看看三维GIS技术的具体应用。

 

1、计算某一个区域的土方量

估算工程的土石方的工程量是土木工程合理设计的关键因素之一。施工人员在过去是通过测量网格的高程,再通过线性内插的形式,测定要挖填的土方量。可是,此方法工序繁琐且工作量较大,最后测量的结果还不够准确。

可幸的是三维 GIS 技术中空间插值功能的应用能够让用户更好地预测工程数据的变化,并能够通过计算机模拟变化的结果,从而真实地反映工程区域内地质情况。

 

2、应用在道路设计

三维GIS技术能够通过道路线计算出土方量。具体实施:用户先要设计出道路的中心线,并按要求输入设计参数,包括路面宽度、中心线的加密点数或者加密的网格间距等。

需要注意的是加密点数一般适合道路设计中计算加密较少的情况,而网格间距加密技术的应用能够使土方工程量的测试结构更为准确。

 

3、有助工程淹没分析

三维GIS技术的应用能够与各种水文模型有效地结合起来,并利用系统中提供的各类三维数据,合理地预测土木工程中洪水可能会形成的淹没区域,进而对洪水灾害后果进行预测和评估。

在土木工程淹没分析中是非常重要的,合理的淹没分析有利于保护周边的生态环境,对于周围的移民安置工作也具有十分重要的意义。

可以利用三维 GIS 技术,判断淹没的水位,并采取不同的处理措施,如分片或倾斜平面处理。土木工程淹没分析主要包括对淹没的深度及没水的范围的分析,同时还要分析可能会面临淹没风险的居民的财产、土地的类型以及可能影响的人口数量等。

 

4、其他

三维GIS技术还能够帮助用户进行土木工程专业的制图,利用三维技术中的强大的图像生成功能,能够使工程制图更准确。针对土木工程专业施工图纸接边不够精确的问题,可以利用 GIS 软件对扫描后的图纸进行拼接,而后将相邻扫描图的关键点冲和即可得到完整的图纸。

 

 

综上所述,三维GIS技术的新发展,使其空间分析能力和图形的现实能力进一步提升,能够用可视化的手段将工程设计的成果表示出来,逐渐成为工程设计和决策过程中的有力工具。

 

文章来源于网络,作者:魏淑静,班会龙,由飞燕遥感www.feiyantech.com编辑。登载此文出于传递更多信息之目的,版权归原作者及刊载媒体所有,如本文中图片或文字侵犯您的权益,请联系我们。

 

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