沈阳市工程地质地理信息系统建设与应用

孙峰，徐星明，刘升传，贾超，吴威

(1.沈阳市勘察测绘研究院，辽宁 沈阳　110004；　2.中国建筑东北设计研究院，辽宁 沈阳　110006；3.铁岭经济开发区建设工程质量监督站，辽宁 铁岭　112000)



沈阳市工程地质地理信息系统建设与应用

孙峰1*，徐星明2，刘升传1，贾超3，吴威1

(1.沈阳市勘察测绘研究院，辽宁 沈阳110004；2.中国建筑东北设计研究院，辽宁 沈阳110006；3.铁岭经济开发区建设工程质量监督站，辽宁 铁岭112000)

摘要：沈阳市工程地质地理信息系统是岩土工程勘察专业与GIS技术、数据库技术、网络技术相结合的产物，反映了工程勘察专业的最新发展方向。基于沈阳市工程地质条件和未来的管理需求的基础上，通过对沈阳市的基础地理空间数据、工程勘察成果数据，建立数据库，按现行规范、标准，将沈阳市历史积累的工程勘察信息数据，经标准化、整理归一化以及数字化处理，做出了具有数据采集、数据维护、数据分析评价、查询检索等功能的工程地质应用系统。

关键词：工程地质；地理；信息系统；建设与应用

1前言

20世纪90年代随着国内外GIS技术在城市规划、国土、测绘、环保等众多领域的广泛应用，GIS技术也逐步渗透到地质各应用领域，如水文地质、地质灾害、地下水、矿产评价和预测、区域地质调查、环境地质等领域[1]。本系统作为沈阳市数字化城市建设的重要组成部分，依据沈阳市的工程地质的特点和资料，开发并建立一套适合沈阳市的工程地质地理信息系统[2]，建成具有数据采集、数据维护、数据分析评价、查询检索等功能的工程地质应用系统。作为基础性、公益性项目，最终实现定量定性地对沈阳市工程勘察、区域规划、地质灾害、小区域地震分级等工作进行合理、科学的评估及研究设计工作，并将有效提升沈阳市建委和规划国土局管理工作的水平和质量，为城市规划、建设与管理，提供水文地质、工程地质和环境地质特征等科学依据。

2沈阳市工程地质地理信息系统简介

2.1基础地理数据

基础地理信息数据库是空间定位基础[3]，主要是用于勘察项目信息的空间定位及显示，采取地理底图地图服务或ArcGIS矢量数据建库调用的方式。

2.2勘察项目数据

勘察项目数据是系统核心数据[4]，主要包括：工程地质勘察数据库、工程地质图、工程地质勘察资料管理、工程地质勘察纸质文档资料管理。

(1)工程地质勘察数据库

工程地质勘察数据库的建库流程如图1所示，开发理正接口，导入理正mdb数据进行建库。

(2)工程地质图

制作完成的工程地质图图件(GIS格式)，存储到SQL Servr数据库中进行管理。

(3)工程地质勘察资料管理

工程地质勘察资料管理包括产生的文档资料、图件资料、图片等，这些资料不进行处理，均以源文件的方式在SQL Servr数据库中进行管理。

(4)工程地质勘察纸质文档资料管理

纸质资料数据，选取主要工程项目，以人工录入进行建库，存储到SQL Servr数据库中进行管理。

3沈阳市地质模型建立

地质模型研究是系统分析中一个非常重要的内容，是数据模型和系统模型的基础，工程勘察信息系统最基本的任务是提供研究区的工程地质条件，沈阳地区地形虽总体上比较平坦，但第四系地层情况却较复杂，由此而导致各勘察报告上地层的层序划分无法统一，人为因素较大。为了建立起可大区域对比的标准层序，就必须详细地研究沈阳地区地层的成因年代、沉积韵律及其展布特征。本项目以数据现状分析、地层特性、区域地层对比三种方法综合确定沈阳工程地质标准层[5]。

工作区属华北地层区，大面积地区为第四系(Q)地层覆盖，东部丘陵山区基岩出露。上、下第三系(R)在深部均较发育，不整合于太古界(Ar)、古生界(Pz)、中生界(Mz)之上，在地表无出露，为第四系覆盖。区内地层除缺失上奥陶统(O3)、志留系(S)、下石炭统(C1)、上白垩统(K2)外，其余地层各时代皆有不同程度发育。沈阳市地处辽东山区与辽河平原之间，浑河由山区流向平原出口，座落在浑河新老冲洪积扇上，现代辽河在扇的北部边缘流过，坐落在辽河冲洪积扇上。市内地形平坦，东高西低，城市的主要建筑多在浑河阶地上，扇面坡降为1/2000。根据沈阳地区地貌形态及成因类型，可以划分为堆积地形、剥蚀丘陵地形，剥蚀堆积地形三类地貌单元。

根据沉积学瓦尔特定律，平面上相邻的地层在剖面上则为相叠，钻孔揭露的情况也确实如此，在竖直方向自上而下表现为人工填土层(包括杂填土、素填土、冲填土等)黏性土(包括黏土及亚黏土)砂性土(包括亚砂土、砂和砂砾石)碎石类土基岩。沈阳大部分地区下、中、上更新统和全新统地层均有发育，且各层次第四纪地层厚度分布比较均匀，表现出沈阳市城区整体性比较均匀的总体下降的新构造运动。基于以上分析研究，建立了沈阳地区标准地层剖面(如图2所示)，其分层具体标准如下：

A-1层：人工填土层组(包括杂填土、素填土、冲植土等)

B-1层：特殊性土

C-1层：黏性土层组，根据土的物理力学性，参考地质勘察报告的分层，从上到下可依次继续划分为C-1-1，C-1-2，C-1-3等亚层。

D-1层：砂类土层组。同样，根据土的物理力学性质，参考地质勘察报告分层，从上到下依次继续划分为D-1-1，D-1-2等亚层。

E-1层：碎石土层组。同样，根据土的物理力学性质，参考地质勘察报告分层，从上到下依次继续划分为E-1-1，E-2-2等亚层。

F-1层：泥夹卵石

G-1层：残积土层

G-2层：基岩

4系统功能与主要作用

4.1系统功能

在全面认识和掌握沈阳市的地质区域的形成条件、分布特点和规律的基础上，依据小比例尺地形图，利用EGIS手段和技术，建立沈阳市的地质地理信息系统。通过数据采集、数据维护、数据分析、数据查询检索等功能的实现，特别是在对新建区域工程地质数据分析、计算、评价功能的工程地质信息系统，实现工程地质信息的统一管理与综合利用。为实现系统建设目标[6]，系统围绕图3的技术路线进行设计，以实现系统功能。

4.2主要作用

(1)实现工程勘察项目信息化管理

在建立工程勘察项目信息数据库的基础上，基于GIS地理底图(沈阳市地理底图服务)，可以把工程勘察项目信息的空间属性与地理底图关联起来，实现工程勘察项目的查询(位置查询、工程名称、编号查询)、浏览检索(打开、下载)、统计等功能，快速获取项目信息及成果报告和图件以及新项目信息的快速建库，实现勘察项目信息化管理，提高院内勘察项目管理和利用的水平[7]。

(2)实现钻孔地层相关的二维自动化绘制

在勘察工程项目管理的基础上，实现项目钻孔柱状图、剖面图自动绘制和输出，便于查阅和利用已有勘察项目的成果，可以实现跨工程项目钻孔信息的联合剖面图生成、区域地层等值线图自动生成、区域工程地质参数统计等深层次的信息挖掘，更好的把握点状、线状、区域地层的分布和变化情况，更全面的理解地层的工程力学性质[8]。

(3)实现三维地层的展示和分析

基于选取的钻孔，采取三维建模方法，建立三维地层模型，实现简单的三维剖切分析，便于直观、形象的展示地层分布和变化等信息，进一步加深对区域地层的认识和理解。

(4)实现地质专题图的管理

以沈阳勘测院多年来收集或研究编制的地质专题图件管理为基础，实现地质专题图件的浏览等功能。

5结语

该科研成果的进一步推广应用，可以为沈阳市土地利用总体规划和工程建设提供科学服务。对沈阳市城市的规划和社会发展有重要的科学指导作用，促进城市建设和沈阳数字化建设的科学发展，将产生良好的社会效益和经济效益。

(1)作为数字化沈阳的重要组成部分，与基础地理空间数据库数据进行融合，搭建沈阳市地质地理信息管理与服务系统。最终实现快速信息交换、电子档案集中管理、为基础空间数据处理提供了技术咨询支持、工程勘察资料的动态管理特点的工程地质应用体系。完善了沈阳市地理信息系统，为建立数字沈阳服务。为沈阳市建委和规划国土局管理工作提供相应的技术支撑。

(2)推进勘测成果标准化，实现资源共享。利用城市工程地质信息系统的划分标准，形成统一格式的数据。按统一格式进行编码识别，通过地层划分、按岩性划分、不良地质分类等方面进行区域地质调查。划分了工程地质分区，展示地层空间分布特征，为规划建设总体布局指明方向。

(3)它有助于城市建设用地的合理规划使用，避免或减轻由于各种不利工程地质条件导致次生灾害所带来的损失，减少昂贵的处理费用，而且可以预测在规划实施和远景发展过程中，由于地质条件的变化或人为活动可能引起的工程地质问题，并提出相应的对策。

(4)开展城市工程地质研究，为城市基础地质研究、城市地质灾害防治等提供基础资料，其研究成果还可以作为沈阳市城市地质调查项目的研究。

参考文献

[1]肖建华，廖建生，官善友. 浅谈开展城市地质调查的必要性[J]. 城市勘测，2006(6)：23～25.

[2]杨建平，乔朝丽. 城市工程地质数据库的开发及利用[J]. 城市勘测，1999(4)：34～36.

[3]杨文甫. 基于GIS技术的城市勘察信息系统[D]. 长春，吉林大学，2004.

[4]王小明，王宝军，施斌等. GIS支持下工程勘察信息管理系统设计与实现[J]. 工程勘察，2007(2)：45～47.

[5]GB50021-2001. 岩土工程勘察规范[S].

[6]刘军棋，黄长青，陈飞等. 工程地质勘察中建立数据库的一般原则与方法探讨性[J]. 岩土工程界，2002(4)：21～23.[7]周成涛，冯永能，张秋. 重庆市工程地质数据库建设中的几个关键性问题[J]. 城市勘测，2007(2)：117～120.

[8]周成涛，冯永能，司涛. 城市工程地质信息系统在城市地质调查中的应用性[J]. 城市勘测，2007(4)：123～127.

(1.Shenyang Geotechnical Investigation & Surveying Research Institute，Shenyang 110004，China；2.China Northeast Architecture Design and Research Institute，Shenyang 110004，China；3.Construction Quality Supervision Station of the Tieling economic and Technological Development Zone，Tieling 112000，China)

Establishment and Application of Engineering Geological GIS of Shen Yang City

Sun Feng1，Xu Xingming2，Liu Shenchuang1，Jia Chao3，Wu Wei1

Key words：engineering geology；geographic；information system；establishment and application

Abstract：The Engineering geological of Shen Yang city based on geotechnical investigation and GIS technique，data base technique，network technique. It reflects the new development direction of engineering survey.With engineering geological conditions of Shen Yang city and future emanagement's needs，the investigated information data of city is standardized arranged and normalized．The developed and established geological application system has some functions such as Data Acquisition，Data Maintenance，Data Analysis and Evaluation，Search and Retrieval and Sharing.

文章编号：1672-8262(2016)03-155-03

中图分类号：P628.4

文献标识码：B

*收稿日期：2016—02—26

作者简介：孙峰(1979—)，男，博士，工程师，研究方向：地质勘察与地质灾害研究。