地质工程勘查管理信息化关键技术研究

刘 海

（安徽省化工地质勘查总院，安徽 马鞍山 243000）

当前信息化技术发展非常迅速，特别是移动应用、自动化、物联网、大数据以及云计算等为核心的信息技术手段不断发展与革新，在引领时代变革过程当中发挥着十分重要的作用。而在工程建设过程当中，离不开地质工程勘查工作，这是工程建设当中非常重要的基础环节。然而就当前的地质工程勘查技术与质量管理而言，还有很多问题存在。地质工程勘查亟待通过先进技术手段的应用，来对传统的管理方法进行变革。在此背景下，通过信息化手段对地质工程勘查信息进行管理，成为重要的发展方向。依照信息技术层面进行分析，地质工程勘查工作，实质上属于一种获取信息、理解信息和应用信息的过程。因此这就需要在地质工程勘察各个流程当中推动信息化管理[1]。

1 总体思路

为使地质勘查管理工作得到进一步提升，推动其信息化管理，还需要深入的研究地质工程勘查管理信息化的关键技术实现勘查流程的信息化，如外业采集信息数据，通过远程信息化来实现外业监管，提升岩土试验信息化水平，加强关键环节信息化管理，对勘查流程有效重构，有效分离勘查内外业工序各种试验工序等。而这些都需要通过标准化的勘查作业以及采集数据来完成，有效关联各个环节信息，实现信息的有效流转，增进彼此的交互与协同，保证效率和质量，避免大量的工期投入[2]。

2 关键技术方案研究

2.1 信息化手段在采集勘查外业数据中的应用

过去在采集勘查外业信息数据过程当中，主要通过纸和笔的人工手段来完成，而针对这种模式存在的不足，对相应的软件平台app进行研发，地质编录实现了电子化，可以电子档采集现场拍摄和岩心照片，记录录入原位试验，科学合理地进行采样记录样品信息，通过GPS信息技术手段录入资料，确保数据的真实性与可靠性。

图1 勘查外业信息采集系统数据流程图

2.1.1 设计采集外业数据的信息化流程

针对外业数据采集加强信息化管理系统构建，并研发平板电脑、手机等终端移动设备App软件平台，通过本地设备来保存APP上的信息数据，并利用移动通信技术，向云平台数据中心进行数据传输。具体流程如图1所示。

2.1.2 信息化管理勘查外业数据系统的功能

（1）标准地层定制。依照实际情况以及勘查经验构建地区标准地层系统，根据地质时代以及成因，来对岩土层号主层号进行确定，充分考虑岩土层名称，并根据上下地层次序对亚层、次亚层号进行确定，基于地区标准地层系统，完成编录测试，确保勘查成果的统一标准，促进地区标准勘查成果库。利用标准地层，可以有效的对比一个地区当中各种勘查项目数据，对该区的地史发展情况有个更加充分全面的了解，掌握其共性和异性，才能更好地利用这些数据。

（2）勘查外业数据采集信息化。地质编录以及岩心照片拍摄，获得现场勘查照片，记录录入原位测试，开展样品取样记录样品信息等这些都可以。利用软件平台APP来实现。通过GPS定位技术保证资料信息的真实性与可靠性，提供充足的数据支撑保证勘查质量[3]。

在采集地质工程勘察信息过程当中，系统组成主要包括，编录钻孔信息，拍摄岩心照片并进行上传，收集原位测试数据，采集岩石试样，并收集有关人员信息[4]。

①钻孔编录。钻孔编录过程当中，主要涉及地层名称与其深度，地层编号，钻孔的开始与结束时间，钻孔的水位，地质时代与成因及其颜色与密实度和描述地层等，确定标准地层之后，便能依照岩层特性，对相应的标准层进行选择，及时的完成边路，同时在具体情况下根据标准层属性做出相应的修改。在本地保存编录信息，利用通信网络向云服务器进行上传，在云计算技术下，描述岩土层时，可以依照地区跨项目，实现自动搜索与匹配，对若干条描述进行推荐，便于对比分析该区地层，保证编录效率与质量。②岩芯照片拍摄和上传。自动识别岩心照片深度。在岩芯箱（标准长度1.0m），通过信息化采集外业数据过程中，可以对岩心行数进行设置，到自动深度识别的效果，外业工作者出现人为误差，保证工作效率与质量。自动拼接岩心照片。通过自动拼接岩心照片形成长图，对钻孔编号以及项目名称详细编注，避免大量的人工投入，增强工作效率。上传岩心照片。通过直接拍摄岩芯照片并向云服务器进行上传，如果遇到通信信号不强时，极易导致照片无法上传还可引起上传过程当中丢包现象的发生。系统当中具有本地照片上传功能，可以将拍摄的照片在本地系统中进行保存，并对照片进行上传，这些方案可以确保不同工况条件下都能顺利地开展勘查作业。③原位测试信息采集。通过采集标准贯入试验，波速试验以及电阻率测试和圆锥动力触探试验等有关信息数据，能够有效录入试验数据试验的杆长以及深度。依照规范要求对圆锥动力触探试验以及标准贯入试验将相应的试验长度提供出来，便于开展人工修改，针对试验反弹现象，自动完成击数换算。④采集岩土试验信息。采集试验样品信息过程当中，主要包括不同样品的采集，实际取样过程当中的底深度，取样的编码以及长度。⑤采集人员设备信息。项目成员管理通过后台来完成，对系统注册成员进行勾选或者取消勾选，添加或者删除注册成员，实际外业勘察过程当中，可以将钻机机长以及设备编号于劳务分包商等相关信息全部输入其中。对登录账号的边路人员自动的开展识别，不可进行修改，可以有效追溯勘查外业原始数据。

（4）勘查外业数据自检。对于漏填重要项和一些深度矛盾，可以通过数据自检功能来实现，并标红数据项进行核查，做出相应的修改。

（5）勘查外业管理信息化。能够将专探单位机组以及现场技术和负责人员和专探开工已经完成时间等相关信息录入到外业信息化管理系统当中，同时向云服务器进行上传，可以更好的分类统计有关工作量，达到深度利用数据效果。

2.1.3 系统创新点

（1）在云服务技术下协同管理信息数据。在云储存技术上完成数据储存及时更新，统一各设备数据源，信息数据更加的可靠安全，具有异地多人通过app以及PPC和平板电脑等来合理的修改同一项目，通过标准数据库存储数据，控制和减少一个项目出现多个数据库的情况，更减少数据交互时产生的冲突。

（2）智能辅助功能。能够更好的判断，为编录工作提供决策，如描述岩土层过程当中，通过云计算技术应用，根据地区跨项目自动的进行搜索与匹配，将多条描述提供出来，有利于实现地层对比，保证编录效率与质量，在标准岩芯箱基础上完成自动识别深度作用，可以在岩心照片上完成分层以及原位测试和岩土测试工作等，利于更好地校对，避免工作人员人为边路造成的误差，使工作效率和质量得到了有效保障。

2.2 勘查外业监控系统研究

现场勘查过程当中，基于移动通信网络技术，实时的上传监控影像数据，记录影像数据过程当中，可以依照需要合适保留，动态化的监控，关键项目以及关键环节，并对影像记录进行保留以便查对。

2.2.1 勘查外业监控系统设计

该系统主要包括三个部分，如实时监控、历史监控移动无线视频采集等几个模块，借助移动通信技术手段向云端服务器进行上传，用户可以在云端上登录，对项目监控情况实时的查看，并可以在本地硬盘中对相关数据进行下载，还能进行数据回放查看与管理。

2.2.2 系统优点

（1）移动无线视频采集组件适应勘察外业特点。监控设备轻便能够灵活移动，在短期勘察作业过程当中发挥着重要作用，采集影像的组件具有耐高温和难水的特点，可以长时间暴露于施工环境当中，在没有电力条件供应下，可以通过蓄电池确保持续供电。监控视频数据信息基于通信网络，可以及时回传到云服务器。

（2）监控影像可回放可追溯。为了达到追溯管理信息资料的效果，通过本地对监控视频资料进行保存与管理。并借助监控影像管理系统，完成查询和回放影像等相关操作，对于监管外业勘察质量，有效追溯勘察作业过程，提高工作人员责任感，更加规范勘查行为。

（3）监控影像统一管理，确保安全。利用管理系统来统一管理监控影像并进行存储，利用系统密级来控制用户权限，保证监控数据的安全性，避免发生恶意篡改行为。

2.3 岩土试验信息化研究

2.3.1 岩土试验信息化系统设计

在岩土样品信息化管理系统中，勘查项目负责人，将新增项目的信息，工点信息、钻孔信息全部录入其中，并在相关规则下形成唯一编码的条码，同时进行打印形成标签，将这些条码带到施工现场。通过互联网借助手持端系统采集样品信息，实现在线更新等。实施外业过程当中，工作人员在样品上贴上条码，同时针对这些条码进行赋值，这些信息可以在手持端设备中离线储存，与互联网连接之后，可以实现线上更新，或者通过云服务器来对岩土样品实现信息化管理，借助岩土样品信息化管理系统，工作人员可以勾选样品开展试验，并赋值补充条码。之后将样品送至试验室，试验工作人员通过扫码对样品识别，依照样品类别合理的保存管理，不需要排序样品与核对样品，样品通过试验室接收之后，通过试验类别，二次分发样品，匹配样品通过自动识别技术来完成，到分类试验的效果。通过对条码进行扫描，对完成试验的数据自动归集，并向数据中心上传，自动计算统计试验成果。

2.3.2 系统优点

（1）在地质工程勘查行业当中运用自动识别技术，是地质勘查工作流程有效简化，同时避免了过多的手写工作，减少了重复录入情况，也避免了工作当中的错误发生率，工作效率大幅增强，对提高勘查水平效率以及质量发挥了重要作用。

（2）样品数据采集通过自动化识别技术来完成，并向管理系统自动传输，生成各种电子表格，工作程序大幅简化。

（3）能够确保信息数据在内外业以及试验室各个环节中精准可靠的传递。

（4）借助后台管理系统以及自动识别技术，还具有较好的导出功能，能够减少样品排序以及核对时间投入，使工作效率大幅增强。

（5）项目负责人员可以对相关信息数据及时的进行查看，并对采集样品的准确性科学判断，借助统计分析，来合理的控制，取样的类型与数量，并向外业技术人员及时反馈，避免出现不合格取样情况。

（6）样品经由试验室接收之后，匹配样品通过自动识别技术来完成，大大提高了分类试验效率[5,6]。

（7）采集数据分类储存，可以结合工程以及样本类型，分类查询以及统计效果，实现信息化，系统化管理样品的作用。

3 结语

现代信息技术手段的高速发展，以及互联网技术的快速推进，为地质工程勘查管理信息化提供了强大的技术支撑，大大提高了地质工程勘查效率和质量，为了进一步提高地质工程勘查管理信息化水平，文中对地质工程勘查管理信息化的关键技术进行深入研究与分析，但还有一些不足存在今后还应当扩大此方面的研究工作，实现地质工程勘查信息化的高速发展，创造更大的效益。