大数据时代的岩土工程勘察研究

丁名卿

摘 要：随着大数据时代的来临，大数据技术也发展得越来越成熟，各行各业也越来越依赖大数据的研究和分析，许多企业利用大数据分析技术来获取有效的信息资源，并服务于企业。此外，大数据也并广泛的应用于国家安全和国家建设的各个领域。文章对岩土工程勘察中大数据的应用情况进行了分析研究，大数据的应用为期开辟了一条新的发展路径，尽管目前岩土工程勘察大数据的整理和筛选还存在一定问题，其数据的利用价值有待挖掘，数据的安全性有待提高，但是随着这些问题的解决，大数据的应用将会很大程度的提高岩土工程勘察的工作效率，获取更高质量的勘察资料，同时也有利于工程设计成本的降低。

关键词：大数据时代;岩土工程勘察;勘察技术;大数据

中图分类号：TU195 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）08-0110-04

Research on Geotechnical Engineering Investigation in the Era of Big Data

Ding Mingqing

（Fujian Geotechnical Engineering Investigation & Research Institute Co.，Ltd.，  ZhangZhou 363000， China）

Abstract：With the advent of the era of big data， big data technology has developed more and more mature， all walks of life are increasingly dependent on the research and analysis of big data， many enterprises use big data analysis technology to obtain effective information resources and serve enterprises. In addition， big data is also widely used in various fields of national security and national construction. This paper analyzes and studies the application of big data in geotechnical engineering investigation. The application of big data opens up a new development path. Although there are still some problems in the sorting and screening of big data in geotechnical engineering survey， the utilization value of data needs to be excavated and the security of data needs to be improved. However， with the solution of these problems， the application of big data will greatly improve the efficiency of geotechnical engineering investigation， obtain higher quality survey data， and also help to reduce the cost of engineering design.

Key words：big data era; geotechnical engineering survey; survey technology; big data

21世紀是一个高度信息化的时代，而信息中的数据是最为直观组成部分，近些年，“大数据”一词受到了社会各个领域的广泛关注，现如今数据已经深入到各个行业以及业务职能领域，数据的规模和数据运用、处理的能力已经成为判断一个国家是否处于大数据时代前端的重要依据[1]。信息多元化、超大容量、数据量极大以及结构复杂等是大数据的主要特点，与传统的数据相比，大数据有很多不同之处。在大数据中，由于数据之间的相互关联的表现方法和结构，导致利用现有的数据处理软件无法快速地进行数据处理分析，因此大数据的处理分析方面具有一定的难度。近20年来，数据的增长速度不断的加快，同时数据中潜藏着巨大的价值和机会，一定会给各个领域都带来变革性的发展，所以政府、产业界及学术界都对大数据的研究给予了高度重视。

岩土工程勘察指的是对工程地质进行测绘和勘探等相关的工作，岩土工程勘察还要进行必要的原位测试、室内试验和现场检验等，通过这些实验才能对底层结构、地下水等进行全面的分析，最后对分析结果进行合理、科学的评价，以此获得勘测场地的工程和环境条件，从而作为工程可靠的依据，保障工程的安全的质量。

大数据的使用，为传统的岩土工程勘察模式开辟了一条新的路径，大数据的合理科学地使用，对岩土工程勘察质量的提高，工程建设的安全和质量都有十分重要的促进作用。

1 大数据时代

1.1 大数据时代的定义

目前，国际上还没有一个大数据时代的准确定义，而维基百科中关于大数据的定义是：大数据是指涉及巨大规模的数据量，所以不能通过现有的主流软件工具对其进行处理分析，在合理的时间内对数据进行获取、管理、处理，然后整理可以帮助确定经营决策的信息[2]。大数据时代更为普遍的认知，认为大数据时代是一个和数据处理、海量数据集数据论证相关的时代，随着这个新时代的到来，人们的工作方式也有的巨大改变，将工作中面临的问题具体到数据方面，实现向更多的抽象问题转变为具体数据问题。

1.2 大数据时代的特征

数据信息量超大。随着信息技术的高速发展，人与数据的交互变得更为紧密，数据的生成和采集也变得越来越重要。人们所研究的对象逐渐被数据替代，并在各个领域得到了广泛的应用，例如社会经济分析、航天航空、网络购物等等，人们的日常生活生产都伴随着大量数据的产生，数据也逐渐成为了分析未来行业发展、监督体系发展的重要依据。由于数据时代巨大的数据信息量，使得各行各业都要保持着密切的联系，才能保证行业的健康、科学发展。

数据类型复杂。在大数据时代，人们都是通过数据来对行业的发展和事物进行分析的，因而多种多样的行业使得数据本身也存在着多样性，此外每个不同行业所使用的数据分析的方法也各不相同，处理软件和计算机都存在着一定的差异，所以数据的类型也呈现多元化发展[3]。目前数据主要可以划分为表格、图文、罗马数字、视频等多种形式，由于不同行业的要求不同需要使用不同的数据表达形式，因此大數据时代的数据具有较高的多样性和复杂性。

数据处理快速、高效。在更早之前，人们对数据的处理和分析并不是特别频繁，而且大多数通过人工进行分析的，工作效率十分低下，且难度相对较大，获得结果的速度也相对较慢。随着现代网络技术和计算机技术的快速发展，更多的是树勇软件和硬件设施对数据进行处理分析，先进的设备取代了传统的人工，使得数据的处理分析速度显著提升，所以大数据时代的数据处理更加高效快速。

数据的使用率低。在大数据时代，数据的产生量和数据的利用率是成反比的，人们更多的是将数据用在监督和分析，并且通常都会实施连续性的数据监督，因此大多数数据并不会得到应用，只有在对某些数据有需要时才会使用，所以数据本身的实际使用率是非常低的。

2 岩土工程勘察信息

对工程地质进行槌和勘探的工作就是岩土工程勘察，此外还要进行必须的原位测试、室内试验和现场检验，对地下水和地质结构等工程地质情况进行充分勘察，最后进行合理、科学的评价，对现场的工程条件和环境条件进行判定，并作为工程的可靠的设计依据[4]。

我国社会发展的重要工程之就是岩土工程，在各类工程建设中都有岩土工程的涉及，因此，岩土工程的勘察工作十分重要。由于地质体都是深埋地下的，因此我们很难对其进行了解和掌控，而地下可能许多对工程建设安全性有极大影响的工程地质现象，例如土洞、溶洞等等。因此，技术人员要通过各种形式对地质体进行勘察，如钻探、物探、坑探等等形式，通过科学的探查将地质中的不良现象勘测出来，最后将勘测结果进行汇总，给工程的设计和施工提供可靠依据。

2.1 岩土工程勘察信息的特点

（1）岩土工程勘察信息的再利用和数据化较为困难。勘察人员所提供的勘察信息都是汇总在勘察报告上面的，只能提供给某一工程作为设计参考信息，不能再被其他的工程所使用，同时勘察信息的最后结果多是以纸质以及纸质的扫描件存在，电脑系统无法对其进行系统的编辑、提取、筛选和分析，也就是说勘察信息不能呗有效的数据化，也就导致重复再利用的可能性大大降低。

（2）岩土工程勘察信息很难实现共享。不同地区不同部门的技术水平参差不齐，导致勘察信息很难在各个部门之间流通，另外统一管理平台和手段的缺乏，也使得勘察信息的流通和共享变得更为困难。

（3）岩土工程勘察信息表达直观。岩土工程勘察报告中的勘察信息大多都是通过数字、文字、数字这种形式来表现的，如果用来作为某个工程的参考依据时，是相对简洁有效的，但是如果将勘察信息放到大数据系统中，数以万计的不同地形、不同时间、不同地点的勘察信息集中起来是，它们之间的联系显得十分缺乏，多数都是相互独立的。而在报告中，底层的划分是以钻孔柱状图为依据的，整个工程场地下的地层分布情况都是通过网格中的施工钻孔柱状图来描述的[5]，体现了岩土工程勘察信息缺乏空间性表达能力。

2.2 岩土工程勘察大数据的难点

岩土工程勘察数据数据量大、类型多样、处理环节多及时效性高，这使得岩土工程勘察工作的难度加大，岩土工程勘察大数据的难点有：

（1）数据的整理和筛选较为困难。工程设计和施工的参数选取基本上都是以岩土工程勘察数据为依据，因此勘察数据的准确性十分重要，工程的安全性和质量也会直接受到到勘察数据的影响，所以对岩土工程勘察数据的整理和筛选是十分必要的，需要对这些数据进行去伪存真，同时要对其他各种类型工程的勘察数据进行对比，从不同角度对数据的可靠性进行验证。但是随着历史数据的不断增加，数据量也在急剧增长，数据的整理变得十分困难，岩土工程勘察报告中的数字信息还相对容易处理，但是很多的勘察数据都是以文字和图表的形式存在的，很难将它们进行数据化，所以整理起来也更为困难。因此，未来研究的重点就是怎样将勘察信息进行分门别类的整理，同时将其提取到计算机系统中，使其转化为可以编辑的数据。

（2）岩土工程勘察数据利用价值的挖掘。在对地质体进行勘察时，会发现地质体具有一定的各向异性和不均匀性[6]，也就是说技术工程建设的场地相隔很近，也可能处于不同的地质环境中。而勘察数据的准确性直接影响到工程的安全性和质量，所以每一个工程设计之前都要进行必要的工程勘察，并且勘察数据只能作为该工程的参考依据。也就是说勘察数据只能作为定性的参考，无法作为定量的依据。因此，为了提高勘察数据的利用价值，需要建立更为合理的大数据系统。

（3）勘察数据的安全性和隐私性的保证。在大数据时代，人们都十分关注信息的安全问题，不仅仅是个人信息安全问题，地质信息的安全问题也要引起重视。岩土工程勘察云系统中，有大量的勘察信息储存其中，这些信息一旦被不法势力获取，将对对国家安全造成严重威胁，所以岩土工程勘察系统在对工程建成单位开放的同时，也要对某些不法势力严格保密。所以，岩土工程勘察大数据系统的信息安全问题也必须要引起高度重视。

2.3 岩土工程勘察的发展趋势

（1）数据勘察逐渐深入工程建设。基于科学技术的快速发展，以数据为基础而建立的云计算系统、网络技术，都是在一定的程序数据中进行分析工作的， 可以建立一个应用于工程的模型，给工程提供可靠的技术方案。这些技术随着大数据时代的到来得到了广泛的应用，将它们应用到工程汇总，可以降低工程的成本。

（2）勘察方式、设备及传感技术具有很大市场空间。在大数据时代的背景下，每个工程都对数据监测技术十分重视，而在不同的数据监测技术中，最重要的基础和组成部分就是各种类型的传感器和监测方式，二者的存在使得勘察数据的科学性和准确性大大提高，同时提高了勘察技术的勘察效率。

（3）工程建设中，数据分析将成为重点。大数据时代背景下，不仅工程建设的方式会发生改变，政府的行为也会逐渐发生变化，数据勘察方式的出现会使得政府对工程建设管理方式发生较大改变，其管理方式将会与工程的实际情况相符合。社会中，工程建设系统也会发生变化，工程建设体系的关键将变为数据分析，同时施工人员的管理方式也會以数据分析而定。

大数据时代的到来，使岩土工程勘察方式有了新的发展方向，进而使工程的勘察数据的准确性和可靠性大大提高，同时还能提高勘察的效率，促进了社会的可持续发展。

2.4 当前岩土工程勘察技术的问题

（1）界面划分和地质形态的问题。地质形态主要有地下物体及其分布形态等等， 地下存在着许多地质隐患，例如水流暗穴、煤炭采空区等等，需要通过钻探和物探等形式对地质体进行探查，检验地质中的不良现象[7]。界面指的是岩土体和岩石奉化的界面划分，需要实践经验丰富的勘察人员，灵活应用相关技术，才能对不良地质体的软弱结构和界面进行判断。在对地形地貌进行研究时，要充分了解地质空间的分布情况，不能忽视环境和工程的作用，就目前而言，只对施工点进行勘察，是无法全面的了解当地的地质情况的，地质情况如果了解不全面会对工程的质量和安全性造成巨大威胁。

（2）岩土参数和综合能力问题。岩土参数问题指的是岩土的取样问题，在进行室内实验是，风化岩和碎土石等较为困难，另外深层黄土和淤泥质土等还需要进行野外原位试验，以此对其物理指标进行判断。岩土勘察技术综合能力问题指的是一些技术人员在整理和分析室内外原始资料时，没有很明确的知识目的，这就使得所获取的岩土资料根本不能满足工程设计的基本要求，此外还因为节约成本而导致了一些问题，在勘察过程中有一些地下空洞和物质不能被探察清楚。另外后期整理出来的勘察报告也存在很多漏洞，这些都使得最后无法获得高质量的勘察报告。

2.5 大数据在岩土工程勘察中的实际应用情况

（1）当前岩土工程勘察已经和大数据相关技术构成了很高程度的融合应用方式，在工程勘察过程中会产生大量的数据，而工程管理人员会对这些数据密切关注，应用这些数据建立数据模型，以此来分析施工方案的合理性和可行性，对各个项目的参数进行完善[8]，使得施工项目更加合理科学，此外，通过对这些数据模型的解析，分析出有价值的信息，可以进一步完善施工方案。大数据的这种应用模式已经被广泛的应用到岩土工程勘察中，起到了很大的积极作用，也一定程度上降低了工程设计的成本。

（2）利用合理地分析技术，对工程建设过程中产生的大量数据进行分析和总结，可以实现对工程的实时监测的目的。岩土工程勘察过过程中，施工安全和工程质量是重中之重，利用大数据技术来实施监测任务，对各项指标的情况和数据参数实施动态监测和管理，有利于工程管理人员随时获取监测信息和数据，并通过这些数据和信息对工程的进展进行有效把控，一旦出现问题，也可以及时进行相应的调整，避免安全隐患和工程质量问题。

（3）大数据时代背景下，数据在岩土工程中的应用频率越来越高，随着大数据相关技术的不断发展，岩土工程建设中的大数据技术已经成为必不可少的技术方法，它在一定程度上改变了主管部门的监督控制体系和管理模式。岩土工程勘察中，越来越高频的使用数据和信息来判断、分辨和总结工程推进情况，根据这一情况，相关部门采取了相应的监督措施和施工策略，工程的各个参与方因为大数据技术的应用而紧密联系起来，进而构成了一套协同配合的高效管理体系。

3 结语

随着云计算、大数据等新时代计算机技术的迅猛发展， 给岩土工程勘察提供了巨大的发展机遇，传统的岩土工程勘察中，勘察资料数据化困难，各部门难以实现数据交换，数据的再利用程度低，以及数据的表达形式不直观，其空间行表达也较差，这些问题都严重的阻碍了岩土工程勘察的发展，也因此给新时代的岩土勘察工作突出了更高的要求。大数据时代的来临，信息技术的不断进步，传统岩土工程勘察中所存在的问题一定能得到有效解决，大数据为岩土工程勘察的发展开平了新的发展方向，对未来的工程建设具有极大的促进意义。

参考文献

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[3]李国杰，程学旗.大数据研究：未来科技及经济社会发展的重大战略领域-数据的研究现状与科学思考[J].中国科学院院刊，2012，27（6）：647-657.

[4]王浩，覃卫民，焦玉勇，等.大数据时代的岩土工程监测——转折与基机遇[J].岩土力学，2014（09）：160-165.

[5]朱鸿鹄，施斌.地质和岩土工程分布式光电传感器监测技术现状和发函趋势——第四届OSMG国际论坛综述[J].工程地质学报，2013（1）：180-184.

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[8]王淦.浅谈岩土工程深基坑监测技术[J].中国新技术新产品，2015，13：125-129.