工程勘察中計(jì)算機(jī)技術(shù)論文

時間:2022-04-29 09:54:56

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工程勘察中計(jì)算機(jī)技術(shù)論文

(一)計(jì)算機(jī)技術(shù)推動了工程勘察手段的進(jìn)步

工程勘察各個專業(yè)基本上是邊緣學(xué)科,她的發(fā)展離不開其它學(xué)科的發(fā)展,而計(jì)算機(jī)技術(shù)對其發(fā)展起到了不可忽視作用,這可以從工程勘察的儀器、機(jī)具發(fā)展明顯看出。

1、測量專業(yè)

測量儀器,七十年代無論是經(jīng)緯儀還是水準(zhǔn)儀大都是光機(jī)型,八十年展到光電型。電子經(jīng)緯儀、工程測量機(jī)助制圖數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等等都采用電子計(jì)算機(jī)技術(shù),促進(jìn)了數(shù)據(jù)采集、處理、制圖的自動化。隨著空間技術(shù)的發(fā)展、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的問世,使測繪工作步入了“實(shí)時測繪”時代。全球定位系統(tǒng)是美國國防部主持開發(fā)的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以說該定位系統(tǒng)是目前將計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間技術(shù)應(yīng)用到測繪工作中的頂峰。

2、攝影測量專業(yè)

攝影測量專業(yè)的儀器設(shè)備由七十年代的模擬型發(fā)展到八十年代的解析型,從加密到制圖都采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。特別是遙感技術(shù)的發(fā)展,由于遙感圖象使用不同電磁波譜區(qū),擴(kuò)大了視野范圍,反映更多的地物性質(zhì)和特征。如紅外圖象所反映的溫差影象是普通象片所沒有的,而遙感圖象的信息解譯其中就有了電子計(jì)算機(jī)解譯方法,比如符號圖象,微波數(shù)碼圖象的解譯。再比如實(shí)時攝影測量(簡寫為RTP)是以1/30~1/25秒為周期的非接觸性三維測量技術(shù)。固態(tài)攝像機(jī)(CCD相機(jī))、數(shù)字圖像處理技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,使視覺系統(tǒng)、人工智能等成為現(xiàn)實(shí),從而將近景攝影測量推進(jìn)到實(shí)時測量的全新領(lǐng)域。

3、工程地質(zhì)專業(yè)

工程地質(zhì)專業(yè)機(jī)具、儀器由七十年代的機(jī)械型發(fā)展到八十年代的機(jī)電型。土的動力特性參數(shù)——動模量和阻尼比至少要受動應(yīng)變和約束力的強(qiáng)烈影響,因此在土動力試驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)中須考慮能夠反映這些影響因素。早就由相應(yīng)傳感器所取代,量測的電信號經(jīng)過運(yùn)算放大器,提高信/噪比,再經(jīng)過濾波器消除高頻干擾信號,最后由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)入計(jì)算機(jī),通過以硬件形式固化在只讀存貯器ROM中的程序進(jìn)行計(jì)算,由打印機(jī)輸出實(shí)驗(yàn)成果。象這樣將單板計(jì)算機(jī)用于三軸剪切試驗(yàn)自動數(shù)據(jù)采集的還有高壓固結(jié)試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、直接剪切試驗(yàn)、靜力觸探、旁壓儀原位測試等。

(二)計(jì)算機(jī)技術(shù)提高了工程勘察評價水平

工程勘察是為工程設(shè)計(jì)提供第一性資料的,從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理以及成果提交所涉及的數(shù)據(jù)量是比較大的,手工處理費(fèi)時費(fèi)力,影響了勘察周期。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使工程勘察數(shù)據(jù)計(jì)算處理與評價水平上了個新臺階。

1、測量專業(yè)

測量專業(yè)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)運(yùn)算的有前方交會計(jì)算、后方交會計(jì)算、導(dǎo)線計(jì)算、水準(zhǔn)計(jì)算以及三角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng)的平差計(jì)算。侯伯男東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院資源勘察工程2011級

2、航測專業(yè)

用計(jì)算機(jī)進(jìn)行空中三角測量,使函數(shù)模型從近似的航帶法平差發(fā)展到獨(dú)立模型平差,發(fā)展到從嚴(yán)密的以共線方程出發(fā)的嚴(yán)格光束法平差;從單一的攝影測量觀測值平差發(fā)展到非攝影測量觀測值(如大地測量的原始觀測值:角度、距離、高差等)的聯(lián)合平差;從單一的考慮偶然誤差發(fā)展到補(bǔ)償系統(tǒng)誤差直至發(fā)現(xiàn)并改正粗差。進(jìn)而使攝影測量的定位精度提高幾乎幾十倍。

3、地下水資源計(jì)算與評價

對于大型的地下水取水源地的水資源評價,需要全面考慮含水層的補(bǔ)給、逕流與排泄條件及地下水的動態(tài)特點(diǎn),最后給出地下水開采期的水量或水位動態(tài)變化預(yù)測值。比如:大慶油田供水公司水文地質(zhì)隊(duì)對大慶油田西部地區(qū)地下水資源評價,通過分析該區(qū)水文地質(zhì)條件,建立了含水層的數(shù)學(xué)模型,采用有限單元法編程上機(jī)運(yùn)算,擬合了八個時段的水位、水量資料,并根據(jù)實(shí)測資料調(diào)參,準(zhǔn)確地反映了地下水動態(tài)變化的實(shí)際規(guī)律。并且選擇了三個預(yù)報方案,從不同角度預(yù)報開采區(qū)地下水開發(fā)前景,確定目前開采區(qū)的最佳開采量50×10t4/d除此之外不少單位利用計(jì)算機(jī)采用層次分析法選擇城市水資源系統(tǒng)管理方案;在非越流承壓含水層中進(jìn)行定流量的抽水實(shí)驗(yàn),利用計(jì)算機(jī)求泰斯系數(shù)等等。

4、工程地質(zhì)專業(yè)和城市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價

工程地質(zhì)專業(yè)科學(xué)運(yùn)算主要是土試樣分析計(jì)算,巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì),各種原位測試數(shù)據(jù)處理,擬建建(構(gòu))筑物的沉降計(jì)算,場地的地震危險性分析等等。環(huán)境工程地質(zhì)工作一個重要問題就是對地質(zhì)環(huán)境受人類活動與作用使環(huán)境變異后的環(huán)境質(zhì)量等級及可承受能力給出評價。實(shí)現(xiàn)這個評價要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)類、模糊數(shù)學(xué)類、決策分析類等數(shù)學(xué)模型,靠電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與處理方法來完成。

(三)計(jì)算機(jī)技術(shù)變革了工程勘察成圖方法

計(jì)算機(jī)除了能進(jìn)行科學(xué)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理之外,還能夠繪制各種圖件,它是通過A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換而完成的。以測繪專業(yè)成圖過程來說,利用電子速測儀(或全站型儀器)野外采集數(shù)據(jù)或者利用數(shù)字化儀在原地形圖上采集數(shù)據(jù),經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算,在CRT上顯示基本圖形,通過人機(jī)對話編輯,按采集數(shù)據(jù)編碼確定地物、地貌符號線性種類,調(diào)用按規(guī)范生成的圖形符號庫及漢字注記,最后由繪圖儀輸出,實(shí)現(xiàn)了機(jī)助制圖,出兩種產(chǎn)品即數(shù)字化圖和線劃圖。國內(nèi)在機(jī)助制圖方面起步較早且自成體系的上海市測繪院、北京市測繪院等單位在這方面發(fā)展很快。

(四)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工程勘察資料管理現(xiàn)代化

工程勘察成果資料大都為永久性檔案資料,保存年限起碼五十年以上,這是由于工程勘察成果資料是人們認(rèn)識自然的記錄寫實(shí)。隨著工程勘察手段的發(fā)展,認(rèn)識自然的廣度和深度不斷增加,后來的認(rèn)識水平提高離不開前面認(rèn)識的成果。所以工程勘察成果資料管理是一項(xiàng)非常重要的工作。大多數(shù)單位還沿用傳統(tǒng)的管理方法即底圖、蘭圖、印刷圖都在資料出版室或檔案室存放。由于工程勘察資料逐年遞增,就會給資料管理和開發(fā)利用這些資料帶來一系列的問題。比如資料的增多,不斷的擴(kuò)大存放空間;對資料的開發(fā)查詢利用費(fèi)時費(fèi)力;長期以來資料的防火、防腐問題隨著資料的增加也日益突出;日常管理工程量不斷加大;資料分析總結(jié)也比較困難;不能滿足計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各專業(yè)對工程勘察資料共享問題。因此國內(nèi)不少工程勘察單位開始利用計(jì)算機(jī)管理資料??傊瑥纳厦嫠霾浑y看出計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程勘察中的應(yīng)用使得整個勘察工作發(fā)生了十分巨大的發(fā)展與變化。

作者:侯伯男單位:東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院資源勘察工程2011級