韦荣浩
广西坤宇建设工程有限公司 广西 530200
摘要：这些年以来，在很多的领域当中都开始广泛地使用地理信息系统技术，也就是所谓的GIS技术，GIS技术这种新兴学科逐渐流行开来，并且被人们所接受和确认。伴随着时代和科技的不断发展，GIS技术迅速地从原来的理论研究发展向了产业化和实用化，同时在很多行业当中被广泛地利用，给很多部门提供了优秀的决策支持和良好的处理信息的能力。
关键词：GIS技术；系统功能设计；3S技术
引言
在工程地质的勘察过程中，最主要的目的就是能提供必需的基础工程的地质设计和依据以及和地质设计有关的资料信息给对工程进行设计的人员。在科学技术水平不断发展的过程中，GIS的技术也在不断向上攀升，对未来勘察所得到的工程地质资料成果进行信息化处理已是大势所趋。
1GIS技术简述
GIS（GeographicInformationScience，地理信息科学）是一个捕获，存储，操作，分析，管理和呈现空间或地理数据的科学技术。缩写GIS有时用于地理信息系统，指的是研究地理信息系统的学科，也是地理信息学广泛的学科领域中的一个大领域。空间数据基础设施是超越地理信息系统，此概念没有类似限制性的界限。通常该术语描述集成，存储，编辑，分析，共享和显示地理信息的任何信息系统。GIS应用程序是允许用户创建交互式查询（用户创建的搜索），分析空间信息，编辑地图中的数据，并呈现所有这些操作的结果的工具。地理信息科学是有关地理概念，应用和系统的基础科学。GIS可以指许多不同的技术，过程和方法。它与许多运营有关，并有许多与工程，规划，管理，运输/物流，保险，电信和商业有关的应用。因此，GIS和位置智能应用程序可以成为许多依赖分析和可视化的定位服务的基础。GIS可以通过使用位置作为关键指标变量来关联无关信息。地球时空中的位置或范围可以记录为发生日期/时间，分别表示x，y和z坐标，经度，纬度和高程。所有基于地球的时空位置和范围参考应该相互关联，并最终达到“真实”的物理位置或范围。地理信息系统的这个关键特征已经开始开辟科学探索的新途径。
2对工程地质资料进行信息化管理的可能性和必要性
在过去十几年，3S技术等以GIS为核心的新兴技术在地学领域当中得到了快速的利用和发展，开辟出了地质资料的管理研究工作这一个新的道路，GIS身为当下各种高新科技所集合的产物，因为其对于空间数据的分析处理以及存储查找能力十分强大，所以和普通的信息管理系统有十分明显的区分，其适用于十分复杂的地球空间数据，GIS能对地球空间数据进行详细的分类、存储、采集等，这些都是以往所使用的传统技术和方法十分难做到的。因此，当前的科学技术水平已发展到了这个地步，GIS应用已成为了地质资料的管理信息化当中一个十分优秀的产品，详细的地质数据库和当前所使用的先进GIS技术相互融合，就能让使用GIS技术完成的地质资料管理信息系统得到实现，换句话说，以地理性信息系统为基础的地质数据库系统的研究和使用，是当前时代计算机技术使用在地学研究当中的大势所向。
3数据库结构分析
3.1原始资料的管理和存储数据库
开发信息数据库的主要用途就是对工程勘察所得出的资料进行二次开发以及利用。从这个要求上来看，数据库应能实现对勘察所得到的数据进行有效的存储，同时也能对自己所需要的数据进行快速并且准确的调用。因此要求开发出来的系统一定要拥有相对完善的原始资料存储功能以及管理数据库的功能。
3.2数据处理和分析数据库
这项研究的目的是让地质资料的二次利用和开发得到实现。这就要求必须能让拥有针对勘察数据的数据决策以及分析的功能的数据库得到开发出来。只有其拥有优秀的数据处理功能和分析功能，才能为工程地质的地理信息系统赋予价值。
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4系统功能设计
系统的功能设计是以工程地质数据库作为基础，在这个基础上让相对应的程序模块得到开发，让这程序没款拥有地图的编辑以及存储功能，同时也需要具备工程地质信息的预测、管理、入库以及分析等不同的功能和不同模块之间完美的索引的功能。（1）数据的录入功能。这种系统的数据录入的功能效率应该高，这样能方便各种数据入库，针对不同的信息来源，使用不同的处理手段和获得的方法。（2）编辑和修改的功能。由于基础数据的更新以及维护工作需要以周期为单位进行，所以系统需要拥有高效率的图形信息的功能。（3）有好的图形和界面的操作功能。一个系统的界面应该是友好美观并且相对简洁的。系统图形的操作功能指的是所使用的系统应提供给用户图形筛选、缩放以及其他功能。（4）存储管理的功能。对于空间的数据部分，让科学并且合理的编码标准以及地理要素的分类得到建立，这是对于组织空间数据，并且对其进行采集以及输出转换的根据所在。（5）专家系统。为了能让勘察资料实现进一步的开发和利用，应该对专家系统的模块进行分析和开发，能让工程地质数据的应用管理和分析得到实现。
5道路表面建模
现实道路是由一系列的行车路段组成，一条路段可以根据道路中心线（分割带）分成两个平行带，每个平行带包含若干单向道路实体，称为行车道。现实道路的组成大致可分成以下几个部分：分割带、行车道、车道中心线、交叉路口和行车方向。三维道路表面由一系列车道表面与交叉路口连接而成，车道表面由道路矢量线数据按照工程规范计算获得。具体过程为首先对点云数据进行道路提取，生成道路轮廓线，再根据路宽估算道路等级，按照一定间距提取道路中心线和轮廓线上的特征点，根据道路等级判断车道数目，结合之前的特征点生成每个车道中心线上的特征点，最后将所有特征点作为点集添加到地形ＴＩＮ，形成地物一体化的三维道路表面模型。为避免轮廓线上的特征点改变其周围的地形，应将道路轮廓线作为地形ＴＩＮ的硬隔断线进行约束。
6立体交叉
立体交叉是包含匝道和立交桥的特殊路段，用于减少和排除交通冲突，提高驾驶安全，增加通行能力。
立体交叉建模包含以下３个步骤：步骤１：重叠检测。确定道路重叠点及包含这些点的道路弧段。对于二维矢量道路数据，平面交叉口仅出现在道路中心线的末端。因此，当两条道路中心线相交，且交叉点不是线段的端点时，该点即为两条道路的重叠点。本文利用矢量道路数据的这一特征检测两条或多条道路的重叠点。步骤２：立体交叉区域提取。将重叠点分组为到特定的交叉区域，并筛选出相关的道路弧段组成完整的交叉区域。由于道路网中可能存在多个立体交叉路口，因此需要将重叠的道路点划分到特定的交叉口，然后分别处理每一个交叉口。，对包含这些点的道路弧段进行分组。步骤３：绝对高程计算。将重叠点在ＤＥＭ上插值获得高程后，利用线性插值法计算任意相邻两点之间弧段的高程值，插值过程应满足道路坡度规范。
结束语
综上所述，将GIS的技术使用在公路工程的工作当中去，使应用前景广泛的工程地质信息系统得到建立，是建设工程地质信息化的重要手段之一，通过一定的尝试研究遗迹探索，对其拥有了更加深刻的体会：（1）对于GIS技术方面有了更加全面的了解。选择使用一个相对来说功能较为齐全并且技术比较先进的GIS软件当成开发的平台。对于系统功能的实现以及研发路线的制定都能起到至关重要的作用。（2）迅猛发展的网络技术已和当今社会的很多方面息息相关，对拥有专家决策支持系统、网络版的工程地质信息系统进行研究和开发，将是未来研究的主要方向之一。
参考文献：
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论文作者:韦荣浩
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
标签：道路论文; 数据论文; 功能论文; 技术论文; 工程地质论文; 中心线论文; 地质论文; 《防护工程》2018年第18期论文;