工程勘察数据的处理及可视化表达.pdf,平面图,剖面图

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工程勘察数据的处理及可视化表达 学科专业： 岩土工程 授予学位： 硕士 学位授予单位：北京工业大学 学位年度：2008
岩土工程勘察是规划选址、工程设计、旌工和咨询的先行环节和技术基础，
是土木工程的重要组成部分。岩土工程勘察成果在很大程度上是以数据的形式来体现的，工程图件是这些数据的载体，勘察报告中的结论和建议则是对数据处理与加工后的“产品”和成果。因此，勘察数据是工程建设的宝贵资源。勘察数据具有多源、多类、多量、多维、多时态等特征，如何方便、合理、快捷地管理数据、控制数据的流动和进行再加工，挖掘出这些数据体现的岩土工程信息，显然是岩土工程勘察工作中的一个关键问题。但是，在目前的工程实践中，对数据控制、冗余数据的处理和数据的可视化表达都存在着较大的问题，在计算机辅助岩土工程(CAGE)的系统中存在很多需要改进的问题。
本文针对以北京勘察设计研究院“岩土工程专家系统”为代表的勘察行业常用的应用软件在数据传递与处理上欠缺的环节和需要改进的几个问题，讨论了如何实现从平面图到剖面图的数据传递、如何利用模糊聚类思想提出对琐碎的剖面数据进行合理的归并和如何利用三维岩土工程信息系统实现三维地质体模型的可视化表达。本文的研究成果，解决了计算机岩土工程辅助系统中的几个关键性问题，使系统更加完善和实用。
本文的主要工作有：
(1)基于岩土工程勘察中的海量数据，提出了“勘察数据流”的概念：数据流作为软件工程学中的一个重要概念，随着软件技术的发展，其含义己经变得越来越广泛，而岩土工程勘察实际上也就是对工程数据的采取、传递、处理、解释和应用的过程，所以我们把这个概念引入到工程勘察中，称之为“勘察数据流”，更有利于勘察数据的管理和信息挖掘。
(2)实现了工程平面图和地质剖面图之间的数据联系，进而规范了工程数据流的管理和冗余数据的控制，为工程勘察中的数据二次处理提供了思路。
(3)利用模糊聚类原理提出了合理化的地层合并方法，并与土工参数统计及变异系数检验相统一，为工程勘察的基础工作—— 地层划分 与归并提供了数学基础，从而提高了工作的合理性。
(4)在二维钻孔数据模糊聚类的基础上，利用城市地质三维软件实现了地质真三维，不仅能建立地层的三维模型，更能展现地表建筑、地下结构物(地铁、隧道等)和地层地质体之问的相对位置关系，实现了数据的三维可视化的集成耦合化表达。