信息化数据传输技术在岩土工程测量中的应用

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

郭瑞

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摘要

本文重点探讨了信息化数据传输技术在岩土工程测量中的应用及其重要性。随着信息技术的飞速发展,图像和视频数据传输技术,以及传感器网络技术已经被广泛应用于岩土工程的多个方面,如边坡监测、隧道检测和基坑监测等。本文首先阐述了岩土工程测量的重要性,随后详细介绍了三种主要的信息化数据传输技术,最后分析了这些技术在实际岩土工程中的具体应用和效益,指出了其在提高测量精度、减少人为错误以及增强监测效率方面的显著优势。


关键词

岩土工程测量;信息化技术;数据传输;图像处理

正文


引言:在岩土工程中,准确的测量与监测对于确保工程安全、优化设计和降低成本至关重要。传统的测量方法面临着效率低下和精度不足的问题。随着信息技术的进步,尤其是数据传输技术的发展,为岩土工程测量带来了革命性的变化。图像和视频数据传输技术,以及传感器网络技术的应用,不仅大幅提高了测量数据的实时性和精度,也为工程师提供了更为广阔的监控视角和更深的数据分析能力。

一、岩土工程测量的重要性

岩土工程测量是工程建设中不可或缺的一部分,它对确保工程安全、控制工程质量、提高建设效率具有至关重要的作用。在岩土工程中,准确的地形测量、土壤特性分析和施工监测是预防地质灾害、避免结构失效以及保障工程寿命的前提。尤其在施工前的地质勘探阶段,通过详尽的测量能够辨识出潜在的风险点,如不稳定的土层、地下水流动情况及其他可能影响工程稳定性的因素。在施工期间,实时监测土体的移动和应力变化对于预测和预防滑坡、地陷等事故至关重要。而在工程竣工后,岩土工程测量提供的数据能够用于评估工程的长期性能和维护需要。现代测量技术的发展,尤其是信息化数据传输技术的应用,极大地提高了测量的精确性和效率,允许工程师能够及时获得关键数据,作出迅速反应,从而保证工程的安全和可靠性。因此,岩土工程测量不仅是工程设计和施工的基础,更是维护和保障工程安全的重要手段[1]

二、信息化数据传输技术介绍

(一)图像数据传输技术

图像数据传输技术在岩土工程测量中起着至关重要的作用。这种技术能够捕捉施工现场的即时图像,提供土壤质量、岩石层次和裂缝发展等关键信息。高清摄影测量技术可以对施工现场进行全面记录,通过无人机等设备实现高空拍摄,获得高分辨率的地形图像。这些图像经过专业软件处理后,可以生成精确的三维模型,用于分析地形变化、监测滑坡风险以及规划施工方案。同时,通过光学纤维、激光扫描等技术,可以实现对岩土体微小变形的监测,为早期警示和灾害预防提供数据支持。图像数据传输技术的进步也使得遥感测量成为可能,允许工程师在不接触地面的情况下,对广阔或难以接近的区域进行测量和监控。

(二)视频数据传输技术

视频数据传输技术在岩土工程测量中的应用提供了连续的监视功能。与单一的图像数据相比,视频技术可以捕获动态的过程,如施工作业、土壤侵蚀过程以及水流对土体的冲刷作用。这种技术通常需要高速和稳定的网络连接,以便实时传输高清视频流。利用视频监控技术,可以对施工过程中的关键阶段进行实时监督,确保施工安全和效率。此外,视频数据的分析和处理能够辅助机器学习算法识别模式和异常,提前发现潜在的问题,从而避免事故的发生。例如,在隧道开挖过程中,连续视频监控可以帮助工程师观察岩石的变化,调整施工策略,减少事故风险。

(三)传感器网络技术

传感器网络技术在岩土工程测量中的应用,标志着从传统的被动监测转向主动、智能化的监测体系。这种技术涉及到大量传感器的部署,它们可以分布在施工现场的关键位置,不断收集有关温度、湿度、压力、位移等多种参数的数据。通过无线网络传输这些数据,工程师可以获得实时的、全面的监测信息。这些传感器通常具备较强的自主能力,能够对异常情况进行自动识别并发出警报。例如,在边坡稳定性监测中,传感器可以检测到微小的土体位移,预测潜在的滑坡事件。此外,通过物联网(IoT)技术,这些传感器可以构建成一个互联的网络,实现数据的集中管理和分析,极大地提高了岩土工程测量的效率和安全性。随着技术的进步,传感器网络将更加智能和微型化,为岩土工程测量提供更加精确和可靠的技术支持[2]

三、信息化数据传输技术在岩土工程测量中的具体应用

(一)边坡监测

信息化数据传输技术在边坡监测中的应用,极大地提升了监测的实时性和预警的准确性。边坡监测的主要目的是为了及时发现边坡可能发生的位移、滑动或崩塌,保障人民生命财产安全和工程的顺利进行。在这个过程中,通过使用图像和视频数据传输技术,工程师可以实时监控边坡的变化情况。特别是在恶劣天气或是遥远地区,无人机搭载的摄像头可以提供连续监控,通过传回的高清图像,工程师能够迅速分析边坡稳定性。同时,搭载有高精度GPS和传感器的无人机还可以实时传输边坡的微小位移数据,为预测滑坡提供科学依据。此外,传感器网络技术的应用能够提供更为全面的边坡监测方案。在边坡上布置多个传感器,包括倾斜计、土壤湿度计和裂缝计等,它们可以测量和记录边坡的各种物理参数,然后将数据通过无线网络发送到监控中心。这种智能传感系统可以分析数据变化趋势,通过模型预测边坡的潜在风险,实现早期预警。在信息化管理系统的帮助下,边坡监测工作不再局限于人工现场检查,而是通过数据的集成和智能分析,提高了边坡安全管理的科学性和有效性。

(二)隧道检测

隧道检测是岩土工程测量中的另一重要应用领域,信息化数据传输技术的应用在此发挥着关键作用。隧道建设和维护中,需要对隧道的结构安全性和稳定性进行长期监测。使用传感器网络技术,可以在隧道内部安装位移传感器、压力传感器和加速度计等,它们能够实时监测隧道壁的移动、应力分布以及可能出现的震动等情况。当监测到超出预设阈值的变化时,系统会自动发出警报,及时通知工程师采取相应的维护或加固措施。除了实时监测外,隧道检测还涉及到大量的图像和视频数据的应用。例如,隧道内壁的裂缝发展可以通过图像识别技术自动检测和记录,而定期的视频巡检则可以捕捉到隧道内部的详细情况,这些视觉数据对于识别隧道老化、损伤和维修需求至关重要。高清视频监控系统还可以辅助自动化巡检机器人进行隧道检测,减少人员的直接作业风险,并提高检测效率。

(三)基坑监测

在城市化进程中,基坑工程的安全监测是一个不容忽视的问题。信息化数据传输技术在基坑监测中的应用,提高了工程监测的自动化和智能化水平。传感器网络技术可以在基坑周边部署多种类型的传感器,例如地表位移传感器、土压力传感器和水位计等,这些传感器会持续监测土壤的位移、土压力的变化和地下水位的波动。通过实时数据的传输,可以及时发现基坑的异常变化,比如土体的不均匀沉降或水位的异常上升,这些都可能预示着基坑的潜在危险。同时,图像和视频数据传输技术也在基坑监测中扮演着重要角色。通过高清摄像头捕获的图像可以用来分析基坑的开挖进度和结构完整性。在此基础上,结合专业分析软件,可以对监测到的图像数据进行深入分析,及时发现裂缝扩展、支护结构变形等问题。特别是在一些大型或复杂的基坑工程中,利用无人机进行空中拍摄,可以获得全面的基坑图像,为施工安全和进度控制提供有力支持[3]

结语

尽管技术的发展为岩土工程测量带来了革命性的变革,但是如何进一步提升这些技术的集成性、准确性及其在复杂环境下的适应能力,依然是我们需要不断探索和解决的问题。未来,随着技术的不断成熟和更新,可以预见岩土工程测量的精度和实效性将得到更大的提升,为工程建设的安全性与可靠性提供更为坚实的保障。

参考文献

[1]肖光庆.工程物探技术在岩土工程中的应用解析[J].2016.

[2]刘永禄.数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用研究[D].大连理工大学,2008.DOI:10.7666/d.y1248674.

[3]汪小丽,韩煊,王军辉,等.三维岩土工程信息技术在城市规划建设中的应用[C]//中国土木工程学会城市轨道交通勘察与测量专业委员会“适应新常态、合作谋发展”主题技术交流会.中国土木工程学会城市轨道交通勘察与测量专业委员会,2015.


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