摘要：就目前的高速公路隧道水文地质数据管理工作而言，由于受到了文字表格类数据的影响，加大了数据储存和检索工作难度，致使水文地质数据的分析缺少数据标准以及针对性的分类方法。这样一来，就会在一定程度上降低水文地质数据空间属性的利用效率，影响重要属性信息的交互，进而阻碍决策的制定。鉴于此，本文立足于水文地质数据来源，围绕水文地质数据管理与应用展开如下探讨。
关键词：高速公路隧道；水文地质；GIS数据管理
1.水文地质数据来源
水文地质调查包含了对水文地质的测绘、勘探、试验以地下水的动态观测等方面的内容，不同的使用方法得到的数据信息也不同，而且数据的储存方法和处理方法都存在着一定的区别。如表1所示为水文地质数据的主要来源。
表1水文地质数据主要来源
主要来源 | 获取方式 | 主要格式 |
现有系统数据 | 数字高程模型（DEM）、卫星图、地形图 | 图片、CAD文件、栅格数据 |
现有图表数据 | 地质普查报告 | 文档资料 |
遥感手段 | 航空相片、遥感相片 | 图片、栅格数据 |
实地勘测/试验 | 勘察报告、物探图、试验表格 | 文档、图片、栅格数据 |
从不同途径得到了水文地质数据的格式也各不相同，常见的水文地质数据格式类型有图片、文本、GIS数据以及栅格数据等多种类型，为了便于数据分析和共享，使数据从语义上保持一致，就需要提取不同类型数据的属性，在此基础之上，转变图片、文档等这类非结构化的数据使其成为结构化数据，以便为高速公路隧道建设提供可靠的数据支撑[1]。
2.水文地质数据分类与标准化
2.1水文地质数据目录
为确保高速公路隧道工程的建设质量，就需要在明确水文地质数据信息的基础之上制定建设方案，因此，需要通过进行地质勘查、试验等方式来获取详细的水文地质数据信息，以便通过数据信息的来源对水文地理图、地形图以及影像图等方面的内容进行深入分析，这样一来就能够得到详细的数据目录[2]。
2.2水文地质数据交换标准
数据目录是以规范化方式对水文地质数据的体现，对于文档类型的水文地质数据，通过严格遵循数据交换标准，能够将相关数据信息以标准化的形式体现出来。1991年，英国的岩土及
环境工程师协会AGS提出了AGS，其主要是用在地质环境以及岩体等领域实现电子传输数据的标准文件。AGS主要是由一组在ASCII文件中的传输数据和数据字典的规则。本文以AGS标准为依据，通过对每个二级子信息的字段性、数据类型、数据单位以及备注信息进行定义，以此来对其中涵盖的地质信息内容进行深入分析。
3.水文地质数据管理与应用
3.1工程概况
本文以保山至泸水路段的高速公路隧道水文地质数据管理与应用进行分析，该路线是一条重要的进藏通道，同时也是云南省的重要出口。老营特长隧道是计划建设在保山至泸水高速公路的重难点工程，隧道位置地质结构复杂，而且在线路周边还分布着多条河流。同时，隧道周边还有其他多个饮用水源取水口，由此可见，隧道工程的建设与众多居民的日常用水息息相关[3]。
由此可见，隧道周边的水文环境情况非常复杂，所以，隧道建设必须尽可能减低对地下水文以及地区地表带来的影响，否则就会引起环境方面的问题，这也是隧道设计和施工中面临的
难题。专项水文地质勘察工作能够得到大量的多源数据的支撑，怎样才能够对这些数据实现属性集成以及标准化处理，是该隧道工程项目建设中的一大难点。
3.2数据处理
和其他类型的工程项目相比，水文地质数据主要是有几何与非几何属性特点，并且其中还包含着大量的空间属性。在运用ArcGIS平台的前提下，文中通过分析表1中的四种格式文件，为避免数据属性丢失，总结了数据转换方法，这样一来，不仅去除了多源数据中存在的语义不一致的现象，同时还实现了对数据的标准化处理，从而为数据共享提供了便利。图1为运用ArcGIS平台下的数据转换方式[4]。
图1四种主要格式的水文数据转换方法
这种方法的使用，能够将图片、CAD文件以及文档等数据格式转换成GIS数据。提取几何数据主要是通过对水文地质CAD数据以点、线、面的方式提取出来，并且将其转化成为shapefile格式文件，在此基础上，再将其导入到ArcGIS平台中。对于图片信息、CAD文件信息以及格栅类数据，都必须对其添加统一的坐标系，从空间角度添加和校准相关信息，以免出现数据信息遗漏的现象。而对于非几何属性的数据信息，必须在运用水文地质数据的基础之上，将每个水文地质对象添加到ArcGIS中，这样一来也就实现了添加非几何属性的目的[5]。
本文基于水源保护区的CAD数据，探讨三种不同属性数据的提取以及导入到GIS系统中的过程，以便为其他类型数据的处理提供可靠的依据：（1）几何属性。将水源保护区的CAD文件链接到ArcGIS平台中，在此基础之上，以点、线、面的方式转化文件为shapefile格式。（2）非几何属性。打开经过处理的水文地质图形对象的相应属性表，并且完善其中的属性信息。水源名称、水源面积以及保护区的级别等都是水源保护区中非几何属性数据的主要内容，将相应的属性信息添加到其中之后，能够更好地满足数据分析以及对象交互需求。（3）
空间属性。在ArcGIS中，需要将统一的坐标系添加到经过处理的水源保护区中，并且要对其进行校准，以便能够为及时查看和应用图形数据提供便利。
3.3基于GIS的数据可视化
通过对表1中的数据目录进行详细分析，在此基础之上，对数据信息进行了准确的分类，并且通过运用相应的转化方法，将CAD数据转化成为了GIS数据信息，并且最终在ArcGIS平台中的将相关信息展示出来，对于各种类型的水文地质对象的空间位置和几何图形这类抽象信息，通过对其进行集成处理之后，可以使其体现出可视化的特点。
3.4基于GIS的数据查询
就以水源保护区的对象为例而言，可以结合数据标准转化水源保护区半结构化、非结构化数据为结构化数据，并且结合数据转化方法将数据的空间属性以及几何属性保留下来，最终借助ArcGIS平台中进行管理。通过添加空间属性，能够将重要的地理信息保留下来，以便后期校准和查验工作的有序开展。这样一来，通过点击水源保护区的对象，就能够实现对相关非几何属性数据信息的查询。
3.5基于GIS的数据分析
通过调取水文地质单元图层以及水源保护区的图层信息，能够得到工程项目所在地的水文地质单元，并且通过详细查询相关数据信息的属性，得知该水库水源保护区的地下水类型是碎屑岩裂隙水，降水入渗系数为0.13，降雨量取值为每年1.0729m，再由隧道地下水影响区域在北庙水库单元内面积为0.9km2，即北庙水库地下水资源减少量为该面积内隧道涌水量。根据大气降水入渗法进行计算：
Q=W·α·F （1）
式中，Q为地下水涌水量，m3/a；W为年降水量，m/a；α为降水入渗系数；F为影响区域面积，km2高速查询。通过上述计算式（1），得到北庙水库的地下水水量为每年125529m3（每天344m3），占北庙水库年均来水量的0.13%，即隧道修建后会导致北庙水库每年的来水量减少约0.13%。
结语
总而言之，本文结合水文地质数据的特点对数据的主要来源和格式展开了探讨，通过整理高
速公路隧道水文地质数据目的，为建设高质量的隧道工程提供了可靠的保障。值得注意的是，针对其他类型的隧道，水文地质数据目录可以适当进行增减，并且还能够以此为依据来计算地下水资源的减少量，从而为综合分析整个研究区域的地下水和地表水奠定良好的基础。
发布评论