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作者:陳廣斌單位:西南科技大學土木工程與建筑學院
區域地層層序優化技術
原文提出的用戶數據庫和系統數據庫(內外兩級地層數據庫)的兩級映射技術較好的解決了用戶編輯信息時使用的數據庫繁雜,計算機內部處理系統使用的數據庫要求結構規范化這兩者之間的矛盾。
用戶數據庫是一級數據庫,面向用戶,適應用戶的使用習慣和需要,包容性比較強,它的結構可以比較松散,和鉆孔勘察的記錄數據數不多,有點號、平面位置、標高、各個土層類型和厚度等信息。用戶可以在該數據庫里以區域為單位導入導出數據、修改編輯數據、查詢數據、生成和瀏覽各種報表圖表。采用對象嵌入技術還可以實現圖形(主要是地圖)和數據的超鏈接。
而系統數據庫是二級數據庫,應用于系統內部的數據處理,由一級數據庫優化映射得到,各個鉆孔的信息具有規范統一的數據模型。
原文對區域地層層序的“優化”過程是以某種類型的土層在大多數鉆孔中都處于靠近地面的上層,那么它在“優化地層層序”中的位置也相對靠上;某種類型的土層只在極少數鉆孔中出現,就規定一個闕值,小于這個值時這種土層在“優化地層層序”中就被忽略了,或者與臨近土層合并。其規則為:給鉆孔的不同位置賦予不同的數值,從上到下依次遞增,以此類推,各層對應數值如表1所示。在某個位置出現某種土體,就給這種土體累計數值,同時記錄這種土體出現的次數。遍歷處理鉆探區域內的所有鉆孔,就得到所有種類的土體的總數值和出現次數,二者相除得到各種土體的“加權數值”。
以“加權數值”為指標對各種土體排序,結果的順序就是“優化地層層序”。例如某區域的數個原始鉆孔信息如下所示(僅列出關于地層信息的部分):A孔:a土厚度2.3m,b土厚度1.5m,c土厚度0.3m,d土厚度1.9m,土厚度0.8mB孔:c土厚度3.2m,a土厚度1.7m,b土厚度2.1m,e土厚度0.7mC孔:a土厚度2.6m,c土厚度1.5m,b土厚度1.9m,d土厚度2.2m,e土厚度0.9mD孔:a土厚度1.7m,c土厚度0.4m,e土厚度0.2m,d土厚度2.9m顯然,各個鉆孔的地層層序都不一樣,分別是:
A孔:a—b—c—d—e
B孔:c—a—b—e
C孔:a—c—b—d—e
D孔:a—c—e—d
那么應該選用怎樣的地層模型呢?很明顯,采用上述4種層序中的任何一種都不合適,我們甚至連模型中有幾層都不能確定。更重要的是,還要解決地層顛倒的問題。但是,利用上述方法,就可以得到如下表2的結果。所以各土體按加權數值排序后的順序為:a-c-b-d-e。即針對A、B、C、D4個鉆孔的“優化地層層序”就是a-c-b-d-e。
該模型的優缺點
上述模型的優點是方便了后續的數據處理工作,且邏輯較嚴謹,能夠較完美的解決地層層序中的大多數異常問題,如地層翻轉、缺失等。缺點是非專業人士較難理解,計算較復雜,比較深奧,同時對于在同一鉆孔中重復出現的地層只能舍棄,認為它只出現一次,這與實際情況不符,這個問題很難解決。
本文的優化方法
針對上述缺點,筆者認為可以用如下的方法把它簡化一下,剛好能解決上述兩個缺點。其優化原則改為:給鉆孔的不同位置賦予不同的數值,從上到下依次遞減,和地面最接近的定義為第1層,最遠的為最后一層,以此類推,各層對應數值如表3所示,剛好和原文相反。在某個位置出現某種土體,就給這種土體累計數值。遍歷處理鉆探區域內的所有鉆孔,就得到所有種類的土體的總數值。缺失的地層同樣以0計;然后按由高到低的順序拍下來,其結果的順序就是“優化地層層序”。如果有地層顛倒現象,還是把它看成正常地層層序賦值;如果出現相同數值,則按照正常順序排列就是仍以前面的數據為例,優化的結果如表4所示。其結果對A、B、C、D4個鉆孔的“優化地層層序”還是a-c-b-d-e。
結語
本方法的優點是非常簡單好學,初學者也一學就會,且不容易出錯;同時符合現實中的地層規律,因為我們首先接觸的就是最上面的地層;同時對于在同一鉆孔中重復出現的地層基本也能解決,如果重復了,照樣認為它是一個地層,彌補了原模型中的缺陷,對于實際工作有較好的適應性。根據這個模型,再建立各個鉆孔的地質“塊-層”結構,再建立起適用于信息處理要求的系統數據庫。以此為基礎開發出的工程地質勘察信息處理系統可以為工程建筑設計部門和城市規劃部門的計劃、決策提供數據服務。