施工測量數據動態管理系統開發介紹

【摘要】以某水電站施工建設時期測量數據管理為例，開發設計施工測量數據動態管理系統。該系統共設有數據規范化處理子系統與數據管理子系統兩大系統，利用CAD軟件，并結合多種匯編語言，實現了測量數據動態管理，具有隨時查詢數據，檢驗施工質量，獲得工程進度等功能。該系統具有結構完整、可動態搭建可視化模型、時效性好、推廣價值高等優勢。以工程實測數據為依托，完成數據動態管理系統開發，并驗證了該系統的實用性，具有很好的推廣應用價值。、

【關鍵詞】施工測量數據；動態管理系統；施工進度；規范化處理；三維模型

1、引言

我國南方水資源豐富，隨著國家對水能源的開發利用，大量大中型水電站修建工程日趨增多。在施工各個階段，必須嚴格把控其質量，施工質量達標才能保證工程竣工時驗收通過。

在施工各個階段，對各環節進行竣工測量會形成大量的數據，如果不能有效管理這些數據，會造成數據不能有效利用，極易造成施工信息丟失或者錯誤。所以建立一套相對完整，利用率高的施工測量數據系統，存儲數據方便日后數據調取利用的同時能夠為后續質量監測提供便利，是很有實用價值的工作。陳金鵬等人關注水利樞紐工程數字化問題，將工程數據數字化存儲用于施工建設。，周英華等人主要關注竣工驗收工作，將施工工程中各數據如何保存方面竣工時檢驗提出各項建議。王浩等人以隧道施工為研究背景，探究如何將監測數據合理存儲利用。向紅梅等人研究動態管理信息系統數據更新探討，避免數據丟失問題。閆志崗、高俊杰分別以燃氣管道、橋梁監測數據為研究背景，開發相應系統，使其數據高效應用在工程中，指導工程建設。

本文結合多年水利施工建設與測量的工作經歷，建立施工測量數據動態管理系統，搭建模型，實現建模實時化、質量監管自動化、進度查詢及時化，為竣工驗收提供幫助，有效管理整合數據。

2、系統架構

充分結合實際工作需要，本文建立的水電站施工測量數據動態管理系統包含單機版數據規范化處理子系統與B/S模式的施工測量數據管理子系統，其系統框架見圖1。

數據規范化處理子系統是以AutoCAD2014為搭建平臺，并借助插件進行功能二次開發，完成對測量數據規范化、篩檢合格點、三維模型搭建檢測、工程計算與測量等工作，保證到達施工測量數據管理子系統的數據具有可應用性。施工測量數據管理子系統其主要功能是管理測量的數據、分析工程進度、以三維模型展示，并設計人機界面實現數據信息可視化。三維控件及與施工測量數據管理系統均可以通過Web Service這個媒介交換施工測量數據。

數據規范化處理子系統主要完成對設計數據與原始施工測量數據規范化處理工作，使之在空間坐標中存儲表達，方便后續工作利用數據，最終形成DAT文件。該文件可以應用于后續動態建模、可視化及相關分析等工作。

3、各子系統介紹

（1）數據規范化處理

對于野外施工測量的數據必須進行規范化處理后才能導入數據管理子系統中，方便以后應用。以AutoCAD2014為搭載平臺，選擇ObjectARX插件對其二次功能開發，使之在AutoCAD2014環境下打開展現并應用。數據規范化處理子系統結構示意圖見圖2

野外施工測量數據大致可以歸結為兩類：以斷面形式采集的洞挖工程檢測數據；以地形散點形式采集的明挖回填工程檢測數據。洞挖斷面數據的坐標是二維直角坐標系，必須將其數據轉換成三維空間立體坐標系中的數據才能利于后續應用。明挖回填工程的測量數據在構建三維TIN模型與形成斷面過程時，必須給定馬道線才行，所以數據規范化處理子系統必須具有給定馬道線的功能。

數據規范化管理子系統輸出的成果有：獲得測量斷面，與設計斷面對比，檢測工程質量；搭建三維TIN模型，利于后期數據應用；數據規范化后以一定規則存儲于工程測量數據管理數據庫中，方便以后調用。

數據規范化處理子系統含有3個模塊，分別為數據輸入模板、數據處理模塊與數據輸出模塊，具體框架及邏輯關系見圖3。

①數據輸入模塊主要涉及到工程原始測量數據與設計數據兩方面的輸入工作。

②數據處理模塊主要就洞挖數據與明挖回填測量數據進行處理，依據各自的特點選擇不同的設定程序完成ASCII明碼標記，為數據輸出提供合格的數據源。

③數據輸出模塊，準確的講不僅僅以數據形式輸出，還包括以斷面圖和三維TIN模型等形式輸出。經過規范化處理的數據輸出進入施工測量數據庫，斷面圖輸出主要用于施工質量校核，并存檔保留。TIN模型輸出主要復現原始地貌的明挖或填工程，以檢測工程質量。

（2）數據管理系統

作為施工測量數據動態管理系統的核心部分，施工測量數據管理子系統的框架結構見圖4。

本子系統選擇利用B/S的結構方式，虛線部分為三維控件與Web Service接口部分。

本子系統由后臺功能模塊與前臺客戶端兩部分組成，前臺客戶端作為人機交互界面可以充分體現后臺功能。詳細介紹前臺客戶端功能如下：

①測量數據管理。主要涉及到測量數據上傳入庫、各級審查與斷面標定。經過各自的質量監察部門審查斷面圖后，將合格數據轉入數據庫，不合格數據剔除。

②設計數據管理。主要將設計數據導入數據管理模塊，并設計查詢調取功能，作為質量標準進行質量檢測。

③工程信息管理。主要記錄工程名稱、工程編號及長度、設計用料等信息，將其儲存管理，方便后期查詢調用。

④查詢分析模塊。該模塊是該子系統的核心部分，通過對數據查詢，完成工程質量檢測與獲取施工進度。其展現形式多樣化，涉及到三維TIN模型、斷面圖、土石方柱形圖、施工進度圖等。

⑤系統管理模塊。主要涉及到用戶權限管理、資料管理、模塊管理、字典管理等方面。是對本系統本身功能的維護及使用權限的設定。

4、系統開發

本文施工測量數據動態管理系統的開發主要以某電站建設為研究背景，對工程建設中的實測數據進行處理分析，檢驗系統的實用性。數據規范化管理子系統借助插件技術，選擇C++匯編語言，對AutoCAD進行功能二次開發，完成測量數據規范化處理。該系統可在不聯網情況下單機運行，經過數據輸入，各個模塊處理后，完成數據規范化處理，實現數據多元形式的輸出，方便后續工作，其功能展示見圖5。

施工測量數據子系統選擇B/S結構方式，結合多種匯編語言進行組合如C++、JavaScript、python等語言完成系統開發。三維控件選擇ActiveX的插件形式與網頁結合，獲得規范化的數據，完成斷面與模型的展示。工程進度展示圖則借助JavaScript語言完成開發，以工程實踐的測量數據形成的工程進度為例展示見圖6。

圖6 施工測量數據動態管理子系統功能展示

在水電站施工建設中，測量數據及時輸入動態管理系統中，該系統定期對測量數據進行規范化處理上傳數據庫，施工監管部門定期對其測量數據及施工進度，施工質量等查詢。

5、結論

本文以某水電站施工建設時期測量數據管理為例，開發設計施工測量數據動態管理系統。該系統共設有數據規范化處理子系統與數據管理子系統，以CAD軟件平臺環境為載體，并結合多種匯編語言編制嵌入完成功能二次開發，實現了測量數據動態管理、并能夠動態隨時查詢、及時獲得施工質量及進度等信息。概況起來該系統具有如下4個優勢：

①結構相對完整。其功能主要包含數據輸入、數據處理、數據存儲、數據查詢利用等。

②具有動態搭建可視化模型功能。設定起始時間后，可依據其測量數據動態建立可視化的模型，供查詢者使用。

③時效性好。本系統可對輸入的測量數據高速處理，并定期對所處理數據完成相應指標輸出，提高了數據管理的時效。在數據處理時均轉化成三維坐標系下的坐標，節省后期工作量。

④推廣價值高。本系統開發成本較低，均搭載現有的平臺完成，功能強大且與工程需要相結合，并且對后續工作有利，所以推廣應用的意義重大。

綜述所示本文開發的水電站施工測量數據動態管理系統具有一定的推廣應用，但仍有存在需要進一步改進的地方，如簡單割裂地下洞室與地上設施在實際工程中是不合理的。后期對此應繼續研究，力求與實際工程需求相切合。

參考文獻：

[1] 陳金鵬，蔣文峰，陳貞. 淺談水利樞紐工程數字化測量管理系統的建立與應用[J]. 科技信息（科學教研），2008，（15）：154-155.

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[5] 閆志港. 大型橋梁測繪資料管理系統的設計與實現[J]. 地礦測繪，2010，26（03）：39-41+44.

[6] 高俊杰. 燃氣管道陰極保護在線數據監測管理系統探討[J]. 中國石油和化工標準與質量，2017，37（15）：36-37.

作者簡介：王勛飛（1983-），男，工程師，大專學歷，從事水利工程施工管理。