施工测量数据动态管理系统开发介绍

【摘要】以某水电站施工建设时期测量数据管理为例，开发设计施工测量数据动态管理系统。该系统共设有数据规范化处理子系统与数据管理子系统两大系统，利用CAD软件，并结合多种汇编语言，实现了测量数据动态管理，具有随时查询数据，检验施工质量，获得工程进度等功能。该系统具有结构完整、可动态搭建可视化模型、时效性好、推广价值高等优势。以工程实测数据为依托，完成数据动态管理系统开发，并验证了该系统的实用性，具有很好的推广应用价值。、

【关键词】施工测量数据；动态管理系统；施工进度；规范化处理；三维模型

1、引言

我国南方水资源丰富，随着国家对水能源的开发利用，大量大中型水电站修建工程日趋增多。在施工各个阶段，必须严格把控其质量，施工质量达标才能保证工程竣工时验收通过。

在施工各个阶段，对各环节进行竣工测量会形成大量的数据，如果不能有效管理这些数据，会造成数据不能有效利用，极易造成施工信息丢失或者错误。所以建立一套相对完整，利用率高的施工测量数据系统，存储数据方便日后数据调取利用的同时能够为后续质量监测提供便利，是很有实用价值的工作。陈金鹏等人关注水利枢纽工程数字化问题，将工程数据数字化存储用于施工建设。，周英华等人主要关注竣工验收工作，将施工工程中各数据如何保存方面竣工时检验提出各项建议。王浩等人以隧道施工为研究背景，探究如何将监测数据合理存储利用。向红梅等人研究动态管理信息系统数据更新探讨，避免数据丢失问题。闫志岗、高俊杰分别以燃气管道、桥梁监测数据为研究背景，开发相应系统，使其数据高效应用在工程中，指导工程建设。

本文结合多年水利施工建设与测量的工作经历，建立施工测量数据动态管理系统，搭建模型，实现建模实时化、质量监管自动化、进度查询及时化，为竣工验收提供帮助，有效管理整合数据。

2、系统架构

充分结合实际工作需要，本文建立的水电站施工测量数据动态管理系统包含单机版数据规范化处理子系统与B/S模式的施工测量数据管理子系统，其系统框架见图1。

数据规范化处理子系统是以AutoCAD2014為搭建平台，并借助插件进行功能二次开发，完成对测量数据规范化、筛检合格点、三维模型搭建检测、工程计算与测量等工作，保证到达施工测量数据管理子系统的数据具有可应用性。施工测量数据管理子系统其主要功能是管理测量的数据、分析工程进度、以三维模型展示，并设计人机界面实现数据信息可视化。三维控件及与施工测量数据管理系统均可以通过Web Service这个媒介交换施工测量数据。

数据规范化处理子系统主要完成对设计数据与原始施工测量数据规范化处理工作，使之在空间坐标中存储表达，方便后续工作利用数据，最终形成DAT文件。该文件可以应用于后续动态建模、可视化及相关分析等工作。

3、各子系统介绍

（1）数据规范化处理

对于野外施工测量的数据必须进行规范化处理后才能导入数据管理子系统中，方便以后应用。以AutoCAD2014为搭载平台，选择ObjectARX插件对其二次功能开发，使之在AutoCAD2014环境下打开展现并应用。数据规范化处理子系统结构示意图见图2

野外施工测量数据大致可以归结为两类：以断面形式采集的洞挖工程检测数据；以地形散点形式采集的明挖回填工程检测数据。洞挖断面数据的坐标是二维直角坐标系，必须将其数据转换成三维空间立体坐标系中的数据才能利于后续应用。明挖回填工程的测量数据在构建三维TIN模型与形成断面过程时，必须给定马道线才行，所以数据规范化处理子系统必须具有给定马道线的功能。

数据规范化管理子系统输出的成果有：获得测量断面，与设计断面对比，检测工程质量；搭建三维TIN模型，利于后期数据应用；数据规范化后以一定规则存储于工程测量数据管理数据库中，方便以后调用。

数据规范化处理子系统含有3个模块，分别为数据输入模板、数据处理模块与数据输出模块，具体框架及逻辑关系见图3。

①数据输入模块主要涉及到工程原始测量数据与设计数据两方面的输入工作。

②数据处理模块主要就洞挖数据与明挖回填测量数据进行处理，依据各自的特点选择不同的设定程序完成ASCII明码标记，为数据输出提供合格的数据源。

③数据输出模块，准确的讲不仅仅以数据形式输出，还包括以断面图和三维TIN模型等形式输出。经过规范化处理的数据输出进入施工测量数据库，断面图输出主要用于施工质量校核，并存档保留。TIN模型输出主要复现原始地貌的明挖或填工程，以检测工程质量。

（2）数据管理系统

作为施工测量数据动态管理系统的核心部分，施工测量数据管理子系统的框架结构见图4。

本子系统选择利用B/S的结构方式，虚线部分为三维控件与Web Service接口部分。

本子系统由后台功能模块与前台客户端两部分组成，前台客户端作为人机交互界面可以充分体现后台功能。详细介绍前台客户端功能如下：

①测量数据管理。主要涉及到测量数据上传入库、各级审查与断面标定。经过各自的质量监察部门审查断面图后，将合格数据转入数据库，不合格数据剔除。

②设计数据管理。主要将设计数据导入数据管理模块，并设计查询调取功能，作为质量标准进行质量检测。

③工程信息管理。主要记录工程名称、工程编号及长度、设计用料等信息，将其储存管理，方便后期查询调用。

④查询分析模块。该模块是该子系统的核心部分，通过对数据查询，完成工程质量检测与获取施工进度。其展现形式多样化，涉及到三维TIN模型、断面图、土石方柱形图、施工进度图等。

⑤系统管理模块。主要涉及到用户权限管理、资料管理、模块管理、字典管理等方面。是对本系统本身功能的维护及使用权限的设定。

4、系统开发

本文施工测量数据动态管理系统的开发主要以某电站建设为研究背景，对工程建设中的实测数据进行处理分析，检验系统的实用性。数据规范化管理子系统借助插件技术，选择C++汇编语言，对AutoCAD进行功能二次开发，完成测量数据规范化处理。该系统可在不联网情况下单机运行，经过数据输入，各个模块处理后，完成数据规范化处理，实现数据多元形式的输出，方便后续工作，其功能展示见图5。

施工测量数据子系统选择B/S结构方式，结合多种汇编语言进行组合如C++、JavaScript、python等语言完成系统开发。三维控件选择ActiveX的插件形式与网页结合，获得规范化的数据，完成断面与模型的展示。工程进度展示图则借助JavaScript语言完成开发，以工程实践的测量数据形成的工程进度为例展示见图6。

图6 施工测量数据动态管理子系统功能展示

在水电站施工建设中，测量数据及时输入动态管理系统中，该系统定期对测量数据进行规范化处理上传数据库，施工监管部门定期对其测量数据及施工进度，施工质量等查询。

5、结论

本文以某水电站施工建设时期测量数据管理为例，开发设计施工测量数据动态管理系统。该系统共设有数据规范化处理子系统与数据管理子系统，以CAD软件平台环境为载体，并结合多种汇编语言编制嵌入完成功能二次开发，实现了测量数据动态管理、并能够动态随时查询、及时获得施工质量及进度等信息。概况起来该系统具有如下4个优势：

①结构相对完整。其功能主要包含数据输入、数据处理、数据存储、数据查询利用等。

②具有动态搭建可视化模型功能。设定起始时间后，可依据其测量数据动态建立可视化的模型，供查询者使用。

③时效性好。本系统可对输入的测量数据高速处理，并定期对所处理数据完成相应指标输出，提高了数据管理的时效。在数据处理时均转化成三维坐标系下的坐标，节省后期工作量。

④推广价值高。本系统开发成本较低，均搭载现有的平台完成，功能强大且与工程需要相结合，并且对后续工作有利，所以推广应用的意义重大。

综述所示本文开发的水电站施工测量数据动态管理系统具有一定的推广应用，但仍有存在需要进一步改进的地方，如简单割裂地下洞室与地上设施在实际工程中是不合理的。后期对此应继续研究，力求与实际工程需求相切合。

参考文献：

[1] 陈金鹏，蒋文峰，陈贞. 浅谈水利枢纽工程数字化测量管理系统的建立与应用[J]. 科技信息（科学教研），2008，（15）：154-155.

[2] 周英華，李杰. 竣工测量数据处理系统[J]. 城市勘测，2006，（04）：45-46.

[3] ]王浩，葛修润，邓建辉，丰定祥. 隧道施工期监测信息管理系统的研制[J]. 岩石力学与工程学报，2001，（S1）：1684-1686

[4] 向红梅，李跃，戴建清. 长沙市地下管网动态管理信息系统数据更新的技术与方法[J]. 工程勘察，2013，41（06）：70-73.

[5] 闫志港. 大型桥梁测绘资料管理系统的设计与实现[J]. 地矿测绘，2010，26（03）：39-41+44.

[6] 高俊杰. 燃气管道阴极保护在线数据监测管理系统探讨[J]. 中国石油和化工标准与质量，2017，37（15）：36-37.

作者简介：王勋飞（1983-），男，工程师，大专学历，从事水利工程施工管理。