基于GIS技术的施工场地布置与优化技术

卢煜 李坤

摘要：近年来，在 GIS技术的不断发展下，GIS与行业领域的融合也愈发密切，这也使得GIS从传统的信息处理、管理逐步转向了各行业领域的区域开发。利用GIS技术能够更高效便捷地实现对施工场地选址、布置、管理等复杂的工作。在工程实际应用中，显示出了GIS信息处理功能的科学性，以及布置施工场地的高效性。

关键词：GIS 技术;施工场地布置;无人机遥感;优化设计;

1、建筑施工場布现状

施工现场布置方式工作量大、效率低、不确定性高，目前现在平面布置图的绘制主要靠施工技术人员的传统经验，信息化程度低，施工现场平面布置图无法根据实际情况适时调整，使用率低。尤其是在施工场地更为复杂、狭小的工程项目中，迫切需要一种新的施工现场布置方式来降低方案设计的难度、工作量，确保施工现场布置方案的合理性[1]。

在施工现场布置管理方面，由于不能对施工现场的实际布置情况进行实时动态调整，工程施工使用的建筑材料、设备、安全防护设施的放置情况施工技术人员无法实时准备把控，不利于工程施工现场管理工作的有序开展，需要改进，从而提升建筑工程施工组织和现场布置施工管理的有效性[2]。

2、施工场布和GIS概述

GIS系统是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。[3]

将采集到的数据进行空间分析，通过空间分析中的一系列空间运算对数据源进行分类、合并。处理过的信息就变成了一组全新的地理信息，再根据项目的要求、类型、规模进行特定的地理处理，从而解决施工场布的诸多问题。

施工场布，又称施工总体布局，是指根据设计工程的规模、位置和关系确定施工现场、交通和施工设施，这是施工组织设计的一部分，包括施工场地选址、施工场地分区、场内外交通运输路线位置等设计工作。这些设计工作关系到工程工期、安全、成本等诸多关键性问题。

空间数据库是指地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库的研究始于20 世纪 70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统的关系数据库在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。而传统数据库系统只针对简单对象，无法有效的支持复杂对象（如图形、图像）。空间数据库是某区域内关于一定空间要素特征的数据集合，是GIS在物理介质上存储的与应用相关的空间数据总和。[4]

3、无人机多光谱遥感数据的获取与处理

本研究无人机为数据采集平台，利用物体对电磁波的固有特性，进行多光谱数据的获取及处理。无人驾驶直升机对场地条件要求不高，能够定点起飞、降落，具有灵活、便捷的技术优势。以无人机作为搭载平台，无线电遥控或机载计算机实现程控，传感器接收工地地物的电磁波信息，进行高光谱遥感作业。

遥感信息的处理是指通过各种技术手段（辐射校正、几何校正、投影变化）处理遥感获得的信息，以消除检测中的干扰和影响。此外，由于物体所固有的电磁波特性还要受到太阳和大气环境的影响，还需要进行必要的校正处理以及解译分析。

3、建立GIS系统

将前期的地图数据、遥感影像数据、统计数据、实测数据、文本资料数据准备好，按照成本、能否满足功能需求、是否有使用经验等。经过第一步的信息数据的筛选，然后利用手扶跟踪矢量化、扫描跟踪矢量化两种方法将图形数据矢量化。两种矢量化方法都有各自优缺点，其中手扫描跟踪矢量化法作业速度快、精度高，操作人员工作强度较低，是目前最常用的地图数据采集方法。

4、系统的应用构想

4.1站点选址、运输可视化研究

通过GIS和GPS、RS的协同应用，实现对施工场地的定位和周围环境的模拟，达到监控工程进度的目的。

原料运输系统的构建，需要完善的运输网络。在站点选址方面，通过GIS建立各个站点的综合评估模型、专题地图。在GIS系统中输入站点方案进行查询，GIS系统的综合评估模型会根据站点方案给出不同站点的评估值，为选址提供最优方案，有助于优化运输决策。

在原料运输方面，根据运输路线的交通状况进行运输路线的动态规划，及时预警交通线路上出现的交通堵塞、交通事故、路面突发状况等一系列情况。对于一部分施工材料会在运输阶段出现损坏的情况，系统通过路面检测为运输车辆提供平稳路线，在动态规划最佳运输路线的同时实现构件运输过程中状态的实时监控。

4.2场地布置优化技术

在实践工程施工过程中，施工场地布置决策的 主要影响因素，莫过于施工人员的相关经验。因其具有不确定性特质，且现场施工人员的培养周期较长，以致无法借助科学的技术和方法进行施工场地 布置分析及决策，难以全面且综合性的将各方面因素考虑其中，进而影响施工现场的科学化布置。[5]运用 GIS在信息处理方面的优势，在此基础上开展基ArcGIS Engine二次开发，对现有的软件上进行定制修改，功能的扩展，提供全面标准化资源信息。在二次开发后的软件的帮助下对施工场布进行深入分析及完善， 为工人的现场布置设计及完善工作起到辅助功效，提高了工程实际应用场地布置的效率和信息处理的科学性。

4.2临时存放选址

基于地理信息系统（GIS）空间分析功能、改进模型和模型算法相结合的方法，在评估临时存放点选址交通便利的基础上，利用GIS空间分析进行可视化分析，进行优化，最终选出最优临时存放地址。预制构件入场及其存储和管理：在施工现场往往容易出现找不到构件的情况。在此阶段，需要建造一个临时存放点GIS+5G临时分类存储仓库来解决这个问题。将构件与二维码结合，减少人工记录信息的错误。方便构件的分类存储。对构件进行实时追踪控制。

5、结论：

GIS技术的发展，为许多行业领域带来了机遇，提供了优化技术。在GIS产业高速发展的时代，如何将GIS与施工场布产业融合，从中受益，对其优化升级至关重要。把GIS技术应用在施工场地布置之中，不仅仅可以丰富施工场地布置方式，同时还可以促进GIS技术的发展。在项目实施前，正确评估项目类型、规模、实际地形等多方面特点，根据上述情况制定出合理、详细的GIS应用计划。

6、参考文献：

马筠强.基于BIM的施工现场布置优化研究[D].哈尔滨工业大学，2016.

冯帆.ZY公司施工现场6S管理应用研究[D].河北工程大学，2017.

刘明皓.地理信息系统导论.重庆：重庆大学出版社，2009.10：1-21

张军海 李仁杰.地理信息系统原理与实践（第二版）：科学出版社，2015.6

王雁晖. 合理进行交通组织优化总图设计[J]. 山西建 筑，2010，36（ 10） ： 38-39.