CN105160708B - 一种工程地质内外业一体化的信息化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程地质内外业一体化的信息化系统，以工程地质专业作业流程为主线、以专业技术需求为基础，利用信息化新技术，结合移动终端技术、全球定位系统技术、地理信息系统、计算机辅助设计技术，实现工程地质专业内外业一体化的信息化系统。该系统以工程地质数据库为数据核心，包括工程地质外业数据采集子系统、工程地质数据管理子系统、工程地质数据分析子系统、工程地质三维建模及可视化分析子系统、工程地质CAD绘图子系统、工程地质勘测数据可视化展示子系统，六个子系统。本发明极大地提高工程地质专业内外业的工作效率，同时在一定程度上减少了因技术手段产生的重复工作量，达到降低生产成本的目的。

Description

一种工程地质内外业一体化的信息化系统

技术领域

本发明属于工程地质领域，涉及地质信息技术领域，尤其涉及一种工程地质内外业一体化的信息化系统。主要应用于水电、水利、公路、铁路、石油、海洋等行业的工程地质领域。

背景技术

目前工程地质专业数据采集仍然采用已沿用近百年的传统方式，随着信息化技术的发展，数据采集的工作效率有较大的提升空间；对工程地质数据管理和分析目前行业内大多采用传统的分散式组织方式，虽然已部分实现数据管理和分析的信息化，但数据的协同管理和快速分析的手段较为匮乏；勘察成果的输出尤其是工程地质专业的三维设计工作对数据的组织和利用缺乏系统的后台数据支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程地质内外业一体化的信息化系统，以实现工程地质专业从外业到内业全工作流程的信息化、一体化为目标，实现工程地质外业数据采集的无纸化和信息化、内外业数据转换的快速化和一体化、工程地质数据管理和分析的网络化和协同化、工程地质三维建模和图纸绘制的智能化和参数化，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种工程地质内外业一体化的信息化系统，

该系统以工程地质数据库为数据核心，还包括工程地质外业数据采集子系统、工程地质数据管理子系统、工程地质数据分析子系统、工程地质三维建模及可视化分析子系统、工程地质CAD绘图子系统和工程地质勘测数据可视化展示子系统；

所述工程地质外业数据采集子系统，用于数据采集的标准化、无纸化、信息化，数据采集后直接成为内业成果，简化内外业成果的转换流程；

所述工程地质数据管理子系统，用于对工程地质数据的管理，数据库采用分布式数据库，数据分配方式采用混合式，数据管理方式既保证了各个终端工作的独立性，同时又保证了数据的统一性；

所述工程地质数据分析子系统，用于对工程地质数据的统计分析，根据工程地质数据分析的类型、过程和输出成果的形式，依据工程地质专业基础数据的各种数据统计方法和分析内容，基于地质专业数据库实现地质专业数据分析的标准化和智能化；所述工程地质数据分析子系统按照数据分析的需求建立标准化模板，采用组件式构建，利于管理、维护和扩展；

所述工程地质三维建模及可视化分析子系统，用于基于工程地质数据库的工程地质三维建模和可视化分析，基于AutoCAD Civil 3D平台，根据采集的工程地质数据自动构建三维地质模型，三维地质模型与采集的数据之间动态关联和动态更新；能够在三维模型空间内存储工程地质的核心数据，能够实时查询各模型的地质属性；能够完成基本的工程地质可视化分析；能够抽取工程地质图纸；

所述工程地质CAD绘图子系统，用于绘制各种工程地质图纸，能够基于工程地质数据库完成工程地质专业图件的绘制，所述图件包括：实际材料图、地质平面图、钻孔柱状图、综合地层柱状图、平洞展示图、剖面图、平切图、等值线图、玫瑰花图、极点图和赤平投影图；

所述工程地质勘察数据可视化展示子系统，用于可视化的勘察成果展示，基于GIS技术和三维CAD技术构建，整合了工程勘察工作区的地表三维模型和各种地质三维模型，以模拟现实的可视化界面展示工程地质勘察成果。

优选的，所述工程地质外业数据采集子系统，包括平洞数据采集系统、钻孔数据采集系统、工程地质测绘系统、施工地质数据采集系统，所述工程地质外业数据采集子系统综合应用移动终端技术、GPS技术、GIS技术，基于Android和Windows两个系统平台构建，运行硬件采用平板电脑和/或智能手机。

优选的，所述工程地质数据管理子系统，兼容多种数据源的输入；所述工程地质数据管理子系统采用的移动终端和PC之间数据交换方式，能够实现工程地质专业内外业数据的智能化和快速化的数据交换。

优选的，所述工程地质勘察数据可视化展示子系统，不仅可以浏览勘察成果的空间位置关系，同时可以通过链接工程地质数据库实现工程地质数据的查询功能。

本发明的有益效果是：

通过本发明使工程地质专业在生产组织和管理上起到了降本增效的作用，本发明将极大的提高工程地质专业内外业的工作效率，同时在一定程度上减少了因技术手段产生的重复工作量，达到降低生产成本的目的；在质量管理上能够通过引进信息化新技术提高产品质量，尤其是质量管理的中间流程更加完善、具有较强的可追溯性。

附图说明

图1是本发明的工程地质内外业一体化的信息化系统的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

随着市场环境的变化，工程地质勘察的工作周期变得越来越短，工程地质专业迫切需要一个能够实现外业数据采集无纸化、外业成果到内业数据转换快速化、勘察数据管理系统化、数据分析标准化的信息化平台做支撑，实现内外业的一体化。

如图1所示，本发明公开了一种工程地质内外业一体化的信息化系统，以工程地质专业作业流程为主线、以专业技术需求为基础，利用信息化新技术，结合移动终端技术、全球定位系统(GPS)技术、地理信息系统(GIS)、计算机辅助设计(CAD)技术，实现工程地质专业内外业一体化的信息化系统。该系统以工程地质数据库为数据核心，包括工程地质外业数据采集子系统、工程地质数据管理子系统、工程地质数据分析子系统、工程地质三维建模及可视化分析子系统、工程地质CAD绘图子系统、工程地质勘测数据可视化展示子系统，六个子系统。

工程地质外业数据采集子系统主要解决地质外业数据采集工作的信息化，实现数据采集的标准化、无纸化、信息化，数据采集后直接成为内业成果，简化内外业成果的转换流程。该子系统包括平洞数据采集系统、钻孔数据采集系统、工程地质测绘系统、施工地质数据采集系统等多套系统，工程地质外业数据采集子系统综合应用移动终端技术、GPS技术、GIS技术，软件基于Android和Windows两个系统平台开发，运行硬件采用平板电脑和智能手机。

工程地质数据管理子系统主要实现对工程地质数据的管理工作。数据库系统采用分布式数据库，数据分配方式采用混合式，这样的数据管理方式既保证各个终端工作的独立性，同时又保证了数据的统一性。数据管理系统兼容多种数据源的输入，本发明采用的移动终端和PC的数据交换方式，能够实现工程地质专业内外业数据的智能化和快速化。

工程地质数据分析子系统主要实现对工程地质数据的统计分析等工作。该子系统根据工程地质数据分析的类型、过程和输出成果的形式，依据工程地质专业基础数据的各种数据统计方法和分析内容，基于地质专业数据库实现地质专业数据分析的标准化和智能化；按照数据分析的需求建立标准化模板，采用组件式开发，利于系统的管理、维护和扩展。

工程地质三维建模及可视化分析子系统主要实现基于工程地质数据库的工程地质三维建模和可视化分析。本子系统基于AutoCAD Civil 3D平台开发，能够根据采集的工程地质数据自动构建三维地质模型，三维地质模型能够与数据之间能够实现动态关联和动态更新；能够在三维模型空间内存储工程地质的核心数据，能够实时查询各模型的地质属性；能够完成基本的工程地质可视化分析；能够抽取各种工程地质图纸。

工程地质CAD绘图子系统实现绘制各种工程地质图纸的功能。该子系统可以基于工程地质数据库完成工程地质专业大多数图件的绘制工作，包括实际材料图、地质平面图、钻孔柱状图、综合地层柱状图、平洞展示图、剖面图、平切图、等值线图、玫瑰花图、极点图、赤平投影图等。

工程地质勘察数据可视化展示子系统实现可视化的勘察成果展示。本子系统基于GIS技术和三维CAD技术开发，整合了工程勘察工作区的地表三维模型和各种地质三维模型，以模拟现实的可视化界面展示工程地质勘察成果。不仅可以浏览勘察成果的空间位置关系，同时可以通过链接工程地质数据库实现工程地质数据的查询功能。

以下通过具体实施例结合图1对本发明技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明的工程地质内外业一体化的信息化系统包括以下几个子系统：

工程地质外业数据采集子系统：采用目前技术较为成熟、通用性强、应用前景较好的Android平台和Windows平台作为外业数据采集的操作系统平台，采用平板电脑和智能手机两种硬件载体，本子系统主要结合数据库技术、GPS技术、GIS技术进行开发。实现了工程地质外业数据采集的标准化和信息化，数据采集后直接成为内业成果，简化内、外业成果的转换流程。该子系统包括平洞数据采集系统、钻孔数据采集系统、工程地质测绘系统、施工地质数据采集系统等多套系统。

工程地质数据管理子系统：通过研究水电行业工程地质专业不同类型的专业技术资料，考虑不同地区、不同工程地质条件、不同工程规模和工程类型等因素，以工程地质专业工作流程为纵线、以工程地质专业工作内容为横线，分析和提炼工程地质专业涉及的各种数据表，构建地质专业数据库。通过分析工程地质数据库需求选择合适的数据库。构建专业数据库系统采用分布式数据库，数据分配方式采用混合式，这样的数据管理方式既保证各个终端工作的独立性，同时又保证了数据的统一性。通过研究移动终端和PC的数据交换方式，实现工程地质专业内外业数据的智能化和快速化，数据管理系统兼容多数据源的输入。

工程地质数据分析子系统：主要用于实现对工程地质数据的统计分析等工作。根据工程地质数据分析的类型、过程和输出成果的形式，依据工程地质专业基础数据的各种数据统计方法和分析内容，基于地质专业数据库实现地质数据分析的标准化和智能化；本子系统按照数据分析的需求建立标准化模板，采用组件式开发，利于系统的管理、维护和扩展。

工程地质三维建模及可视化分析子系统：本子系统主要实现基于工程地质数据库的工程地质三维建模和可视化分析。通过研究工程地质CAD及三维建模和可视化分析软件如何组织和利用地质专业数据库，将地质专业数据库与地质CAD软件和三维建模软件数据信息进行整合。基于AutoCAD Civil 3D平台，能够根据采集的工程地质数据自动构建三维地质模型，三维地质模型能够与数据之间实现动态关联和动态更新；能够在三维模型空间内存储工程地质的基本核心数据，能够实时查询各模型的地质属性；本子系统能够完成基本的工程地质可视化分析；能够抽取各种工程地质图纸。

工程地质CAD绘图子系统：实现绘制各种工程地质图纸的功能。以工程地质数据库为基础设计数据管理软件的架构，结合工程地质输出成果的类型和技术要求设计数据分析软件的功能和架构。该系统可以基于工程地质数据库完成工程地质专业大多数图件的绘制工作，包括实际材料图、地质平面图、钻孔柱状图、综合地层柱状图、平洞展示图、剖面图、平切图、等值线图、玫瑰花图、极点图、赤平投影图等。

工程地质勘察数据可视化展示子系统实现可视化的勘察成果展示。本子系统基于GIS技术和三维CAD技术开发，整合工程勘察区的地表三维模型和各种地质三维模型，以模拟现实的可视化界面展示工程地质勘察成果。不仅可以浏览勘察成果的空间位置关系，同时可以通过链接工程地质数据库实现工程地质数据的查询功能。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

通过本发明使工程地质专业在生产组织和管理上起到了降本增效的作用，本发明将极大的提高工程地质专业内外业的工作效率，同时在一定程度上减少了因技术手段产生的重复工作量，达到降低生产成本的目的；在质量管理上能够通过引进信息化新技术提高产品质量，尤其是质量管理的中间流程更加完善、具有较强的可追溯性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种工程地质内外业一体化的信息化系统，其特征在于，该系统以工程地质数据库为数据核心，还包括工程地质外业数据采集子系统、工程地质数据管理子系统、工程地质数据分析子系统、工程地质三维建模及可视化分析子系统、工程地质CAD绘图子系统和工程地质勘测数据可视化展示子系统；

所述工程地质外业数据采集子系统，用于数据采集的标准化、无纸化、信息化，数据采集后直接成为内业成果，简化内外业成果的转换流程；

所述工程地质数据管理子系统，用于对工程地质数据的管理，数据库采用分布式数据库，数据分配方式采用混合式，数据管理方式既保证了各个终端工作的独立性，同时又保证了数据的统一性；

所述工程地质数据分析子系统，用于对工程地质数据的统计分析，根据工程地质数据分析的类型、过程和输出成果的形式，依据工程地质专业基础数据的各种数据统计方法和分析内容，基于地质专业数据库实现地质专业数据分析的标准化和智能化；所述工程地质数据分析子系统按照数据分析的需求建立标准化模板，采用组件式构建，利于管理、维护和扩展；

所述工程地质三维建模及可视化分析子系统，用于基于工程地质数据库的工程地质三维建模和可视化分析，基于AutoCAD Civil 3D平台，根据采集的工程地质数据自动构建三维地质模型，三维地质模型与采集的数据之间动态关联和动态更新；能够在三维模型空间内存储工程地质的核心数据，能够实时查询各模型的地质属性；能够完成基本的工程地质可视化分析；能够抽取工程地质图纸；

所述工程地质CAD绘图子系统，用于绘制各种工程地质图纸，能够基于工程地质数据库完成工程地质专业图件的绘制，所述图件包括：实际材料图、地质平面图、钻孔柱状图、综合地层柱状图、平洞展示图、剖面图、平切图、等值线图、玫瑰花图、极点图和赤平投影图；

所述工程地质勘察数据可视化展示子系统，用于可视化的勘察成果展示，基于GIS技术和三维CAD技术构建，整合了工程勘察工作区的地表三维模型和各种地质三维模型，以模拟现实的可视化界面展示工程地质勘察成果；

所述工程地质外业数据采集子系统，包括平洞数据采集系统、钻孔数据采集系统、工程地质测绘系统、施工地质数据采集系统，所述工程地质外业数据采集子系统综合应用移动终端技术、GPS技术、GIS技术，基于Android和Windows两个系统平台构建，运行硬件采用平板电脑和/或智能手机；

所述工程地质数据管理子系统，兼容多种数据源的输入；所述工程地质数据管理子系统采用的移动终端和PC之间数据交换方式，能够实现工程地质专业内外业数据的智能化和快速化的数据交换；

所述工程地质勘察数据可视化展示子系统，不仅可以浏览勘察成果的空间位置关系，同时可以通过链接工程地质数据库实现工程地质数据的查询功能。