CN115617889A - 一种基于gis的勘察数据采集与处理方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法以及系统，其中，方式包括：将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中；从基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔分层信息，将钻孔分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中；其中，基础数据库与标准数据库为关系型数据库，每次标准地层的改变均不影响钻孔分层与标准地层之间的映射关系。本发明通过调查整理岩土工程的勘察资料，建立系统的标准土地层，建立勘察项目管理平台，从而实现勘察工作的流程信息化，并通过勘察项目管理平台实现勘察全过程质量实时管控，由此本发明实现了土层、采样等数据的电子化采集，智能勘察意义重大。

Description

一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法以及系统

技术领域

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法以及系统。

背景技术

相对传统的岩土工程勘察中，数据采集模式是先在野外进行纸质编录，再回到室内对数据进行整理筛选，最后逐项输入的勘察软件中同一管理整理数据。这种工作模式已经不能应对现在勘察任务重、工期紧的形势需要。

同时，收集上来的工程勘察数据还存在多源异构的情况，缺少统一的标准地层标识，往往导致入库的数据不能进行跨工程跨区域的统计分析应用。传统地质数据库在入库阶段就要进行地层归一化处理，这需要先行整理统计出整个区域性的标准地层标识，且一旦标准地层需要更改，就要花大量工作去更改已标准化处理的数据。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法以及系统，其解决了现有技术并未实现采样数据的电子化采集；同时，因收集上来的工程勘察数据存在多源异构的情况，缺少统一的标准地层标识，导致入库的数据不能进行跨工程跨区域的统计分析以及难以进行后续维护的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，包括：

将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中；

从所述基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔数据，将所述钻孔每一分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中；

其中，所述基础数据库与所述标准数据库为关系型数据库，每次标准地层的改变均不影响钻孔分层与标准地层之间的映射关系。

可选地，将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中之前还包括：

依据获取的勘察项目信息生成勘察项目计划；

基于勘察项目计划向相应的外业数据采集端下发信息采集指令，以使所述外业数据采集端进行包含钻孔分层信息、原位测试信息、取样信息、岩心照片以及定位信息的勘察数据采集；

其中，所述勘察项目信息包括：现场进度、岩心定性情况、钻孔编录时间、钻孔编录地点以及编录人员出勤情况。

可选地，从所述基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔数据，将所述钻孔每一分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中包括：

从所述基础数据库中选取钻孔数据，将钻孔数据的坐标统一到所述地理位置的地方平面直角坐标系下；

获取区域性的标准地层标识，并按照标准地层将统一坐标系之后的钻孔数据中每一分层信息进行归类，进而得到标准钻孔数据并录入所述标准数据库中。

可选地，方法还包括：

在多元异构的勘察数据录入到所述基础数据库或标准钻孔数据录入所述标准数据库之后，对录入所述基础数据库或所述标准数据库的数据进行包含正确性与重复性的检查，并输出相应的检查报告；

同时，保留所有的多元异构的勘察数据的录入信息，以及每次标准地层的修改调整记录；

其中，所述标准地层的修改调整记录包括：修改人员、地层修改层号以及审核人员。

第二方面，本发明实施例提供一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，包括：

用于采集多元异构的勘察数据的外业数据采集端；

用于执行如上所述方法的勘察项目管理平台；以及

存在映射关系的基础数据库与标准数据库；

其中，所述勘察项目管理平台采用云服务器的B/S结构，且集成有GIS模块。

可选地，还包括：移动查询端，用于使得用户通过所述移动查询向所述勘察项目管理平台端执行查询和/或下载的操作。

可选地，所述勘察项目管理平台包括：兼容多种格式的数据接口。

可选地，所述勘察项目管理平台包括：

数据归一化模块，用于从所述基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔分层信息，将所述钻孔分层与从所述GIS模块获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中。

可选地，所述勘察项目管理平台包括：

数据入库检查模块，用于对录入所述基础数据库或所述标准数据库的数据进行包含正确性与重复性的检查，并输出相应的检查报告；

数据回溯模块，用于保留所述基础数据库或所述标准数据库的数据录入信息，并记录每一次标准地层的修改调整记录；

数据查询模块，用于提供包含地图形式和列表形式的项目信息索引方式，以使用户通过项目信息索引方式查询和/或下载项目信息。

可选地，所述勘察项目管理平台还包括：

地理底图管理模块，用于基于获取的高德地图影像图或城市基础地理图形数据，对录入的勘察数据中的包含地质构造、工程地质图的专题图数据进行分析；

轻量化岩土BIM建模模块，用于依据获取的钻孔信息建立可标注的轻量化三维地质模型，以三维形式供用户通过移动查询端浏览和/或标注。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明实现了土层、采样等数据的电子化采集，智能勘察意义重大。同时本发明采用外业数据库与类内数据库并存的技术方案，即将原始数据入到基础数据库中，保留所有原始记录；录入区域性的标准地层标识，从基础库中挑选重要控制性钻孔，将钻孔分层与标准地层做映射处理，形成标准钻孔数据并录入标准库中。本发明使用关系型数据库来存储数据，标准地层的改变不影响钻孔分层与标准地层之间的映射关系，使用人员可同步进行基础库入库与标准库对比工作，达到数据库易于维护的目的，实现高效率的协同工作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法的步骤S1之前的具体流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法的步骤S2的具体流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统的组成示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统的操作界面示意图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示，本发明实施例提出的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，包括：首先，将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中；其次，从基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔分层信息，将钻孔分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中；其中，基础数据库与标准数据库为关系型数据库，每次标准地层的改变均不影响钻孔分层与标准地层之间的映射关系。

本发明实现了土层、采样等数据的电子化采集，智能勘察意义重大。同时本发明采用外业数据库与类内数据库并存的技术方案，即将原始数据入到基础数据库中，保留所有原始记录；录入区域性的标准地层标识，从基础库中挑选重要控制性钻孔，将钻孔分层与标准地层做映射处理，形成标准钻孔数据并录入标准库中。本发明使用关系型数据库来存储数据，标准地层的改变不影响钻孔分层与标准地层之间的映射关系，使用人员可同步进行基础库入库与标准库对比工作，达到数据库易于维护的目的，实现高效率的协同工作。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

具体地，本发明实施例提供一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，包括：

S1、将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中。

如图2所示，步骤S1之前，还包括：

S11、依据获取的勘察项目信息生成勘察项目计划。

S12、基于勘察项目计划向相应的外业数据采集端下发信息采集指令，以使所述外业数据采集端进行包含钻孔分层信息、原位测试信息、取样信息、岩心照片以及定位信息的勘察数据采集。其中，勘察项目信息包括：现场进度、岩心定性情况、钻孔编录时间、钻孔编录地点以及编录人员出勤情况。

S2、从基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔分层信息，将钻孔分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中。

如图3所示，步骤S2包括：

S21、从基础数据库中选取钻孔数据，将钻孔数据的坐标统一到地理位置的地方平面直角坐标系下。

S22、获取区域性的标准地层标识，并按照标准地层将统一坐标系之后的钻孔数据中每一分层信息进行归类，进而得到标准钻孔数据并录入标准数据库中。

在具体实施例中，基础数据库为上传的本项目所有的钻孔数据信息，如选中一个钻孔A1，带有XY坐标，系统功能显示出A1钻孔的位置，即统一到平面直角坐标系中，然后区域的标准地层标识为专业工程师编写的本区域标准的地层分层和岩土分类，底层统一标准化，可以对项目的地层进行标准化。即选择一个标准地层，然后自动匹配，系统自身功能会根据地层编号和地层名称自动的将不标准的地层信息更新为标准的项目地层信息，最后提交审核。标准化完成后，系统会对已标准化的钻孔进行分级，按照企业实际需求对不同的级别赋予不同的意义。只有经过标准化的钻孔才能够进入到标准数据库中，进而显示在大数据的GIS地图上。

与此同时，方法还包括：

在多元异构的勘察数据录入到基础数据库或标准钻孔数据录入标准数据库之后，对录入基础数据库或标准数据库的数据进行包含正确性与重复性的检查，并输出相应的检查报告；

同时，保留所有的多元异构的勘察数据的录入信息，以及每次标准地层的修改调整记录；

其中，标准地层的修改调整记录包括：修改人员、地层修改层号以及审核人员。

如图4所示，本发明还提供一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，包括：用于采集多元异构的勘察数据的外业数据采集端，该外业数据采集端上的外业取样采集app是外业编录是使用的，其主要功能包括：取样记录，蓝牙设备连接，二维码打印；用于执行如上方法的勘察项目管理平台；以及存在映射关系的基础数据库与标准数据库。

进一步地，勘察项目管理平台采用云服务器的B/S结构，且集成有GIS模块。该平台采用云服务器的B/S(Browser/Server)结构，即浏览器、服务器架构，同时这个也是目前系统的主要发展方向，可以有效的解决传统物理服务器与VPS服务中管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。Webgis是一个开放系统，注重数据共享、软件重用、跨平台运行和易于集成。能够通过对象管理、中件和插件等技术手段与GIS系统集成；并能通过java、CORBA、DCOM等技术跨平台协作运行，将GIS模块与WEB服务器集成。如图5所示，用户可通过客户端、网页端和移动端在任何地方操作网络GIS，实时登录相关界面进行注册/登录、项目的进入/创建、项目组成员的选择、钻孔数据创建等操作，这方便了用户随时享用地理空间信息服务。

在上述描述中，GIS：Geographic Information System，地理信息系统，本发明的平台数据库为SOL Server2012，并采用了Entity Framework(.NET平台ORM开发组件，简称：EF)框架来建模数据，将复杂工程地质数据结构转化成易于理解的标准数据结构。EF具备较高可维护性，并提供LINQ查询数据库，开发者无需编写复杂的sql语句或创造大的数据访问层，提高开发编码效率。

进一步地，还包括：移动查询端，用于使得用户通过移动查询向勘察项目管理平台端执行查询和/或下载的操作。移动查询端包括：非便携式终端和便携式终端；非便携式终端包括：分布式网络设备/系统、服务器/服务器组以及台式机中的一种或多种；便携式终端包括：笔记本电脑、智能手机以及平板电脑的一种或多种。本发明利用WebGIS技术开发了WEB应用端及查询移动端APP，将工程、钻孔、区域地质专题图转换到统一坐标系下，以图层服务的形式发布供用户查询浏览。而通过手机APP，用户可以根据手机定位信息，可以更快速便捷地获取点位点附近的区域地质情况、钻孔地层情况等信息。

进一步地，勘察项目管理平台包括：兼容多种格式的数据接口。平台具有完善的勘察数据入库功能，提供与其他勘察软件的接口，兼容其格式，并提供工程项目图文资料整理入库功能。

进一步地，勘察项目管理平台包括：数据归一化模块，用于从基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔分层信息，将钻孔分层与从GIS模块获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中。平台将钻孔坐标统一到城市地方平面直角坐标系，并可对照标准地层将所选取钻孔中每一层进行归类，钻孔数据标准化后，应有专业审核机制保证数据的准确合理性。

进一步地，勘察项目管理平台包括：

数据入库检查模块，用于对录入基础数据库或标准数据库的数据进行包含正确性与重复性的检查，并输出相应的检查报告；智能数据检查平台具有数据入库的正确性、重复性检查，应输出检查报表，进行错误警示。

数据回溯模块，用于保留基础数据库或标准数据库的数据录入信息，并记录每一次标准地层的修改调整记录；平台保留所有的原始勘察录入信息，并记录每一条地层修改调整记录，包括但不限于修改人员、地层修改层号、审核人员等信息。

数据查询模块，用于提供包含地图形式和列表形式的项目信息索引方式，以使用户通过项目信息索引方式查询和/或下载项目信息；平台提供地图形式和列表形式的项目信息索引方式，并可以直观的查询到项目的基本信息，快速地查询到该项目的全部数据，并可下载浏览项目电子文档内容。

数据管理模块，用于管理包含标准层与标准土名的数据字典以及用户权限。平台可管理维护标准层、标准土名等系统数据字典；可管理用户权限功能，可以由企业自行指定各个角色人员可使用的功能以及可查询的数据等；复杂功能模块应设置相应的在线帮助系统。这里的管理就是对数据录入的分析和存储，保证数据的真实性和完整性。针对专业岩土的土层信息和土名数据的分析利用，通过算法提升系统本身对数据纠错能力的加强，达到管理标准数据的目的。

以及，勘察项目管理平台还包括：

地理底图管理模块，用于依据获取的高德地图影像图或城市基础地理图形数据，对勘察数据中的包含地质构造、工程地质图的专题图数据进行管理；地理底图管理模块通过系统自身的功能，对比标准的基础地理图形信息数据，来对录入的专题图层数据来进行分析与利用。

平台具有地理底图管理功能，采用高德地图影像图或城市基础地理图形数据，并可对地质构造、工程地质图等专题图数据进行管理。平台具有地理底图管理功能，采用高德地图影像图或城市基础地理图形数据，并可对地质构造、工程地质图等专题图数据进行管理。

轻量化岩土BIM建模模块，用于依据获取的钻孔信息建立可标注的轻量化三维地质模型，以三维形式供用户通过移动查询端浏览和/或标注。平台可在WEB端提供根据指定区域的钻孔信息建立三维地质模型功能，可在三维空间中浏览钻孔、地层信息，并提供钻孔标注、地层标注等功能。

在具体实施例中，勘察工程项目大量的外业数据记录，特别针对岩土描述这块，大量反复、重复的描述信息(少许内容不同)，给记录员增加大量记录工作，通过企业模板、项目模板、个人模板配置功能，本发明根据企业、项目常用岩土描述配置相应模板，解决勘察记录人员在记录过程中重复的工作量(只做少量修改即可)，从而提高工作效率，降低成本。

值得一提的是，勘察工程项目大量图片处理过程复杂，耗费大量工作量，本发明通过CKWordAddIn一键导出项目图片到Word中实现自动排版，生成符合项目验收报告的格式排版。

综上所述，本发明提供一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法以及系统，本发明主要通过调查整理岩土工程的勘察资料，建立系统的标准土地层，建立勘察项目管理平台，从而实现勘察工作的流程信息化，并通过勘察项目管理平台实现勘察全过程质量实时管控。

由此，本发明实现了采集信息管理、多形式信息显示、数据分析等功能于一体的信息综合利用平台，并可以通过开放式的开发模式和数据更新模式扩充数据平台和专业应用平台，保证了系统的可持续建设和发展，并最终实现全国、甚至全球范围内的基于GIS地理信息系统的勘察外业采集系统。解决了现有技术的如下缺点：一是工作效率低下，会有错误信息编写，存在人工修改几率且没有痕迹的现象。二是对现有的地质钻孔资料不能充分的利用，不能及时的管控到项目的进展和质量。三是基于GIS的地理信息系统不能实现数据的共享，提升不了项目管理水平，对项目没有决策辅助的功能。

由于本发明上述实施例所描述的系统/装置，为实施本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置，故而基于本发明上述实施例所描述的方法，本领域所属技术人员能够了解该系统/装置的具体结构及变形，因而在此不再赘述。凡是本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置都属于本发明所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，其特征在于，包括：

将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中；

从所述基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔数据，将所述钻孔每一分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中；

其中，所述基础数据库与所述标准数据库为关系型数据库，每次标准地层的改变均不影响钻孔分层与标准地层之间的映射关系。

2.如权利要求1所述的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，其特征在于，将采集的多元异构的勘察数据录入到预设的基础数据库中之前还包括：

依据获取的勘察项目信息生成勘察项目计划；

基于勘察项目计划向相应的外业数据采集端下发信息采集指令，以使所述外业数据采集端进行包含钻孔分层信息、原位测试信息、取样信息、岩心照片以及定位信息的勘察数据采集；

其中，所述勘察项目信息包括：现场进度、岩心定性情况、钻孔编录时间、钻孔编录地点以及编录人员出勤情况。

3.如权利要求1所述的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，其特征在于，从所述基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔数据，将所述钻孔每一分层与获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中包括：

从所述基础数据库中选取钻孔数据，将钻孔数据的坐标统一到所属地理位置的地方平面直角坐标系下；

获取区域性的标准地层标识，并按照标准地层将统一坐标系之后的钻孔数据中每一分层信息进行归类，进而得到标准钻孔数据并录入所述标准数据库中。

4.如权利要求1所述的一种基于GIS的勘察数据采集与处理方法，其特征在于，方法还包括：

在多元异构的勘察数据录入到所述基础数据库或标准钻孔数据录入所述标准数据库之后，对录入所述基础数据库或所述标准数据库的数据进行包含正确性与重复性的检查，并输出相应的检查报告；

同时，保留所有的多元异构的勘察数据的录入信息，以及每次标准地层的修改调整记录；

其中，所述标准地层的修改调整记录包括：修改人员、地层修改层号以及审核人员。

5.一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，其特征在于，包括：

用于采集多元异构的勘察数据的外业数据采集端；

用于执行如权利要求1-4任一项所述方法的勘察项目管理平台；以及

存在映射关系的基础数据库与标准数据库；

其中，所述勘察项目管理平台采用云服务器的B/S结构，且集成有GIS模块。

6.如权利要求5所述一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，其特征在于，还包括：移动查询端，用于使得用户通过所述移动查询向所述勘察项目管理平台端执行查询和/或下载的操作。

7.如权利要求5所述一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，其特征在于，所述勘察项目管理平台包括：兼容多种格式的数据接口。

8.如权利要求5所述一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，其特征在于，所述勘察项目管理平台包括：

数据归一化模块，用于从所述基础数据库的勘察数据中选取相应的钻孔分层信息，将所述钻孔分层与从所述GIS模块获取的区域性的标准地层作映射处理，以形成标准钻孔数据并录入预设的标准数据库中。

9.如权利要求5所述一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，其特征在于，所述勘察项目管理平台包括：

数据入库检查模块，用于对录入所述基础数据库或所述标准数据库的数据进行包含正确性与重复性的检查，并输出相应的检查报告；

数据回溯模块，用于保留所述基础数据库或所述标准数据库的数据录入信息，并记录每一次标准地层的修改调整记录；

数据查询模块，用于提供包含地图形式和列表形式的项目信息索引方式，以使用户通过项目信息索引方式查询和/或下载项目信息。

10.如权利要求5所述的一种基于GIS的勘察数据采集与处理系统，其特征在于，所述勘察项目管理平台还包括：

地理底图管理模块，用于基于获取的高德地图影像图或城市基础地理图形数据，对录入的勘察数据中的包含地质构造、工程地质图的专题图数据进行分析；

轻量化岩土BIM建模模块，用于依据获取的钻孔信息建立可标注的轻量化三维地质模型，以三维形式供用户通过移动查询端浏览和/或标注。

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