CN117274467B - 一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统，涉及大坝安全监测分析领域。一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，包括以下步骤：获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图；存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示；本发明能够提高大坝安全监测多物理量场成果展示的便捷性和及时性，提升大坝安全监测数据分析水平和在线监控能力。

Description

一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统

技术领域

本发明涉及大坝安全监测分析领域，具体而言，涉及一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统。

背景技术

我国水库大坝数量居世界首位，保证水库大坝安全运行至关重要。建设大坝安全监测系统是保证大坝安全运行最直接有效的技术手段和非工程措施，通过对安全监测数据的分析挖掘，能够直观掌握大坝实时安全性态。

根据大坝安全监测资料整编规范规程的要求，传统大坝安全监测数据分析成果主要包括测值统计报表、单测点过程线图、多测点过程线组合图、多测点过程线分布图等，然而这些成果难以有效反映监测物理量的空间分布情况，无法直观突出异常位置信息，如图2所示；另外，也可以使用一些单机版软件绘制监测成果云图，如图3所示，但却存在着原始数据整理难度大、绘图流程复杂、图形设置样式不统一、仅支持离线手工绘制、难以进行系统集成展示等弊端，无法及时有效反映监测数据的分布规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统，其能够提高大坝安全监测多物理量场成果展示的便捷性和及时性，提升大坝安全监测数据分析水平和在线监控能力。

本发明是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，包括以下步骤：

获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；

将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；

将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示。

进一步的，获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据包括以下步骤：

获取大坝安全监测物理场云图绘制的预设信息；

根据大坝结构设计图纸和安全监测专项设计图纸，点绘出物理场云图边界坐标以及其中的安全监测点位坐标；

设置物理场云图的图形绘制参数；

根据物理场绘制需要，自定义设置物理场边界坐标、安全监测测点坐标以及云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色、图形标题等图形绘制参数，并存储至数据库中；

获取实测物理场数据，在预设的测量时间点根据预设物理场云图绘制信息测量物理场数据；其中，物理场数据的获取方式包括人工观测和自动化采集；

当在预设时间点获取所需的物理场数据时，对数据库中的监测数据进行筛选，得到预定时间点的实测物理场数据；当在预设时间点未获取到所需的数据时，在预设时间点的设定浮动范围内搜索，获取距离预设时间点最近的监测数据，并将该数据作为预定时间点的实测物理场数据；其中，对数据库中的监测数据通过数据状态、测量方式等条件进行筛选。

进一步的，物理场数据覆盖多物理场类别，所述物理场类别包括变形、渗流、应力应变、温度。

进一步的，将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本包括以下步骤：

将实测物理场数据按照设定的时间点进行筛选，得到匹配的实测物理场数据；

将匹配的实测物理场数据和物理场云图的图形绘制参数进行组装，生成JSON格式的文件，将JSON文件作为云图绘制脚本；其中，JSON数据内容包括键名和键值；键名为字符串；键值的数据类型包括字符串、数字、对象、数组、布尔、空值；其中，键值对象和JSON对象相同。

进一步的，将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示，包括以下步骤：

将物理场云图绘制脚本传输至服务端；

服务端根据接收到的云图绘制脚本，解析脚本内容，获取物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据，进行云图自动绘制，得到物理场云图；

将物理场云图转化为Web图形资源并返回至用户端；

根据历史数据中不同时间点的数据或同一时间点不同物理场的数据，得到不同的Web图形资源，进行动态展示和对比分析。

进一步的，物理场云图的图形绘制参数包括云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色和图形标题。

第二方面，本申请提供一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化系统，包括用户端和服务端；

所述用户端用于获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；生成物理场云图绘制脚本，并将物理场云图绘制脚本传输至服务端；用于展示物理场云图；将所获取的信息存入数据库中；

所述服务端用于接收物理场云图绘制脚本并绘制物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回至用户端。

进一步的，用户端包括监测信息管理模块、绘制信息设置模块、绘制脚本组装模块、物理场云图展示模块和信息传输模块；

监测信息管理模块，实现大坝安全监测相关的测点信息、监测数据、监测布置图的统一管理；

绘制信息设置模块，用于设置并获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；

绘制脚本组装模块，用于将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；

物理场云图展示模块，用于展示服务端所传回的物理场云图；其中，展示规则包括选择某个物理场云图，选择多个时间点，实现不同时间点相同物理场的对比分析；选择某个时间点，选择多个物理场，实现相同时间点不同物理场的对比分析

信息传输模块，用于将物理场云图绘制脚本传输至服务端。

进一步的，服务端包括物理场云图绘制模块和通信模块；

所述物理场云图绘制模块用于根据云图绘制脚本绘制物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图传输至通信模块；

所述通信模块用于接收云图绘制脚本并送入物理场云图绘制模块和传输物理场云图至用户端。

相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统，支持大坝安全监测物理场信息、绘制参数等云图绘制信息的预先设置和数据库存储，可在云图绘图时进行动态加载，提升了信息管理效率，降低了云图绘制的复杂程度。

实现大坝安全监测物理场云图绘制所需数据的自动获取和组装，且支持根据设置时间进行动态浮动查询，解决了人工整理原始数据工作量大的难题。

根据云图绘制信息和实测物理场数据集合，动态调用服务端绘图接口，自动进行云图绘制，绘制过程无需人工干预，成果样式规范统一，绘制效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法的流程图；

图2为常规监测过程线图；

图3为单机版软件绘图；

图4为本发明大坝轮廓边界及内部安全监测测点示意图；

图5为本发明实施例提供的图形绘制参数设置图；

图6为本发明实施例提供的物理场数据集示意图；

图7a为2020年和2021年相同物理场的对比分析展示图；

图7b为2022年和2023年相同物理场的对比分析展示图；

图8a为相同时间点第一个物理场展示图；

图8b为相同时间点第二个物理场展示图；

图8c为相同时间点第三个物理场展示图；

图9为本发明一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化系统的结构框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1，该一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法包括以下步骤：

获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；

获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据包括以下步骤：

获取大坝安全监测物理场云图绘制的预设信息；

根据大坝结构设计图纸和安全监测专项设计图纸，点绘出物理场云图边界坐标以及其中的安全监测点位坐标；设置物理场云图的图形绘制参数；

示范性地，如图4所示，安全监测测点布置在大坝内部，根据不同测点在同一时间的监测数据，获取实测物理场数据；在多个位置上布置监测测点，可以保证物理场覆盖的全面性和监测数据的准确性；其中，纵坐标表示高程，横向表示宽度并标识了具体监测断面。

根据物理场绘制需要，自定义设置物理场边界坐标、安全监测测点坐标以及云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色、图形标题等图形绘制参数，并存储至数据库中；

获取实测物理场数据，在预设的测量时间点根据预设物理场云图绘制信息测量物理场数据；其中，物理场数据的获取方式包括人工观测和自动化采集；

当在预设时间点测量到所需的数据时，对测量到的数据进行筛选，得到预定时间点的实测物理场数据；当在预设时间点未测量到所需的数据时，在预设时间点的设定浮动范围内搜索，获取距离预设时间点最近的监测数据，并将监测数据作为预定时间点的实测物理场数据；其中，对测量到的数据进行筛选包括通过数据状态的标识进行筛选。

物理场数据包括物理场类别，所述物理场类别包括变形、渗流、应力应变、温度。

示范性地，如图5所示，物理场云图的图形绘制参数包括云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色和图形标题。如图6所示，不同测点在同一时间的观测结果不同。测量方式在记录时可以选择人工观测和自动化采集，测量时间和预设时间点的设定浮动范围根据用户的实际情况设置，图6中预设时间为2023.8.24，设置浮动时间为24小时，即在2023.8.24的24小时范围内所取的数据都可以作为物理场数据。

将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；

将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本包括以下步骤：

将实测物理场数据按照设定的时间点进行筛选，得到匹配的实测物理场数据；

将匹配的实测物理场数据和物理场云图的图形绘制参数进行组装，生成JSON格式的文件，将JSON文件作为云图绘制脚本；其中，SON数据内容包括键名和键值；键名为字符串；键值的数据类型包括字符串、数字、对象、数组、布尔、空值；其中，键值对象和JSON对象相同。

示范性地，匹配同一时间点的实测物理场数据，能够保证监测数据的准确性和物理场的全面性；将匹配的实测物理场数据和物理场云图的图形绘制参数进行组装，生成JSON格式的文件，可以统一绘制脚本的数据格式，使得系统适用于各种应用场景，增强系统的实用性和可移植性。

将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示。

将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示包括以下步骤：

将物理场云图绘制脚本传输至服务端；

服务端根据接收到的云图绘制脚本，解析脚本内容，获取物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据，进行云图自动绘制，得到物理场云图；

将物理场云图转化为Web图形资源并返回至用户端；

根据历史数据中不同时间点的数据或同一时间点不同物理场的数据和接收到的Web图形资源进行展示和对比分析。

示例性地，云图自动绘制时，服务端根据接收到的用户端的云图绘制脚本，在线调用接口绘制云图，避免了传统采用单机版软件时需要进行离线绘制的问题，可直接在服务器中进行在线绘制，根据实时获取的云图绘制脚本实时绘制云图，实现云图动态加载和服务器接口的动态调用；用户端对接收到的Web图形资源进行展示和对比分析，可以根据用户实际所需的对比方式进行展示，如图7a和图7b所示，可选择某个物理场云图，选择多个时间点，实现不同时间点相同物理场的对比分析，不需要按照服务器端返回的顺序进行展示，即可以实现动态浮动查询；如图8a、图8b和图8c所示，也可选择某个时间点，选择多个物理场，实现相同时间点不同物理场的对比分析。可以提供更直观的数据分析结果，将不同的数据进行对比，可以给用户更好的使用体验；其中，图7a为2020年和2021年对比图；图7b为2022年和2023年对比图；图8a为第一个物理场展示图；图8b为第二个物理场展示图；图8c为第三个物理场展示图；其中，横坐标表示宽度，纵坐标表示高程。

基于同样的发明构思，请参阅图9，本发明还提出一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化系统，包括用户端和服务端；

所述用户端用于获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；生成物理场云图绘制脚本，并将物理场云图绘制脚本传输至服务端；用于展示物理场云图；

用户端包括监测信息管理模块、绘制信息设置模块、绘制脚本组装模块、物理场云图展示模块和信息传输模块；

监测信息管理模块，实现大坝安全监测相关的测点信息、监测数据、监测布置图的统一管理；

绘制信息设置模块，用于设置并获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；

绘制脚本组装模块，用于将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；

物理场云图展示模块，用于展示服务端所传回的物理场云图；其中，展示规则包括选择某个物理场云图，选择多个时间点，实现不同时间点相同物理场的对比分析；选择某个时间点，选择多个物理场，实现相同时间点不同物理场的对比分析

信息传输模块，用于将物理场云图绘制脚本传输至服务端。

所述服务端用于执行物理场云图绘制脚本并绘制物理场云图，存储物理场云图并将物理场云图返回至用户端。

服务端包括物理场云图绘制模块和通信模块；

所述物理场云图绘制模块用于执行云图绘制脚本，绘制物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图传输至通信模块；

所述通信模块用于接收云图绘制脚本并送入物理场云图绘制模块，以及传输物理场云图至用户端。

上述系统具体实现过程请参照本申请实施例提供的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，在此不再赘述。

综上所述，本申请实施例提供的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法及系统，支持大坝安全监测物理场信息以及绘制参数等云图绘制信息的预先设置和数据库存储，可在云图绘图时进行动态加载，提升了信息管理效率，降低了云图绘制的复杂程度。

实现大坝安全监测物理场云图绘制所需数据的自动获取和组装，且支持根据设置时间进行动态浮动查询，解决了人工整理原始数据工作量大的难题。

根据云图绘制信息和实测物理场数据集合，动态调用服务端绘图接口，自动进行云图绘制，绘制过程无需人工干预，成果样式规范统一，绘制效率高。

支持在用户端动态可视化展示云图成果，并进行对比分析，解决了传统人工离线绘制云图无法实时展示的难题，有效提升了监测数据分析数据和在线监控能力。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；

将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；

将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示；

所述获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据包括以下步骤：

获取大坝安全监测物理场云图绘制的预设信息；

根据大坝结构设计图纸和安全监测专项设计图纸，点绘出物理场云图边界坐标以及其中的安全监测点位坐标；

设置物理场云图的图形绘制参数；

根据物理场绘制需要，自定义设置物理场边界坐标、安全监测测点坐标以及云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色、图形标题，并存储至数据库中；

获取实测物理场数据，在预设的测量时间点根据预设物理场云图绘制信息测量物理场数据；其中，物理场数据的获取方式包括人工观测和自动化采集；

当在预设时间点获取所需的物理场数据时，对数据库中的监测数据进行筛选，得到预定时间点的实测物理场数据；当在预设时间点未获取到所需的数据时，在预设时间点的设定浮动范围内搜索，获取距离预设时间点最近的监测数据，并将该数据作为预定时间点的实测物理场数据；其中，对数据库中的监测数据通过数据状态、测量方式进行筛选；

所述将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本包括以下步骤：

将实测物理场数据按照设定的时间点进行筛选，得到匹配的实测物理场数据；

将匹配的实测物理场数据和物理场云图的图形绘制参数进行组装，生成JSON格式的文件，将JSON文件作为云图绘制脚本；其中，JSON数据内容包括键名和键值；键名为字符串；键值的数据类型包括字符串、数字、对象、数组、布尔、空值；其中，键值对象和JSON对象相同；

所述将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示，包括以下步骤：

将物理场云图绘制脚本传输至服务端；

服务端根据接收到的云图绘制脚本，解析脚本内容，获取物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据，进行云图自动绘制，得到物理场云图；

将物理场云图转化为Web图形资源并返回至用户端；

根据历史数据中不同时间点的数据或同一时间点不同物理场的数据，得到不同的Web图形资源，进行动态展示和对比分析。

2.如权利要求1所述的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，其特征在于，所述物理场数据覆盖多物理场类别，所述多物理场类别包括变形、渗流、应力应变、温度。

3.如权利要求1所述的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，其特征在于，所述物理场云图的图形绘制参数包括云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色和图形标题。

4.一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化系统，应用于权利要求1至权利要求3任意一项所述的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化方法，其特征在于，包括用户端和服务端；

所述用户端用于获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；生成物理场云图绘制脚本，并将物理场云图绘制脚本传输至服务端；用于展示物理场云图；将所获取的信息存入数据库中；

所述服务端用于接收物理场云图绘制脚本并绘制物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回至用户端；

所述获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据包括以下步骤：

获取大坝安全监测物理场云图绘制的预设信息；

根据大坝结构设计图纸和安全监测专项设计图纸，点绘出物理场云图边界坐标以及其中的安全监测点位坐标；

设置物理场云图的图形绘制参数；

根据物理场绘制需要，自定义设置物理场边界坐标、安全监测测点坐标以及云图坐标轴、图形着色方案、显示值范围、背景图颜色、图形标题，并存储至数据库中；

获取实测物理场数据，在预设的测量时间点根据预设物理场云图绘制信息测量物理场数据；其中，物理场数据的获取方式包括人工观测和自动化采集；

当在预设时间点获取所需的物理场数据时，对数据库中的监测数据进行筛选，得到预定时间点的实测物理场数据；当在预设时间点未获取到所需的数据时，在预设时间点的设定浮动范围内搜索，获取距离预设时间点最近的监测数据，并将该数据作为预定时间点的实测物理场数据；其中，对数据库中的监测数据通过数据状态、测量方式进行筛选；

所述将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本包括以下步骤：

将实测物理场数据按照设定的时间点进行筛选，得到匹配的实测物理场数据；

将匹配的实测物理场数据和物理场云图的图形绘制参数进行组装，生成JSON格式的文件，将JSON文件作为云图绘制脚本；其中，JSON数据内容包括键名和键值；键名为字符串；键值的数据类型包括字符串、数字、对象、数组、布尔、空值；其中，键值对象和JSON对象相同；

所述将物理场云图绘制脚本传输至服务端，使用服务端执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图返回用户端进行展示，包括以下步骤：

将物理场云图绘制脚本传输至服务端；

服务端根据接收到的云图绘制脚本，解析脚本内容，获取物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据，进行云图自动绘制，得到物理场云图；

将物理场云图转化为Web图形资源并返回至用户端；

根据历史数据中不同时间点的数据或同一时间点不同物理场的数据，得到不同的Web图形资源，进行动态展示和对比分析。

5.如权利要求4所述的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化系统，其特征在于，所述用户端包括监测信息管理模块、绘制信息设置模块、绘制脚本组装模块、物理场云图展示模块和信息传输模块；

监测信息管理模块，实现大坝安全监测相关的测点信息、监测数据、监测布置图的统一管理；

绘制信息设置模块，用于设置并获取物理场云图的图形绘制参数和设定时间点的实测物理场数据；

绘制脚本组装模块，用于将物理场云图的图形绘制参数和实测物理场数据相结合，生成物理场云图绘制脚本；

物理场云图展示模块，用于展示服务端所传回的物理场云图；其中，展示规则包括选择某个物理场云图，选择多个时间点，实现不同时间点相同物理场的对比分析；选择某个时间点，选择多个物理场，实现相同时间点不同物理场的对比分析；

信息传输模块，用于将物理场云图绘制脚本传输至服务端。

6.如权利要求5所述的一种大坝安全监测多物理场云图在线可视化系统，其特征在于，所述服务端包括物理场云图绘制模块和通信模块；

所述物理场云图绘制模块用于执行云图绘制脚本，绘制得到物理场云图，存储物理场云图，并将物理场云图传输至通信模块；

所述通信模块用于接收云图绘制脚本并送入物理场云图绘制模块，以及传输物理场云图至用户端。