一种基于GIS的水工结构管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了水工结构管理领域的一种基于GIS的水工结构管理系统及方法，包括查询模块、GIS模块、材料检测模块、工序检测模块、评定和验收模块以及事故和缺陷处理模块；利用卫星遥感和传感器技术实时监测水工结构，对其位置、姿态、变形情况以及周边环境等数据进行采集和处理，并通过数字模型、3D可视化与地图结合的方式呈现出来。系统综合考虑多个参数对水工结构进行综合评并检测水工结构内部的缺陷和病害，根据历史数据建立智能模型，自动分析各种异常状况的数据。系统可根据用户需求实现快速查询。因此相对于基于BIM的系统在数据获取和维护上可以更加灵活和便捷，避免昂贵的数据采集费用和高昂的数据处理和管理费用，降低了水工结构管理的成本。了水工结构管理的成本。了水工结构管理的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GIS的水工结构管理系统及方法


[0001]本专利技术属于水工结构管理领域，具体是一种基于GIS的水工结构管理系统及方法。

技术介绍

[0002]BIM是建筑信息模型的英文缩写，它是一个建设项目物理和功能特性的数字表达，能支持各方面在此平台上协同作业。GIS是地理信息系统的英文缩写，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表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。水工结构数量繁多，所处地形复杂，无论规划设计、施工建设、运维管理都比普通民用建筑困难，而现存技术的设计、建设、运维三部分由不同人员或组织实施，造成信息的不对称，效率低、易出错；许多后期难以解决的问题其实可以通过前期的优化设计来避免，但三方面的人员往往考虑自身部分多一些，对后续的部分的考虑较少，并且目前存在大量的水工结构仅仅依靠人工难以精确完成运维管理任务，而用信息化的手段辅助管理可以提高效率，减少错误的产生。其中，BIM技术目前已经应用在以上海中心大厦为代表的建筑上面，GIS技术在城市规划、区域管理等方面也有应用，但针对水工结构的BIM和GIS结合应用的管理系统尚未存在。
[0003]为了解决上述问题，中国专利公告号为CN112258159B的专利公开了一种基于BIM+GIS的水工结构管理系统及方法。包括基础信息层、融合网络层、平台支撑层和应用服务层。本专利技术通过BIM和GIS技术，实现用信息化的手段管理错综复杂的水工结构规划设计、施工建设、运维管理过程，达到水工结构全生命周期的可控，以信息化手段解决了管理上的难题，避免信息孤岛情况，提高效率，减少错误率。
[0004]但是，BIM模型需要使用特定软件进行建模，需要一些专业技能和工具，同时使用BIM需要对结构的完整性进行建模，增添了建模时间；并且BIM模型需要手动创建或导入图纸等信息，但如果相关数据缺失，则建模效果可能不如预期。在BIM与GIS结合的系统中，数据的获取也受到较大的限制；同时在数据采集和处理方面需要的硬件设备和技术较为复杂和昂贵，增大了基于GIS的水工结构管理的成本。因此，本方案提出了一种基于GIS的水工结构管理系统及方法，降低基于GIS的水工结构管理的成本。

技术实现思路

[0005]为了解决上述基于GIS的水工结构管理的成本高问题，本专利技术提供一种基于GIS的水工结构管理系统及方法，以降低基于GIS的水工结构管理的成本。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于GIS的水工结构管理系统及方法，包括查询模块、GIS模块、材料检测模块、工序检测模块、评定和验收模块以及事故和缺陷处理模块；
[0007]GIS模块，用于利用卫星遥感和其他传感器技术，实时监测水工结构所处的地理位置和环境状况，同时生成数字模型和3D可视化效果；
[0008]材料检测模块，与GIS模块和查询模块交互，用于利用材料检测技术对水工结构中
各种材料进行检测，采用无损检测技术对难以直接观察到的内部结构进行检测，通过多项评估指标来评估材料的缺陷、损伤或老化等问题，并生成报告说明检测结果，同时针对检测结果建议相应的修复方案；
[0009]工序检测模块，与GIS模块交互，用于跟踪施工过程的进度和质量标准，并在每个流程阶段设置相应的标准和指南；同时还用于通过局部监控和传感器的实时检测数据对过程进行实时监控；
[0010]评定和验收模块，与GIS模块、查询模块以及事故和缺陷处理模块交互，用于利用大数据技术综合各个参数来进行评估，将水工结构的各项参数与标准要求进行比较，从而得出综合评分；使经过验证的项目才能被认为是通过验收，并且才能被正常使用，在设计和施工阶段已发现的任何问题都将记录到系统中；
[0011]事故和缺陷处理模块，与材料检测模块、工序检测模块、GIS模块和查询模块交互，用于记录水工结构中的各种缺陷和事故情况，并利用技术工具对数据进行统计分析和预警，及时发现潜在问题并采取应急措施解决问题，同时通过整改计划来避免潜在问题，并跟踪事故的处理情况来确保结构的持续性能；
[0012]查询模块，与GIS模块、材料检测模块、工序检测模块、评定和验收模块、事故和缺陷处理模块交互，用于提供详细的水工结构信息，针对用户的特定问题或关键字进行智能排序和筛选，将查询结果通过视觉化界面呈现出来。
[0013]采用上述方案的原理及有益效果：
[0014]1、该系统利用卫星遥感和传感器技术实时监测水工结构，能够对其位置、姿态、变形情况以及周边环境等数据进行采集和处理，并通过数字模型、3D可视化与地图结合的方式呈现出来，用户能通过地图查看水工结构的动态情况，便于实时监测和管理。
[0015]2、系统综合考虑多个参数对水工结构进行综合评估，比如结构的强度、刚度、稳定性、疲劳性、耐久性、环境适应性等，通过量化分析得出总体安全性评分，为后续的决策提供科学依据。
[0016]3、系统采用先进无损检测技术来精准检测水工结构内部的缺陷和病害，对靠近水面难以观察到的零部件进行检测，从而实现对结构问题的精确定位和快速修复，提高了管理效率。
[0017]4、系统根据历史数据建立智能模型，能够自动分析各种异常状况的数据，并在发生异常时自动发出预警信号，例如高水位、强风、沉积增加等，及时预警和处理各类问题，确保水工结构的安全性。
[0018]5、系统可根据用户需求实现快速查询，如查询历史数据和预测数据、查询当前状态或位置、查询事件记录等，方便用户快速获取所需信息。
[0019]6、由于基于GIS的水工结构管理系统不需要使用BIM技术，因此不需要付出建立BIM模型的巨大成本，同时在硬件方面，基于GIS的系统所需的基础设施和专用软件较少，可以采用对现有设备的更新、升级来实现。并且相对于BIM技术的复杂性，操作基于GIS的水工结构管理系统所需要的技能要求和培训成本较低，可以在短时间内快速掌握系统的使用方法，即使没有特殊技能，也可以轻松使用该系统。同时，由于基于GIS的系统可采用多种方式获取数据，包括通过传感器定期监测、卫星遥感或人工勘查等方式，因此相对于基于BIM的系统在数据获取和维护上可以更加灵活和便捷，可以避免昂贵的数据采集费用和高昂的数
据处理和管理费用，由此降低了水工结构管理的成本。
[0020]进一步，还包括帮助模块，帮助模块用于提供系统的培训和支持服务。
[0021]有益效果：提供系统的培训和支持服务在一定程度上能够确保用户能够顺利使用系统并解决可能遇到的问题和疑问。
[0022]进一步，还包括风险评估与预警模块，风险评估与预警模块用于对水工结构建设风险进行分析和评估，并为预防潜在的事故隐患提供预警服务。
[0023]有益效果：该模块可对水工结构的所有可能风险进行综合评估，并将模型应用于更多类型、数量的结构，确保水工结构安全性和可靠性。
[0024]进一步，材料检测模块交互有材料检测登记模块和材料检测明细模块，材料检测模块需要调用材料检测指标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS的水工结构管理系统，其特征在于：包括查询模块、GIS模块、材料检测模块、工序检测模块、评定和验收模块以及事故和缺陷处理模块；GIS模块，用于利用卫星遥感和其他传感器技术，实时监测水工结构所处的地理位置和环境状况，同时生成数字模型和3D可视化效果；材料检测模块，与GIS模块和查询模块交互，用于利用材料检测技术对水工结构中各种材料进行检测，采用无损检测技术对难以直接观察到的内部结构进行检测，通过多项评估指标来评估材料的缺陷、损伤或老化等问题，并生成报告说明检测结果，同时针对检测结果建议相应的修复方案；工序检测模块，与GIS模块交互，用于跟踪施工过程的进度和质量标准，并在每个流程阶段设置相应的标准和指南；同时还用于通过局部监控和传感器的实时检测数据对过程进行实时监控；评定和验收模块，与GIS模块、查询模块以及事故和缺陷处理模块交互，用于利用大数据技术综合各个参数来进行评估，将水工结构的各项参数与标准要求进行比较，从而得出综合评分；使经过验证的项目才能被认为是通过验收，并且才能被正常使用，在设计和施工阶段已发现的任何问题都将记录到系统中；事故和缺陷处理模块，与材料检测模块、工序检测模块、GIS模块和查询模块交互，用于记录水工结构中的各种缺陷和事故情况，并利用技术工具对数据进行统计分析和预警，及时发现潜在问题并采取应急措施解决问题，同时通过整改计划来避免潜在问题，并跟踪事故的处理情况来确保结构的持续性能；查询模块，与GIS模块、材料检测模块、工序检测模块、评定和验收模块、事故和缺陷处理模块交互，用于提供详细的水工结构信息，针对用户的特定问题或关键字进行智能排序和筛选，将查询结果通过视觉化界面呈现出来。2.根据权利要求1所述的基于GIS的水工结构管理系统，其特征在于：还包括帮助模块，帮助模块用于提供系统的培训和支持服务。3.根据权利要求2所述的基于GIS的水工结构管理系统，其特征在于：还包括风险评估与预警模块，风险评估与预警模块用于对水工结构建设风险进行分析和评估，并为预防潜在的事故隐患提供预警服务。4.根据权利要求3所述的基于GIS的水工结构管理系统，其特征在于：材料检测模块交互有材料检测登记模块和材料检测明细模块，材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，方小宇，冯诚，李素捷，王鹏，王峰，肖礼坤，倪康，张友贤，
申请(专利权)人：贵州省水利科学研究院，
类型：发明
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