【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑信息化管理领域，尤其涉及一种基于gis的公路工程施工数据管理系统及其方法。
技术介绍
1、gis（geographic information system，地理信息系统）是一种集成的、用于存储、分析和展示地理空间数据的系统，gis技术可以对各种地理位置的数据进行收集、存储、处理、分析、展示和管理。
2、在公路工程施工中涉及大量的数据和信息管理，包括施工图纸、施工进度、材料使用、质量控制、成本管理等，传统的公路工程施工数据管理方法依赖于纸质文档和简单的电子表格，而随着公路工程规模的扩大和施工环境的复杂化，传统的数据管理方法难以满足工程管理的需求，例如，在复杂地形中的公路施工，需要精确的地形数据和施工进度监控；城市环境中的道路改进，需要考虑周边环境和交通流的实施数据。
3、因此亟需研发一种基于gis的公路工程施工数据管理系统及其方法，来克服现有技术中的缺点。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于gis的公路工程施工数据管理系统及其方法。
2、一种基于gis的公路工程施工数据管理系统，包括有数据获取单元、gis处理单元、数据分析单元、信息共享单元、数据可视化单元；
3、所述数据获取单元用于对公路工程施工现场数据进行实时收集；
4、所述gis处理单元用于对所述数据获取单元获取到的现场实时数据进行地理位置标定和空间分析；
5、所述数据分析单元用于对所述gis处理单元进行地理位置标
6、所述信息共享单元用于多用户环境下的信息共享和协作，允许所述公路工程施工现场中的人员包括工程管理人员、设计师、施工队伍实时访问和更新数据，并允许所述公路工程施工现场中的人员对所述数据获取单元收集到的现场数据进行补充；
7、所述数据可视化单元用于根据所述公路工程施工现场中的人员需求自定义所述现场数据展示方式。
8、进一步地，所述数据获取单元采用多源数据采集，对公路施工现场全方位、无死角进行实时数据收集，所述实时数据包括工程量数据、施工进度、资源分配情况。
9、进一步地，所述gis处理单元通过构建卷积神经网络cnn模型，对所述实时数据包含的图像和视频数据中的地理信息标志自动识别，实现自动化的地理位置标定和空间分析，具体包括：
10、s301.所述gis处理单元实时接收来自所述数据获取单元的实时图像和视频数据，并对所述图像和视频数据进行预处理；
11、s302.将预处理后的所述图像和视频数据由训练好的cnn模型进行识别，自动提取所述图像和视频数据中的特征，最后由cnn模型的全连接层输出具体的地理信息标志识别结果，具体的全连接层计算公式为：
12、,其中，代表的n层激活值，表示每一层网络的输出，最终层的激活值为地理信息标志的识别结果；是第n层的权重矩阵，用于学习地理信息标志的特征，通过对所述图像或视频数据中的空间层次结构进行学习，所述空间层次结构包括边缘、纹理，最终识别出地理信息标志；是前一层的激活值，代表这输入的所述图像或视频数据中的地理信息标志的原始像素值；是第n层的偏置项，用于调整网络没有输入时的输出；为激活函数，具体使用 relu 函数，来识别图像和视频数据中的所述地理信息标志；指数是cnn模型的学习层数；
13、s303.根据识别出的所述地理信息标志结果，所述gis分析单元从预设的地理信息数据库中查找标志位置信息，将所述地理位置信息标志结果与具体的地理坐标进行匹配，实现地理位置的自动标定；
14、s304.在完成地理位置标定后，通过计算包括地理信息标志物与施工区域的相对位置、分析施工区域内外的交通流量以及路径优化，实现空间分析。
15、进一步地，所述gis处理单元通过构建动态模型，对施工过程中将要发生的空间变化进行模拟，所述构建动态模型具体包括：
16、s401.收集整合实时数据，所述实时数据包括所述地理信息标志、天气预报、施工进度报告、资源分配记录以及所述图像和视频数据，将所述实时数据作为动态模型的输入；
17、s402.动态模型根据实时数据输入，模拟施工过程中的空间变化，所述空间变化包括施工区域的变化、设备和人员的变动、材料的使用；
18、s403.基于公路工程施工当前的模型施工结果，动态模型对未来时间段内的施工过程中将要发生的空间变换进行预测，所述预测的内容包括施工区域的扩展、重要设备的迁移。
19、进一步地，所述数据分析单元使用空间数据分析算法对所述gis处理单元进行地位置标定和空间分析后的现场实时数据的空间关系进行分析，识别施工区域内外各元素之间的空间关系，为决策支持提供支持依据。
20、进一步地，所述数据分析单元对来自不同来源和类型的数据进行融合处理，并通过使用随机森林技术建立预测模型，对公路工程施工过程中出现的问题和风险进行预测，并提供更全面和精确的决策支持，所述决策支持包括施工计划调整、资源重新分配和风险管理，并识别由于空间关系导致的潜在风险，所述潜在风险包括交通拥堵、施工安全区域的重叠，根据具体的风险给出解决潜在风险已有的预防或缓解措施。
21、进一步地，所述信息共享单元采用动态数据访问控制机制，根据用户的角色、权限和访问上下文动态调整数据访问权限，来确保数据的安全性和合规性。
22、进一步地，所述数据可视化单元提供基于web的交互式数据补正界面，公路工程施工现场工作人员能够通过该界面对所述数据获取单元采集的原始现场数据进行补正，具体补正方式包括文本数据补正、位置数据标注补正、多媒体数据补正、表格数据编辑补正。
23、进一步地，所述补正要经过两次审核，包括：
24、s901.设置一个工作年限，由具有所述工作年限以上公路工程施工现场经验，且具有数据审核权限的现场施工人员完成审核，审核完成后提交给所述公路工程项目管理人员；
25、s902.由所述公路工程项目管理人员根据工程项目质量控制规范完成终审，对于重大修改的数据，项目经理能够暂停该数据的更新，待确定后再进行数据录入更新；
26、其中，审核通过的补正记录中自动记录操作人员信息，以便数据操作追溯。
27、一种基于gis的公路工程施工数据管理系统的方法，包括如下步骤：
28、s101.通过多源数据采集技术对公路施工现场数据进行实时采集，并由数据获取单元对所述现场数据进行预处理，并通过数据接口将所述现场数据发送至gis处理单元；
29、s102.所述gis处理单元对所述现场数据进行地理位置标定和空间分析；
30、s103.由数据分析单元对所述gis处理单元中已经完成地理位置标定和空间分析后的现场实时数据的空间关系进行分析，并根据分析结果提供决策支持；
31、s104.信息共享单元获取所述数据分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，包括有数据获取单元、GIS处理单元、数据分析单元、信息共享单元、数据可视化单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述数据获取单元采用多源数据采集，对公路施工现场全方位、无死角进行实时数据收集，所述实时数据包括工程量数据、施工进度、资源分配情况。
3.根据权利要求2所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述GIS处理单元通过构建卷积神经网络CNN模型，对所述实时数据包含的图像和视频数据中的地理信息标志自动识别，实现自动化的地理位置标定和空间分析，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述GIS处理单元通过构建动态模型，对施工过程中将要发生的空间变化进行模拟，所述构建动态模型具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述数据分析单元使用空间数据分析算法对所述GIS处理单元进行地位置标定和空间分析后的现场实时数据的
6.根据权利要求5所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述数据分析单元对来自不同来源和类型的数据进行融合处理，并通过使用随机森林技术建立预测模型，对公路工程施工过程中出现的问题和风险进行预测，并提供更全面和精确的决策支持，所述决策支持包括施工计划调整、资源重新分配和风险管理，并识别由于空间关系导致的潜在风险，所述潜在风险包括交通拥堵、施工安全区域的重叠，根据具体的风险给出解决潜在风险已有的预防或缓解措施。
7.根据权利要求6所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述信息共享单元采用动态数据访问控制机制，根据用户的角色、权限和访问上下文动态调整数据访问权限，来确保数据的安全性和合规性。
8.根据权利要求7所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述数据可视化单元提供基于web的交互式数据补正界面，公路工程施工现场工作人员能够通过该界面对所述数据获取单元采集的原始现场数据进行补正，具体补正方式包括文本数据补正、位置数据标注补正、多媒体数据补正、表格数据编辑补正。
9.根据权利要求8所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述补正要经过两次审核，包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于GIS的公路工程施工数据管理系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于gis的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，包括有数据获取单元、gis处理单元、数据分析单元、信息共享单元、数据可视化单元；
2.根据权利要求1所述的一种基于gis的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述数据获取单元采用多源数据采集，对公路施工现场全方位、无死角进行实时数据收集，所述实时数据包括工程量数据、施工进度、资源分配情况。
3.根据权利要求2所述的一种基于gis的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述gis处理单元通过构建卷积神经网络cnn模型，对所述实时数据包含的图像和视频数据中的地理信息标志自动识别，实现自动化的地理位置标定和空间分析，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于gis的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述gis处理单元通过构建动态模型，对施工过程中将要发生的空间变化进行模拟，所述构建动态模型具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于gis的公路工程施工数据管理系统，其特征在于，所述数据分析单元使用空间数据分析算法对所述gis处理单元进行地位置标定和空间分析后的现场实时数据的空间关系进行分析，识别施工区域内外各元素之间的空间关系，为决策支持提供支持依据。
6.根据权利要求5所述的一种基于gis的公路工程施工数...
【专利技术属性】
技术研发人员：范志刚，冯爱民，李亚江，韩秉烨，牛伟伟，赵昕，李晓军，尹雨生，王立平，张冬东，
申请(专利权)人：山西嘉鹏佳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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