基於WebGIS的工程監測信息管理系統的製作方法
2023-05-28 21:24:56
基於WebGIS的工程監測信息管理系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於WebGIS的工程監測信息管理系統，其對工程的各個預設監測位置的狀態進行管理，包括：用戶交互模塊；基於WebGIS的地理數據控制模塊；及地理資料庫。用戶利用所述交互模塊通過所述控制模塊向所述資料庫中輸入與所述狀態相關的地理數據，並將所述地理數據存儲與所述地理資料庫中，並且所述控制模塊根據用戶通過所述交互模塊輸入的指令對所述地理數據進行處理，並通過網絡利用所述用戶交互模塊向所述用戶提供可視化信息。根據本發明的管理系統，基於WebGIS技術的監測信息管理系統能夠及時獲取管線施工各個標段、工作井、區間的總體報警信息，從大量的監測數據中獲取有價值的監測信息，並制定應對方案。
【專利說明】基於WebGIS的工程監測信息管理系統【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及工程施工【技術領域】，尤其涉及用於進行工程自動監測的裝置或系統。【背景技術】
[0002]隨著計算機，和GIS技術的快速發展，基於GIS技術的信息化管理在工程項目中應用越來越廣泛。 [0003]WebGIS，即網際網路GIS。就是把Web頁面作為GIS軟體的用戶界面，把Internet和GIS技術結合在一起，能夠進行各種交互操作的GIS。它的基本思想就是在網際網路上提供地理信息，讓用戶通過瀏覽器瀏覽獲得一個地理信息系統中的數據和功能服務。Web頁面使用超媒體技術和超文本連結語言，使得對GIS的操作更富有靈活性和趣味性。近幾年來，飛速發展的Internet已經成為GIS新的系統平臺，利用Internet技術在Web上發布空間數據供用戶查詢和使用是GIS發展的必然趨勢，WebGIS技術作為GIS的主要發展方向之一已是不爭的事實。
[0004]在監測項目管理中，實時獲取監測數據和預警報警至關重要。基於WebGIS技術的監測信息管理系統能夠實時顯示監測數據、報警狀態和項目進度，並能以簡訊、郵件等多種方式發布預警和報警信息，對施工安全管理、監測信息管理、項目風險控制等具有重要意義，可最大程度的減少和預防施工中的工程事故，減少人員傷亡和經濟損失。
[0005]然而，傳統的監測管理方法採取紙質報表，電話等方式進行溝通，一些初級的信息化系統也只是數據的簡單展示，不具備預警、報警、分析等功能。因此很難滿足需求。
【發明內容】
[0006]因此，本發明旨在提供具有預警、報警、分析等功能工程監測信息管理系統。
[0007]為了達成上述目的，本發明提供一種基於WebGIS的工程監測信息管理系統，其對工程的各個預設監測位置的狀態進行管理，包括:用戶交互模塊；基於WebGIS的地理數據控制模塊；及地理資料庫。
[0008]用戶利用所述交互模塊通過所述控制模塊向所述資料庫中輸入與所述狀態相關的地理數據，並將所述地理數據存儲與所述地理資料庫中，並且所述控制模塊根據用戶通過所述交互模塊輸入的指令對所述地理數據進行處理，並通過網絡利用所述用戶交互模塊向所述用戶提供可視化信息。
[0009]—些實施例中，所述交互模塊包括輸入模塊，其中所述輸入模塊包括用以輸入所述位置的基礎數據的基礎數據輸入單元和用以輸入所述位置的監測數據的監測數據輸入單元。
[0010]一些實施例中，所述交互模塊包括輸出模塊，其中所述輸出模塊包括顯示單元，其向用戶可視化地輸出經所述控制模塊處理的所述地理數據。
[0011]一些實施例中，所述輸出模塊還包括警報單元，當所述控制單元判定所述監測數據與參考信息之間的變化值滿足預定條件時，通過所述警報單元向用戶發出警報。[0012]一些實施例中，所述警報單元可發出預警信息和報警信息，其中當所述變化值進入小於預定變化值的範圍內，發出預警信息，並且當所述變化值大於等於所述預定變化值時，發出報警信息。
[0013]一些實施例中，設置多個所述預定值，從而形成不同的報警級別，以及與所述報警級別相對應的報警通知對象。
[0014]一些實施例中，設置三級報警，其中三級報警為超過所述預定變化值的I倍，二級報警為超過所述預定值的2倍、一級報警為超過所述預定變化值的3倍。
[0015]一些實施例中，所述地理資料庫包括監測信息資料庫和地理信息資料庫。
[0016]一些實施例中，所述管理系統運行於伺服器端，用戶通過瀏覽器利用網絡與所述系統進行交互。
[0017]一些實施例中,所述管理系統運行於多個分布式伺服器。
[0018]根據本發明的管理系統，基於WebGIS技術的監測信息管理系統能夠及時獲取管線施工各個標段、工作井、區間的總體報警信息，從大量的監測數據中獲取有價值的監測信息，並制定應對方案。此外，根據本發明的管理系統，信息及時傳遞性，信息不再通過人工告知等方式，通過自動化的採集、自動化的處理、自動化的報警直接發送報警信息至負責人手機中。真正實現採集、數據處理、報警自動化。
[0019]以下結合附圖，通過示例說明本發明主旨的描述，以清楚本發明的其他方面和優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]結合附圖，通過下文的詳細說明，可更清楚地理解本發明的上述及其他特徵和優點，其中:
[0021]圖1為根據本發明實施例的管理系統的方塊圖；
[0022]圖2為圖1所示管理系統的結構方塊圖；
[0023]圖3為根據本發明實施例的管理系統的架構圖。
【具體實施方式】
[0024]參見本發明具體實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發明。然而，本發明可以以許多不同形式實現，並且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，並且使本【技術領域】的技術人員完全了解本發明的範圍。
[0025]應理解，本發明的描述/圖示為單個單元的部分可存在於兩個或兩個以上的物理上獨立但合作實現所描述/圖示之功能的實體。此外，描述/圖示為兩個或兩個以上物理上獨立的部分可集成入一個單獨的物理上實體以進行所描述/圖示的功能。
[0026]現參考圖1詳細說明根據本發明實施例的基於WebGIS的工程監測信息管理系統。所述管理系統其對工程的各個預設監測位置的狀態進行管理。
[0027]如圖1所示，所述管理系統包括用戶交互模塊。用戶交互模塊用戶實現用戶與管理系統的交互，例如，用戶輸入數據和指令，管理系統根據指令處理用戶輸入的數據，並向用戶顯示經處理的數據。
[0028]所述管理系統還包括地理資料庫，其中儲存有與所述監測位置相關的數據，例如，所述監測位置的基板地理信息和監測信息。本實施例中，所述地理數據由用戶通過所述交互模塊輸入，然而，本發明不限於此，可以大批量導入實現已經存在的相關地理數據。
[0029]本實施例中，所述地理資料庫包括監測信息資料庫，其存放的是登陸信息、項目基礎表、項目監測數據表等數據。所述監測信息資料庫例如可由SQL資料庫實現。
[0030]此外，所述地理資料庫還包括地理信息資料庫，其存放SHP類型的地圖信息，包括地圖中點信息、線信息、文字信息，其目的是便於用戶將監測CAD圖發布至網絡上，並保證CAD上的信息同步發布至伺服器上，便於用戶訪問CAD中的點、文字屬性。所述地理信息資料庫例如可由GIS資料庫實現。
[0031]所述管理系統還包括基於WebGIS的地理數據控制模塊。地理數據的性質是數據量大，結構相異。所述管理系統的控制模塊使得用戶可以用統一的方式直接訪問多種不同GIS數據，而不需要把現有數據上載到伺服器或者轉換格式，方便異構數據的統一管理。
[0032]用戶利用所述交互模塊通過所述控制模塊向所述資料庫中輸入與所述狀態相關的地理數據，並且所述控制模塊根據用戶通過所述交互模塊輸入的指令對所述地理數據進行處理，並通過網絡利用所述用戶交互模塊向所述用戶提供可視化信息。
[0033]下文將參考圖2詳述所述系統的工作。
[0034]所述交互模塊包括輸入模塊。所述輸入模塊包括用以輸入所述位置的基礎數據的基礎數據輸入單元。所述輸入模塊還包括用以輸入所述位置的監測數據的監測數據輸入單元。根據本發明的Web監測信息管理系統利用所述輸入模塊進行基礎信息管理和監測報表上傳的操作。
[0035]監測的位置是根據工程特性及本工程所需監測構築物而設定的相應位置，主要包含縱橫坐標(X、Y)，其主要表徵監測點的具體位置。
[0036]基礎數據輸入單元一般用於輸入與監測位置相關的基礎地理信息，如空間坐標等。本實施例中，由系統管理員上傳布點圖和基礎信息表。監測數據輸入單元一般用於輸入與監測項目相關的數據，其一般根據時間變化。
[0037]所述基礎信息包含:點名、縱橫坐標、監測對象、風險等級、各屬性變化速率報警值、各屬性單次變化報警值、各屬性累計變化報警值。本實施例中，監測信息包括位移監測、測斜監測、水位監測、分層沉降監測、軸力監測數據。
[0038]監測數據輸入單元用於輸入監測位置的監測狀態。監測狀態是指對監測點的變化速率、單次變化量、累計變化量進行監測。主要包含位移監測、測斜監測、水位監測、分層沉降監測、軸力監測等類型的監測點。
[0039]本實施例中，由監測人員上傳監測報表數據。然而，應理解，監測點不限於任何具體的設施，而是可為任何需要監測的監測點。此外，本發明的監測數據無任何的格式限制，只要其可以表徵監測點的狀態。並且，所述監測數據可包括多種不同類型的數據。
[0040]所述交互模塊包括輸出模塊，其中所述輸出模塊包括顯示單元，其向用戶可視化地輸出經所述控制模塊處理的所述地理數據。根據本發明的Web監測信息管理系統利用所輸出模塊進行監測數據統計分析及展示和報警信息發布的操作。
[0041]本實施例中，所述交互模塊可實現本文交互，例如，實現信息查詢、數據編輯、專業計算和統計分析等功能。實現了按行政區、圖幅、經緯度範圍、等級、測量網、點標識等方式的信息查詢，基於瀏覽器的簡單數據編輯，坐標轉換、新舊圖幅轉換、大地水準面計算等常用專業計算功能，以及多種方式的成果統計分析。查詢和統計結果為HTML成果報表和圖表，計算結果為HTML文件和可下載的TXT文件。
[0042]此外，所述交互模塊可實現圖形交互，例如，圖形顯示、圖形操作和圖形查詢等功能。圖形顯示實現圖層的動態加載和顯示控制，圖形操作實現圖形的放大、縮小、平移、刷新、全圖、測距等功能，圖形查詢實現了基於點、矩形、圓形、緩衝區、圖幅、行政區等方式的圖形對象查詢。查詢結果為HTML成果報表。
[0043]較佳實施例中，所述輸出模塊還包括警報單元，當所述控制單元判定所述監測數據滿足預定條件時，通過所述警報單元向用戶發出警報。
[0044]本實施例中，所述警報單元可分別發出預警信息和報警信息。預警信息是在報警信息之前設置的一個警示信息，一般當監測對象變化值達到報警值的80%時即產生預警。報警信息是當監測對象變化值達到或超過規範允許值(或設計允許值)時產生警示信息。
[0045]會根據不同項目類型，不同監測構築物，設定不同的預警及報警值。一般當監測對象變化值達到報警值的80%時即產生預警信息，當監測對象變化值達到或超過規範允許值(或設計允許值)時產生報警信息，一般三級報警為超過允許變化值的I倍，二級報警為超過允許變化值的2倍、一級報警為超過允許變化值的3倍。
[0046]如圖2所示，根據本發明的Web監測信息管理系統通過對SQL資料庫和GIS資料庫進行數據存取而實現上述操作。
[0047]本實施例中，所述管理系統運行於伺服器端，用戶通過瀏覽器利用網絡與所述系統進行交互。因此，用戶通過用戶設備訪問所述系統而通過與所述交互模塊進行交互。用戶設備可以是任何一種可與用戶通過鍵盤、遙控器、觸摸板、或聲控設備進行人機互動的電子產品，例如計算機、智慧型手機、PDA、遊戲機、或IPTV等。此外，所述交互模塊通過網絡存取所述資料庫。所述網絡可以使區域網，城域網，廣域網，或任何合適的網絡。
[0048]本實施例中，所述管理系統運行於多個分布式伺服器。根據本發明實施例的管理系統包括獨立的組件和模塊，利用WebGIS計算通過Internet的這種分布式系統把GIS數據和分析工具部署在網絡不同的計算機上，用戶可以從網絡的任何地方訪問這些數據和應用程式，即不需要在本地計算機上安裝GIS數據和應用程式，只要把請求發送到伺服器，月艮務器就會把數據和分析工具模塊傳送給用戶。
[0049]現參考圖3詳細描述根據本發明實施例的管理系統的構架。
[0050]如圖3所示，本實例基於MapGuide的3層B/S結構的WebGIS架構，分為伺服器層、網絡層和客戶端層，採用，Windows Server2003+Apache+Jsp的開發架構，使用MapGuide提供的豐富API (MapGuideffebAPI和ViewerAPI)進行靈活的二次開發。
[0051]用戶使用瀏覽器進行操作，通過TCP/IP協議從客戶端傳遞請求，通過MapGuideffeb API 訪問 Web Extensions.Web Extensions 包含 I 個MapAgent CGI/Fas-tCGI模塊，可以使MapGuide Server提供的服務通過Internet或Intranet傳遞給客戶端應用程式。MapGuide Server分為站點伺服器(Site Server)和支持伺服器(SupportServer)。站點伺服器負責用戶認證、管理邏輯事務、數據倉庫和資源管理，I個站點只有I個伺服器。支持伺服器負責基於DWF或映像文件創建地圖，通過FDO訪問數據及地圖分塊管理。
[0052]較佳實施例中，I個站點可以有多個支持伺服器。客戶在向某個伺服器提出服務請求時，並不需要知道所要求的信息是否在該伺服器上、信息在哪裡，統一由伺服器解決.如果伺服器發現所請求的信息不在該伺服器上，它就會向其他伺服器發送請求並找到所需f目息。
[0053]MapGuide Server 提供以下服務:站點服務(Site Service)、資源服務(ResourceService)、圖形服務(Drawing Service)、特徵服務(Feature Service)、地圖服務(MappingService)、渲染服務(Rendering Service)和分塊服務(Tile Service)。這7種服務都是用來處理用戶發送的一系列請求的，對於使用者是同一對象.通過對這7種服務的API操作，可以實現系統功能。
[0054]當用戶發送請求瀏覽頁面時，首先在站點伺服器創建與站點之間的連接，建立用戶session，然後創建服務。資源服務主要用來管理資源資料庫和地圖數據，例如對地圖的加載、複製、移動、重命名和刪除。地圖和渲染服務用來顯示和列印地圖、管理地圖圖層和層組以及創建地圖圖例。要素服務用於保存和返回與數據類型無關的特徵數據，利用FDO訪問不同格式的地圖數據，針對地圖數據源執行空間和列表查詢，編輯地圖(創建、更新和刪除)。
[0055]分塊服務用來對系統中使用的高解析度影像數據進行分塊，使地圖顯示平滑連續。MapGuide提供I個XML(eXtensibleMarkup Language)資料庫用於存儲和管理資源，支持大多數普遍使用的空間數據格式、資料庫格式和OGC標準。
[0056]現參考圖4詳細描述根據本發明實施例的管理系統的配置。
[0057]系統使用Autodesk MapGuide6.0實現基於矢量模式的WebGIS系統。MapGuide主要包括Server, Author和Viewer三部分組件。Server負責提供地圖數據；Author用於完成MWF (地圖窗口文件)和MLF (圖層文件)的製作。
[0058]MWF以圖層方式顯示地圖，MWF顯示時加載MLF，MLF根據配置聯絡Server獲取數據並顯示地圖Viewer是客戶端插件，可以解釋從伺服器分發過來的數據，可動態地向Server請求空間數據，使用戶可以在瀏覽器上瀏覽地圖並和地圖交互操作。
[0059]MSSQL Spatial 數據供應器(Provider for MSSQL Spatial)可以使 Server 通過MSSQL Client 連接到 MSSQL Spatial 資料庫。
[0060]系統環境配置如圖4所不。應用系統遵循J2EE技術規範，以Java技術為核心實現開發和部署，程序結構從邏輯上分為客戶層、Web層、業務邏輯層、數據層4層。
[0061]應用系統架構的具體實現如下:
[0062]I)資料庫伺服器
[0063]包含數據層，負責存儲、管理數據，為業務邏輯層和地圖服務提供請求的數據。安裝MSSQL資料庫(包含MSSQL Spatial)，空間數據需要建立空間索引。
[0064]2) GIS 伺服器
[0065]負責處理地圖數據請求並返回地圖數據。需要安裝MSSQL Client，並建立資料庫服務；安裝 Server 和 Provider for MSSQL Spatial,建立 Autodesk spatial dataProvider for MSSQL Spatial數據源；在IIS中建立地圖服務虛擬目錄並確認能正常連接，該虛擬目錄指定了地圖服務資源訪問地址。
[0066]3) Web 伺服器
[0067]用於發布應用程式和地圖。應用程式包括了 Web層和業務邏輯層。Web層主要包括實現系統流程控制的Servlet和Java Beans,生成交互頁面和專業數據報表的JSP以及地圖文件，實現系統流程控制，根據用戶的請求對業務邏輯層和GIS系統伺服器進行訪問，動態生成交互頁面、數據報表和地圖，並返回到客戶端。業務邏輯層負責與資料庫的交互，用來實現系統所有的業務邏輯，包含數據訪問代碼、驗證業務邏輯和強制業務邏輯，包括了與資料庫交互進行存取操作和基於業務數據進行專業數據計算的EJB(Enterprise JavaBeans，縮寫EJB)。EJB根據用戶請求，通過JDBC訪問位於數據服務層的後臺資料庫，進行後臺計算。
[0068]4)瀏覽器
[0069]包含客戶層，用戶通過瀏覽器和地圖插件瀏覽網頁及地圖，實現與Web伺服器的交互。首次運行含有地圖的網頁時系統會提示並安裝Viewer，系統使用的Viewer為ActiveX 控制項(支持 Internet Explorer)。
[0070]應理解，MapGuide既可採用「無插件」方式通過伺服器端Java小程序向任何客戶端瀏覽器發送地圖和各種圖形，又可通過小巧的客戶端瀏覽器插件提供更多、更強的地圖交互功能。
[0071]本發明具有如下優點。
[0072](I)根據本發明的管理系統，基於WebGIS技術的監測信息管理系統能夠及時獲取管線施工各個標段、工作井、區間的總體報警信息，從大量的監測數據中獲取有價值的監測信息，並制定應對方案；及
[0073](2)根據本發明的管理系統，信息及時傳遞性，信息不再通過人工告知等方式，通過自動化的採集、自動化的處理、自動化的報警直接發送報警信息至負責人手機中。真正實現採集、數據處理、報警自動化。
[0074]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於WebGIS的工程監測信息管理系統，其對工程的各個預設監測位置的狀態進行管理，特徵在於，包括: 一用戶交互模塊； —基於WebGIS的地理數據控制模塊；及 —地理資料庫，其中， 用戶利用所述交互模塊通過所述控制模塊向所述資料庫中輸入與所述狀態相關的地理數據，並將所述地理數據存儲與所述地理資料庫中，並且所述控制模塊根據用戶通過所述交互模塊輸入的指令對所述地理數據進行處理，並通過網絡利用所述用戶交互模塊向所述用戶提供可視化信息。
2.如權利要求1所述的管理系統，其特徵在於，所述交互模塊包括輸入模塊，其中所述輸入模塊包括用以輸入所述位置的基礎數據的基礎數據輸入單元和用以輸入所述位置的監測數據的監測數據輸入單元。
3.如權利要求2所述的管理系統，其特徵在於，所述交互模塊包括輸出模塊，其中所述輸出模塊包括顯示單元，其向用戶可視化地輸出經所述控制模塊處理的所述地理數據。
4.如權利要求3所述的管理系統，其特徵在於，所述輸出模塊還包括警報單元，當所述控制單元判定所述監測數據與參考信息之間的變化值滿足預定條件時，通過所述警報單元向用戶發出警報。
5.如權利要求4所述的管理系統，其特徵在於，所述警報單元可發出預警信息和報警信息，其中當所述變化值進入小於預定變化值的範圍內，發出預警信息，並且當所述變化值大於等於所述預定變化值時，發出報警信息。
6.如權利要求5所述的管理系統，其特徵在於，設置多個所述預定值，從而形成不同的報警級別，以及與所述報警級別相對應的報警通知對象。
7.如權利要求6所述的管理系統，其特徵在於，設置三級報警，其中三級報警為超過所述預定變化值的I倍，二級報警為超過所述預定值的2倍、一級報警為超過所述預定變化值的3倍。
8.如權利要求1所述的管理系統，其特徵在於，所述地理資料庫包括監測信息資料庫和地理信息資料庫。
9.如權利要求1所述的管理系統，其特徵在於，所述管理系統運行於伺服器端，用戶通過瀏覽器利用網絡與所述系統進行交互。
10.如權利要求8所述的管理系統，其特徵在於，所述管理系統運行於多個分布式伺服器。
【文檔編號】G06F17/30GK103617507SQ201310664994
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】顧楊, 沈日庚, 丁美, 黃金明, 陳威, 陳曉晨 申請人:上海市城市建設設計研究總院