（市政工程专业论文）GIS在工业民用建筑施工管理中的应用研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 随着建筑业的发展，大型工业民用建筑越来越多。施工项目管理中的信息量亦相应 大幅增加，传统的人工管理模式，已经无法满足施工项目管理工作的要求，将计算机技 术，数据库技术，网络技术，管理信息系统等引入到施工管理中，开发专业性的管理信 息系统，使施工管理及时，高效，准确。实现工业民用建筑施工管理的现代化。 工业民用建筑施工管理中的数据量大，既有空间位置信息，又有实体的属性数据， 采用先进的地理信息系统( g i s ) 技术，以数据可视化的方式，为管理者提供了一种崭 新的决策支持方法，从而大大提高了施工管理的现代化水平。 论文阐述了工业民用建筑施工管理信息系统的建设思路和实现方法，针对实际的施 工过程，以当前先进的组件式地理信息系统( g i s ) 软件s u p e r m a pg i s5 和面向对象的可 视化编程工具v i s u a lb a s i c 6 0 构架的技术体系为基础，以基于局域网的c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式为系统集成方式，开发的一套方便、实用的施工管理信息系统。 实现了对工程中的进度，质量，成本三大指标的控制管理，并将g i s 与g p s 相结合，实 现了对远程施工机械可视化的调度管理。 论文首先介绍了g i s 的相关概念，并阐述了其发展方向。然后着重介绍了基于g i s 的工业民用建筑施工管理信息系统的开发与设计方法，主要从系统的目标、设计原则、 需求分析、数据库的设计以及系统集成模式等几方面的分析研究进行描述，最后介绍了 系统的实现。 基于g i s 的工业民用建筑施工管理系统的开发，显示出其在辅助决策、科学管理等 方面传统的管理模式无法比拟的优点，为实现数字化施工奠定了基础。 关键词：地理信息系统；工业民用建筑施工管理；s u p e r b a p ；数据库技术 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 t h eu s eo fg i si ni n d u s t r i a la n dc i v i la r c h i t e c t u r e c o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa r c h i t e c t u r e , l a r g ei n d u s t r i a la n dc i v i la r c h i t e c t u r e sh a v e b e c o m em o r ea n dm o r e c o n d i t i o n a lm a n u a lm a n a g e m e n td o e sn o tc o n t r o lm u c h i n f o r m a t i o nt oa n s w e rc o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n to fb u i l d i n g sn e e d s u s i n gc o m p u t e r t e c h n o l o g y , d a t a b a s e ，i n t e r a e t ，m a n a g e m e n ts y s t e ma n d s oo n , d e v e l o pp r o f e s s i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e m , w h i c hm a k e sc o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n ti nt i m e , e f f i c i e n t ，e x a c t i tm o d e r n i z e sc o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n t t h em a n a g e m e n to fi n d u s t r i a la n dc i v i la r c h i t e c t u r eh a sab i gq u a n t i t yd a t a i th a sn o t o n l ys p e c i a ld a t 乱b u ta l s oa t t r i b u t 呛d a t a d e v e l o p i n gs o f t w a r ew i t hg i si nc o n s t r u c t i o n m a n a g e m e n to fi n d u s t r i a la n dc i v i la r c h i t e c t u r ep r o v i d e san e wd e c i s i o n - m a k i n gt od i s p l a y f i g u r ef o rm a n a g e r t h i sp a p e rp r e s e n t st h et h o u g h t w a ya n dr e a l i z a t i o nt oi n d u s t r i a la n dc i v i la r c h i t e c t u r e m a n a g e m e n ts y s t e m i ti sd c a da g a i n s tt h ef a c to fe n g i n e e r i n g ，d e s i g nac o n v e n ta n da p p l i e d s y s t e m , b a s e do ns u p e r m a pg i s5w h i c hi sac o m p o n e n ts o f t w a r e ，t h ev i s u a lb a s i c6 0 w h i c hi sav i s u a lp r o g r a m m e dt o o la n dm o d u l eo fc $ w h i c hi sai n t e g r a t i o nw a y t h es y s t e m m a n a g e sp l a n , q u a l i t y , c o s ti nc o n s t r u c t i o n c o m b i n i n gg i sw i t hg p s ，w h i c hd i s p l a y s l o n g - r a n g em a c h i n e si nf i g u r ef o rm a n a g e r t h ep a p e rp r e s e n t st h ec o n c e p ta n dd e v e l o p m e n to ft h eg i s ，a n dt h ew a yd e s i g n e dt h e s y s t e mf r o mh e r e a f t e ra s p e c t s ：t h ed e s i g n e dt o l lo ft h es y s t e m , t h es y s t e m sa l m s , t h e p r i n c i p l e so ft h es y s t e m , a n a l y s i so fr e q u e s t , m o d u l eo fs y s t e mi n t e g r a t i o na n dt h ed a t a b a s e d e s i g n e dc t e f i n a lt h ep a p e rp r e s e n t st h ef u n c t i o no f t h es y s t e m t h ed e s i g no ft h ei n d u s t r i a la n dc i v i la r c h i t e c t u r em a n a g e m e n ts y s t e mw h i c ho f f e mt h e r c m a r k a b l ca d v a n t a g e so v e rt h ec o n v e n t i o n a lm a n a g e m e n tm o d e 缸a s s i s t a n tl e a d i n gd e c i s i o n a n di m p r o v e m e n to fm a n a g e m e n te f f i c i e n c y i ts e t t l e sb a s ef o rd i 西t a lo i l f i e l d k e y w o r d s ：g i s ；i n d u s t r i a la n dd v l la r c h i t e c t u r em a n a g e m e n t ：s u p e r m a p ；d a 协b a s e t e c h n o l o g y - 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：赵丞蛏日期：之6 釜| 二b 兰旦 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： 导师签名： 鲨年卫月上生日 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 概述 工业民用建筑工程施工是一项复杂的技术经济活动过程。如何在施工之前对工程进 行周密地统筹规划，在施工过程中实施有效地控制管理，最终取得相对最优的技术经济 效果，这是工业民用建筑工程施工组织管理必须研究的课题。对大型工业民用建筑工程 而言，其施工组织管理本身就是一项庞大的工程，涉及到各学科、各专业和各工种的专 门知识，要对施工中所需要的劳动力、材料、机械设备和资金，以及施工的顺序、方法， 平面和空间的布置，进度，现场的“三通一平”，临时设施等等进行科学合理的安排， 同时还要对这些错综复杂的活动进行组织和协调。加强施工组织管理的研究，对保证工 业民用建筑工程施工顺利进行，具有重要的意义“1 随着社会经济的发展和技术的进步，现代工业民用建筑工程施工已成为一项十分复 杂的生产活动。对于现代工业民用建筑建设项目的施工，不仅涉及施工场地、环境、建 筑物布置等静态的具有地理位置特征的空间信息，而且还反映地形填挖、运输机具调配等 大量动态的空间逻辑关系，并且涉及到施工结束后建筑物的维护；在施工的全过程中还要 受到工艺流程和生产程序的制约，使各专业和各工种间必须按照合理的施工顺序进行配 合和衔接，同时要处理大量的统计报表，设计图纸，施工资料以及政府文件等。因此，要合 理对施工全过程进行质量、进度、投资控制，确保施工正常有序的进行，依靠传统手工管 理模式，显然已无法满足要求。为了全面高效动态地管理整个施工过程，把计算机技术， 特别是地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 引入施工管理中已经 成为必然趋势。 地理信息系统是处理地理信息的系统，是在计算机软硬件的支持下，具有获取、存 贮、管理、传输、分析地理空间数据的空间信息系统，是计算机和信息系统技术在地理 科学中运用发展的产物。经过4 0 多年的发展，g i s 不仅是解决资源与环境问题的重要 手段，也成为管理和科学决策的重要工具。g i s 弥补传统的数据库管理信息系统中单调， 抽象的文字查询检索，具有强大的图形表现能力，能够直观的表现出空间事物的位置， 并使空间位置与原来可以存储在传统的数据库系统中的属性按一定方式有机结合起来， 从而实现图文互动的管理。所以，把g i s 应用到工业民用建筑施工管理中，不仅可以提 高施工速度和质量，同时也为施工设计人员以及领导决策人提供直观的图形显示功能， 真正达到施工设计和管理的科学化，具有重要的研究价值。 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 1 2 地理信息系统简介 1 2 1 地理信息系统概述 g i s 技术是六十年代起源于北美的一门分析和处理海量地理数据信息的新兴学科 圆。它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动 态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。g i s 把地理位置和相关 属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、 居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种分析、 管理和决策。 自从1 9 6 2 年r o g e rf t o m l i n s o n 首先提出g i s 概念啪，并建设了国际上第一个具 有实用价值的g i s 以来，g i s 技术得到了蓬勃发展。8 0 年代，随着计算机技术突飞猛进 的发展，加上社会的迫切需要和经验与教训的积累，g i s 在土地与房产管理、资源调查、 环境保护、市政建设与管理、区域与国家的宏观分析与调控等方面取得了显著成绩。 依照其应用领域，地理信息系统可分为土地信息系统、资源管理信息系统、地学信 息系统等；根据其使用的数据模型，可分为矢量、栅格和混合型信息系统：根据使用对 象，可分为专题g i s 和区域g i s 瑚专题g i s 是具有目标和专业特点的地理信息系统， 如森林动态监测系统、电力g i s 等；区域g i s 主要以区域综合研究为目标，分为不同的 规模，如国家级、省级、市级和县级等，为不同级别行政区服务的系统。中国虽然从8 0 年代初才开始研究资源与环境信息系统，但近年来g i s 建设以应用为导向，已建立或初 步建立了g i s 及其专题数据库。 我国g i s 的发展虽然较晚，但其重要性引起了政府部门的高度重视，己在许多部门 和领域得到应用瑚。g i s 在我国的发展经历了四个阶段，即起步( ( 1 9 7 0 - 1 9 8 0 ) ，准备 ( 1 9 8 0 - - - 1 9 8 5 ) 、发展( 1 9 8 5 - 1 9 9 5 ) 、产业化( 1 9 9 6 以后) 阶段。8 0 年代初开始，我国地理 信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、规范制订、区域试验研究、局部系统建立、 初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开 地理信息系统的研究和应用奠定了基础。自9 0 年代起，地理信息系统步入快速发展阶 段。我国开始实施地理信息系统、遥感、遥测联合科技攻关计划，强调地理信息系统的 实用化、集成化和工程化，努力实现基础环境数据库的建设，推进国产软件系统的实用 化以及遥感、遥测和地理信息系统技术一体化。 1 2 2 地理信息系统定义 地理信息系统( g i s ，g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是以计算机设备、系统 软件、地理信息数据库、网络通讯设备和数据管理设备等组成，用来采集、存储、管理、 大连理工大学硕士学位论文 分析和描述空间地理信息的综合信息管理系统，是集计算机技术、测绘与遥感技术、地 理学、环境学、工程学、信息处理技术、管理和统计学等现代学技术，综合发展而成的 一门新兴学科。 地理信息系统同时也是一门是以计算机为基础的新兴技术，是管理和研究空间数据 的技术系统。在计算机软件和硬件的支持下，通过对输入系统的空问数据的各种操作和 处理，研究各种地理实体及其相互关系；通过对多种地理要素的综合分析，迅速的满足 应用需要的信息，并以地图、图表或数据的形式表示处理的结果。 地理信息系统具有一下三方面的特征嘲： 第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性； 第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，由计算机程序模拟常规的或专门 的地理分析方法，作为空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务； 第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能快 速、精确、综合的对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。 地理信息系统的外观，表现为计算机软硬件系统，其内涵却是由计算机程序和地理 数据组织而成的地理空间信息模型。当具有一定地学知识的用户使用地理信息系统时， 他所面对的数据不再是毫无意义的，而是把客观世界抽象为模型化的空间数据，用户可 以按应用的目的观测这个现实世界模型的各个方面的内容，取得自然过程的分析和预测 的信息，用于管理和决策，这就是地理信息系统的意义。 1 2 3 地理信息系统的构成 一个完整的g i s 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理 数据( 空间数据) 和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统( 软件和硬件) ，空 间数据反映g i s 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 系统构成如图1 1 所示m 。 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 图1 1 地理信息系统的构成 f i 昏i ic o m p o s i n go f g l s ( 1 ) 计算机硬件系统 计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁 的、机械的、光的元件或装置，是g i s 的物理外壳。系统的规模、精度、速度、功能、 形式、使用方法甚至软件都与硬件有极大的关系，受硬件指标的支持或制约。g i s 由于 其任务的复杂性和特殊性，必须由计算机设备支持。构成计算机硬件系统的基本组件包 括输入输出设备、中央处理单元、存储器等，这些硬件组件协同工作，向计算机系统 提供必要的信息，使其完成任务；保存数据以备现在或将来使用；将处理得到的结果或 信息提供给用户。 ( 2 ) 计算机软件系统 计算机软件系统是指必需的各种程序。对于g i s 应用而言，通常包括： 计算机系统软件 由计算机厂家提供的、为用户使用计算机提供方便的程序系统，通常包括操作系统、 汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手册、程序说明等，是g i s 日常工作所必需的。 地理信息系统软件和其他支持软件 包括通用的g i s 软件包，也可以包括数据库管理系统、计算机图形软件包、计算机 图像处理系统、c a d 等，用于支持空间数据输入、存储、转换、输出和与用户接口。 应用分析程序 大连理工大学硕士学位论文 应用分析程序是系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某 种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充和延伸。在g i s 工具支持下，应用程序的开 发应是透明的和动态的，与系统的物理存储结构无关，而随着系统应用水平的提高不断 优化和扩充。应用程序作用于地理专题或区域数据，构成g i s 的具体内容，这是用户最 为关心的真正用于地理分析的部分，也是从空间数据中提取地理信息的关键。用户进行 系统开发的大部分工作是开发应用程序，而应用程序的水平在很大程度上决定系统的应 用性优劣和成败。 ( 3 ) 系统开发、管理和使用人员 对于合格的系统设计、运行和使用来说，地理信息系统专业人员是地理信息系统应 用的关键，而强有力的组织是系统运行的保障。 ( 4 ) 空间数据 是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、 图像、文字、表格和数据等。是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘或其他通 讯系统输入g i s ，是系统程序的对象，是g i s 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性 内容在g i s 中，空间数据主要包括某个已知坐标系中的位置、实体间的空间关系和与 几何位置无关的属性。 1 2 4 地理信息系统的特点 为了满足各种应用空间对象的分布以及其相互关系的研究，g i s 必须具备以下基本 特点叫枷埘1 1 ： ( 1 ) 公共的地理定位基础。所有的地理要素，要按经纬度或者特有的坐标系统进行 严格的空间定位，才能使其具有时序性、多维性、区域性特征，按空间要求进行复合和 分解，形成空间和时间上连续分布的综合信息基础，并进一步支持空间问题的处理与决 策。 ( 2 ) 标准化和数字化。将多信息源的空间数据和统计数据进行分级、分类、规格化 和标准化，使其适应于计算机输入和输出的要求，便于进行更深入的对比和相关分析。 ( 3 ) 多维结构。在最常用的二维空间编码基础上，实现多专题的第三维信息结构的 组合。并按时间序列延续，为决策部门提供实时显示和便利的多层次分析。 ( 4 ) 具有丰富的信息。g i s 数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包括与地理信息 有关的其它的信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 1 2 5 地理信息系统的功能 在建立一个实用的地理信息系统过程中，从数据准备到系统完成，必须经过各种数 据转换，每个转换都有可能改变原有的信息。地理信息系统的基本数据流程如图1 2 所 示。地理信息系统的功能主要是完成流程中不同阶段的数据转换工作。一般的g i s 包括 以下几项基本功能。 ( 1 ) 数据采集与输入 数据采集与输入，即在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并 将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式的过程。对多种形式、多种来源 的信息，可实现多种方式的数据输入。主要有图形数据输入( 如管网图的输入) 、栅格 数据输入( 如遥感图像的输入) 、测量数据输入( 如全球定位系统g p s 数据的输入) 和 属性数据输入( 如数字和文字的输入) 。 ( 2 ) 数据编辑与更新 数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结合在一起完 成，图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投 影变换、误差校正等功能。数据更新即以新的数据项或记录来替换数据文件或数据库中 相对应的数据项或记录，它是通过删除、修改、插入等一系列操作来实现的。由于空间 实体都处于发展着的时间序列中，人们获取的数据只反映某一瞬时或一定时间范围内的 特征。随着时间的推进，数据会随之改变。数据更新可以满足动态分析的需要，对自然 现象的发生和发展做出合乎规律的预测预报。 ( 3 ) 数据存储与管理 数据存储，即将数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上。其存储方式 与数据文件的组织密度相关，关键在于建立记录的逻辑顺序，即确定存储的地址，以便 提高数据存取的速度。属性数据管理一般直接利用商用关系数据库软件，常用软件用 0 r a c l e ，s q l s e r v e r ，f o x b a s e ，f o x p r o 等进行管理。空间数据管理是g i s 数据管理的核 心，各种图形或图像信息都以严密的逻辑结构存放在空间数据库中。 ( 4 ) 空间查询与分析 空间查询与分析是g i s 的核心，是g i s 最重要的和最具有魅力的功能，也是g i s 有 别于其他信息系统的本质特征。它主要包括数据操作运算、数据查询检索与数据综合分 析。数据查询检索即从数据文件、数据库或存储装置中，查找和选取所需的数据，是为 了满足各种可能的查询条件而进行的系统内部数据操作，如数据格式转换、矢量数据叠 合、栅格数据迭加等操作以及按一定模式关系进行的各种数据运算，包括算术运算、关 系运算、逻辑运算、函数运算等。综合分析功能可以提高系统评价、管理和决策的能力， 大连理工大学硕士学位论文 主要包括信息量测、属性分析、统计分析、二维模型分析、三维模型分析及多要素综合 分析等。 ( 5 ) 数据显示与输出 数据显示是中间处理过程和最终结果的屏幕显示，通常以人机交互方式来选择显示 的对象与形式，对于图形数据，根据要素的信息量和密集程度，可选择放大或缩小显示。 g i s 不仅可以输出全要素地图，还可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计 图、图表及数据等“4 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 图1 26 i s 的数据流程图“1 f i g 1 2g i sd a t af l o w 数据准备阶段 数据输入阶段 数据管理阶段 数据处理阶段 空间分析阶段 数据输出阶段 1 2 6 地理信息系统的发展 ( 1 ) 地理信息系统的发展简史 地理信息系统萌芽于2 0 世纪6 0 年代。6 0 年代初，计算机开始用于地图测量，分析 和制作。6 0 年代中后期，许多与g i s 有关的组织和机构纷纷建立并开展工作，如美国城 市和区域系统协会( u r i s a ) 在1 9 6 6 年成立，国际地理联合会( i g u ) 的地理数据遥感 大连理工大学硕士学位论文 和处理小组委员会在1 9 6 8 年成立等。最初的系统主要是关于城市和土地利用的，如加 拿大地理信息系统( c g i s ) 就是为了处理加拿大土地调查获得的大量数据而建立的。 7 0 年代，一些发达国家先后建立了许多不同专题，不同规模，不同类型的各具特色 的地理信息系统。此外，探讨以遥感数据为基础的地理信息系统逐渐受到重视，如将遥 感纳入地理信息系统的可能性，接口问题以及遥感支持的地理信息系统的结构和构成等 问题。地图数字化输入技术有了一定的发展，采用人机交互方式，易于编辑修改，提高 了工作效率，扫描输入技术系统出现。 8 0 年代，遥感影像的自动校正，实体识别，影像增强和专家系统分析软件也逐渐增 多；在地理信息管理方面，专门研制的适合g i s 空间关系表达和分析的空间数据库管理 系统也有了很大的发展。我国地理信息系统的工作自8 0 年代初开始，1 9 8 0 年中国科学 研究院遥感应用研究所成立了全国第一个地理信息系统研究室。 9 0 年代，地理信息系统成为许多机构必备的工作系统，尤其是政府决策部门在一定 程度上由于地理信息系统的影响而改变了现有机构的运行方式，设置与工作计划等。自 9 0 年代起，中国地理信息系统步入快速发展阶段。随着国内g i s 基础研究的发展以及应 用领域的不断扩大，已经从技术引进、实验研究、局部应用走向自主开发、实用化和产 业化，已经在重大自然灾害监测评价、农作物估产、城市规划管理等诸多领域获得了广 泛而成功的应用。同时开始独立研制开发了适合国情的g i s 软件产品，国内较著名的有 m a p g i s ，c i t y s t a r ，s u p e r m a p 等。总之，中国地理信息系统事业虽然起步较晚，但取 得了重大的进展，目前地理信息系统现正在向产业化方向发展，并已成功地应用于众多 领域“。 ( 2 ) 地理信息系统的发展趋势咖 随着计算机和信息技术的发展，g i s 得到了高速的发展和深入的研究，广泛应用于 各个领域。未来g i s 的发展可以概括为以下几方面： g i s 网络化 计算机网络技术的发展使以往很多难以实现的事情得以实现，网络技术可以使数据 库在地理位置上以分布方式存在，各个数据库可以局部地进行生产，更新，维护和管理， 局部的数据库之间可以连接起来实现共享使用。万维网的发展给g i s 数据在更大范围内 的发布，出版，获取和查询提供了有效可行的途径。 g i s 标准化 g i s 发展到今天这样。能够在各种领域得到使用的盛况，人们意识到软件，硬件， 数据等要素进行必要的标准化才能实现更有效、更广泛地对g i s 的使用标准化的真正 实现将使人们能在一个共同理解的基础上共享信息和资源。 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 数据商业化 地理数据的开发，更新和维护既费时又费力，在g i s 界曾经有人统计过，g i s 硬件， 软件和数据的造价比是1 ：1 0 ：1 0 0 。g i s 产生的目的之一是对空间信息进行更好的管理 和处理。g i s 空间分析功能实际上是使用现有的数据来产生新的数据，数据是g i s 操作 的对象。将数据商业化，将能够更有效地生产和维护地理数据。 系统专门化 g i s 不作为一个单独的系统存在于机构内，而是作为机构整个管理和运作的一部分， g i s 的各种功能融合在与专业领域更直接的系统之中。g i s 软件所提供的各种功能也将 与各类专业软件系统融合起来，共同发展。 g i s 企业化 g i s 网络化的发展使得g i s 在机构内部各部门之间更有效地进行通讯，交流和进行 各种资源的共享。企业和机构可以从更高层次上对g i s 在企业中的使用进行统筹安排和 计划，这种方式称为“企业化g i s ” 6 i s 全球化 目前世界各国都在发展和使用g i s ，制定有关地理信息的政策，开展国家的g i s 项 目。g i s 的标准化对于它在国际范围内的推广和使用将起到促进作用，国际标准组织已 经专门就地理空间技术从各个方面进行标准化制定和实施。 g i s 大众化和便携化 以往人们需要使用地图来定向、定位和导航，而现在地图已经存储在数据库中；从 一个地点到另一个地点的最佳路线轻而易举的就可以使用g i s 系统得到；到一个新的地 方，不需要再费力寻找餐馆、旅店、娱乐中心、购物中心、银行、旅游景点等，g i s 就 是最好的向导。车载便携式g i s 系统给人们提供越来越多的方便，它及时地把道路交通 情况反映在屏幕上，让人一目了然，不但节省了燃料，而且节省了时间。 1 3 地理信息系统在工业民用建筑施工中的应用 随着建筑市场的发展，工业民用建筑逐渐向大型化高层化发展。对于施工管理人员， 要优质、高效、低成本地完成施工任务，就必须合理地组织安排资金、人员、设备、材 料等各项资源，并对其实施动态化管理。工业民用建筑的施工过程不仅涉及施工场地、 环境、建筑物布置等静态的具有地理位置特征的空间信息，而且还反映地形填挖、运输 机械调配等大量动态的空间逻辑关系，并且涉及到施工结束后建筑物的健康维护，各项 管理工作变得异常复杂。如果工程管理人员依然采用过去的手工管理模式，必然无法科 大连理工大学硕士学位论文 学，高效地对施工项目进行管理，无法很好地体现进度控制，质量控制，成本控制的具 体要求。 计算机及其相关软件的引入，对于工业民用建筑施工动态化管理，迈出了坚实的一 步。这样，不仅可以快速地通过多方案比选制定出经济合理的施工计划，而且能够迅速 有效地对施工过程中产生的大量信息进行处理，对施工全过程进行动态管理，使项目的 实施始终处于有效的控制之下 对于大多数的施工管理软件，虽然功能强大，性能优良，可以对施工过程中的进度、 资源、费用安排，报告表现应付自如，但能结合施工现场空间信息进行图文并茂分析的软 件还很少见。并且这些软件通用性较强，在实际应用时，用户感到麻烦，需要做的初始准 备工作多，最重要的一点是，由于这些软件依据的标准和我国的标准不同以及设计习惯 上的差异，因此很少被国内施工单位采用。 地理信息系统技术的出现和逐渐的成熟，为进行现代化工业民用建筑施工管理提供 了一种全新的、直观的先进手段。g i s 具有存储、处理、传输和显示海量地理信息或空 间数据的功能，可以对信息进行空间分析和可视化表达。同时通过内置的属性数据库和 其它联系方式，将空间数据与属性数据结合起来。并且可以根据相应的需要编制专业管 理信息系统，弥补了其他施工管理软件的缺点。 利用g i s 技术和组件技术将建筑物基础，每层的平面布置和结构在地图中进行形象 地显示，模拟出施工的现场情况。对于我们关心的每一个实体把它作为g i s 中的个对 象，每一个对象具有一个唯一的标识，一组描述其特征的属性和一组表示其行为的方法， 通过数据绑定将他们联系在一起。这样，只要在现场的平面图上对实体进行简单的操作 就可以了解到每一个分项工程的工程名称，工程量，工程造价，工程的人员调度情况， 开工日期、竣工日期、是否为关键工作、计量支付情况、工程变更情况、几何信息、影 像资料、工程质量等。采用柱状图、饼图、独立值形象地表现实体对象的工程进展情况。 通过图形查询和创建专题地图，可以对各个分项工程的工程量、进展情况等进行对比， 给工程的评比提供可靠依据。同时，像施工拆除搬迁范围，施工控制点显示和复测结果 比较，沉降观测结果及沉降点布置和不均匀沉降点显示等，只要输入要查询实体的属性 数据，通过范围查询、目标查询、s q l 查询，缓冲区查询等多种方式，就可以在施工现 场迅速找到目标，给施工决策人员提供了直观迅速的信息“” 可见，g i s 技术不仅可以处理工业民用建筑施工中的大量的文本信息，而且还可以 自动、快速地查询相关的图形信息，使管理更及时、高效、准确和直观。把g i s 应用到 施工管理中，开发一套施工管理系统，是施工管理信息化发展的必然趋势 g i s 在工业民用建筑拖工管理中的应用研究 1 4 课题的研究意义 一座现代化的工业民用建筑按照其建设阶段可分为可行性研究阶段，规划阶段，勘 察设计阶段，施工阶段及竣工后维护阶段。从投资分配比例来看，施工阶段约占总投资 的6 0 * , 6 以上，远远高出了其他阶段。因此，建立一套切实高效的施工管理信息系统，对 于保证施工的顺利进行，实现预期的目标和效果，都具有重要的意义。 将g i s 应用到工业民用建筑施工管理中，不仅应用了g i s 强大的空间数据分析处理 功能，而且还可以集成其他先进的信息技术，使空间信息和施工的属性数据相结合，使 管理的数据量更大、更全面，分析功能更强。随着研究的深入与系统的实施，对于实现 工业民用建筑施工管理的信息化和科学化有着一定现实意义具体表现在以下几个方 面。 ( 1 ) 以地理地图为背景，实现工业民用建筑施工的可视化管理。它克服了历年来一 般信息系统在处理图形数据和属性数据的分离，将建筑工程的土方工程，基础工程，主 体结构工程，砌筑工程，屋面工程，装修装饰工程等分项分部工程以图形和属性表格相 结合的形式表现出来，能合理地安排空间布置和时间序列，根据施工网络计划科学地安 排各项工作，把施工中的各部门及各施工阶段之间的关系更好地协调起来。 ( 2 ) 由于建筑工程施工过程具有明显的动态变化特征，经常需要对其进行修订和更 新，利用计算机技术与地理信息系统相结合，在有效地存贮管理信息的基础上，对动态 更新的数据有更强的图形表现能力，使变化的过程更直观全面，有利于施工成果的动态 管理和应用，确保施工信息的现势性。 ( 3 ) 系统采用先进的组件技术，选用组件产品s u p e r m a p 嵌入到v i s u a lb a s i c 中的进 行集成二次开发，使系统具有极好的可扩充性 ( 4 ) g i s 技术能够和其他先进的技术集成，拓宽系统的应用 大连理工大学硕士学位论文 本系统以大连理工大学实验3 号楼的电子地图为基础，将施工管理全过程表达出来。 用s u p e r i a p d e s k p r 0 5 0 对地图进行分层处理后，将s u p e r l 4 a p o b j e c t 5 0 嵌入v i s u a l b a s i c 中对系统进行开发，并采用c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式集成系统，将系统运行于局 域网中，建筑施工中的属性信息存储于服务器端，客户端通过相应的权限对服务器端进 行访问、查询、统计分析等操作。这种开发方案具有高度的针对性和良好的扩展性，开 发方便，界面友好，适合本系统的开发。 本系统主要对如下功能进行研究和开发： 串数据的输入、输出功能。系统中现有的地图数据能以a u t o c a d 等数据格式输出； 能接受a u t o c a d 、l d a p i n f o 等数据格式的数据，也能将野外测量和调查获取的地物的 空间位置信息和属性信息直接录入； 各类地物图素的编辑功能； 查询、统计功能和各种地图、图表的输出功能； 施工过程中的各项指标的专题图( 面状专题、柱状专题等) 的制作与分析功能； 帝空间分析功能。主要包括缓冲区分析、基础填挖方量分析； 测量检查功能； 专g p s 技术与g i s 在施工机械调度中的应用； 睾实验3 号楼三维景观的浏览。 g i s 在工业民用建筑施工管理中的应用研究 2 工业民用建筑施工管理系统所涉及到的相关软件及技术 2 1 关于s u p e r m a p s u p e r m a pg i s 5 0 是北京超图地理信息技术有限公司研制的新型通用桌面地理信息 处理应用平台。其技术特点是：s u p e r m a p 是全组件式开发平台，有八个a c t i v e x 组件， 1 2 1 个对象，2 1 2 0 个接口；数据兼容性强，支持多种矢量数据格式转换( 如a u t o c a d 的 d x f 、d w g 格式) ，多源空间数据无缝集成；支持海量数据处理，支持多种数据库，如 o r a c l e 、s q ls e r v e r 、a c c e s s ，可以适合大型系统开发；具有海量影像压缩技术，可以 快速还原显示。 2 1 1s u p e r m a pd e s k p r 0 5 0 s u p e r m a pd e s k p r 0 5 0 是用于地理空间数据处理与分析建模的大型桌面g i s 软件。 它提供了地图的编辑、属性数据管理、分析与辅助决策相关事务以及输出地图、打印报 表、三维建模等方面的功能。s u p e r m a pd e s k p r 0 5 0 作为一个全面分析管理的工具，应 用于土地管理、林业、电力、电信、交通、城市管网、资源管理、环境分析、旅游、水 利、航空和军事等所有需要地图处理行业。在工业民用建筑施工管理系统的开发中 s u p e r m a pd e s k p r 0 5 0 主要用于对地图进行前期处理以及添加地图属性。 2 1 2s u p e r m a po b j e c t s 5 0 s u p e r m a po b j e c t s 5 0 是超图地理信息技术有限公司基于a c t i v e x c o m 技术开发的 一个开放的组件地理信息系统软件开发平台。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 提供了强大的g i s 功能，适合于用户快速开发专业g i s 应用系统。 s u p e r m a po b j e c t s 5 0 的主要特点有“”： 易于开发。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 以标准a c t i v e x 组件的形式提供了g i s 的全部 功能。基于这些组件可以在v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、d e l p h i 、v i s u a lb a s i c n e t 、 v i s u a lc # 、v i s u a lc + + n e t 等流行的开发工具中，开发出强大的g i s 应用系统，并 可与o r 、m i s 等其他信息系统无缝集成。 可独立分发运行。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 是专门面向二次开发者设计的全组件式 开发平台，基于该平台开发的应用软件可独立分发运行，不依赖于s u p e r m a pg i s 系列 的任何其它软件。降低了应用软件的部署复杂程度和分发成本。 功能强大。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 提供了1 1 个控件、1 7 0 多个可编辑对象和3 0 0 0 多个二次开发接口，二次开发能力强大，封装粒度适中。功能涵盖了图形和属性编辑、 大连理工大学硕士学位论文 拓扑处理、空间分析、三维建模和分析、三维可视化、专题图制作、符号线型填充库的 编辑和管理、布局打印等。 高度的可伸缩性。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 是全组件式g i s 开发平台，各个g i s 组 件可以象搭积木一样灵活的分拆和组合。既可以使用全部组件来开发大型g i s 项目：也 可以根据需要选择其中一部分组件来开发中小型g i s 系统。 面向对象与面向拓扑相结合。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 支持以拓扑结构和面向对象 两种方式组织空间数据，兼有二者之长，为系统中数据组织提供了更多的选择，有利于 降低系统设计开发难度。 g i s 与c a d 相结合。g i s 和c a d 数据结构各有自己的优势，在g i s 系统中都有广 泛的应用。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 的数据模型同时提供了这两种数据，充分发挥它们各 自的特点和优势同时，s u p e r m a po b j e c t s 5 0 还吸收了编辑智能捕捉等c a d 技术，大 大增强了s u p e r m a po b j e c t s 5 0 的功能，使之可堪与c a d 相媲美。 易于其他系统集成。g i s 已经成为信息技术的一部分，越来越多的行业都在或将 要使用g i s ；同时越来越多的g i s 应用也需要集成办公自动化( o a ) 、通信等技术。 s u p e r m a po b j e c t s 5 0 可以在各种流行的开发语言中与o a 、m i s 等系统随意集成，相互 协同，提供完善的系统功能。 适度的封装“粒度”。封装“粒度”是g i s 组件接口很重要的指标，它对组件提 供的接口是否易用有重大关系。如果“粒度”封装过粗，则在开发时很难做到功能的扩 展和灵活开发；如果“粒度”过细，则会导致对象数量过于庞大，可能导致系统初始化 速度慢，同时可能导致理解和掌握该组件群非常困难，即使进行基本功能开发也会花大 量成本编写代码。s u p e r m a po b j e c t s 5 0 组件对象封装粒度适中，使用灵活且易于掌握。 大型g i s 开发平台。s u p e r m a po b j e c