探討GIS技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

王士軍

[摘要]隨著現(xiàn)代建筑規(guī)模的逐漸擴(kuò)大與層數(shù)的進(jìn)一步增加，對建筑結(jié)構(gòu)的安全性也提出了更高的要求，要確保建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性，就必須加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)管理，積極引入GIS技術(shù)，構(gòu)建完善的建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)。本文筆者就針對CIS技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

[關(guān)鍵詞] GIS技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)；應(yīng)用

文章編號：2095 - 4085（2018） 08 - 0179 - 02

伴隨數(shù)字化、信息化時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展，GIS技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，現(xiàn)階段，GIS技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑管理之中，特別是建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)建設(shè)中，這對建筑管理數(shù)字化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)來說具有十分重要的意義。但由于技術(shù)、人才等方面的原因，GIS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還面臨著諸多問題，需要在今后的工作中進(jìn)一步加強(qiáng)對該技術(shù)的研究力度，以確保其在建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

1 GIS技術(shù)概述

1.1 GIS技術(shù)的內(nèi)涵及其發(fā)展歷程

所謂GIS，指的就是地理信息系統(tǒng)，GIS技術(shù)是伴隨計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展而逐漸誕生的一項(xiàng)新技術(shù)。從性質(zhì)上看，GIS技術(shù)是對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行研究與管理的技術(shù)體系，其具有系統(tǒng)化、交叉性等特征，借助計(jì)算機(jī)硬件與軟件的支持，地理信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對各種空間數(shù)據(jù)的有效處理，同時(shí)還能科學(xué)分析所有空間實(shí)體之間的相互關(guān)系。此外，也可將地理信息系統(tǒng)理解為一種決策支持系統(tǒng)，其主要立足于地理空間數(shù)據(jù)庫，采用地理模型分析等方法，為用戶提供多種多樣的動(dòng)態(tài)地理信息，并能將處理結(jié)果通過數(shù)據(jù)、圖形等方式展現(xiàn)出來。總之，GIS技術(shù)是把數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)等有機(jī)融合在一起的新型技術(shù)，其主要作用是保存與處理空間信息。

當(dāng)前，GIS技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，并形成了包括交通GIS、災(zāi)害監(jiān)測與防治GIS等在內(nèi)的多種CIS系統(tǒng)，GIS技術(shù)的發(fā)展不僅需要依靠測量學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、地理學(xué)等基礎(chǔ)性學(xué)科，同時(shí)也必須借助人工智能技術(shù)、遙感技術(shù)、航天技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等多項(xiàng)高科技?，F(xiàn)階段，GIS技術(shù)正處在關(guān)鍵性發(fā)展階段，各種新產(chǎn)品、新概念不斷涌現(xiàn)，在GIS技術(shù)飛速發(fā)展的今天，其組件化趨勢越來越顯著，并成為GIS的主流發(fā)展方向之一。站在發(fā)展歷程的角度上來看，GIS技術(shù)主要經(jīng)過了開拓發(fā)展時(shí)期、鞏固時(shí)期、突破時(shí)期與社會(huì)化應(yīng)用時(shí)期四大主要發(fā)展時(shí)期，該技術(shù)之所以能在短時(shí)間內(nèi)得到飛速發(fā)展，主要原因是相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ涮岢龅母咭?，?dāng)然，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也為地理信息系統(tǒng)的改進(jìn)和完善提供了有利的支撐手段與工具，諸多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)，包括人工智能技術(shù)、圖像處理技術(shù)、三維技術(shù)等都被有效應(yīng)用到了地理信息系統(tǒng)之中，這些都在很大程度上推動(dòng)了GIS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

1.2 GIS應(yīng)用系統(tǒng)的主要開發(fā)模式

1.2.1 集成二次開發(fā)

所謂集成二次開發(fā)，實(shí)際上指的就是借助專業(yè)化的GIS工具軟件，如Maplnfo等而實(shí)現(xiàn)的GIS的基本功能，其主要將可視化開發(fā)工具等作為基本平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)二者的集成化開發(fā)。集成二次開發(fā)是現(xiàn)階段絕大部分GIS應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)模式，尤其是在GIS組件化發(fā)展趨勢越發(fā)明顯的時(shí)代背景下，這一開發(fā)模式已經(jīng)在GIS工程領(lǐng)域成為主流發(fā)展方向。

1.2.2單純二次開發(fā)

所謂單純二次開發(fā)，指的就是完全利用GIS工具軟件所提供的開發(fā)語言而開展的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工作，GIS工具軟件大都具有能方便用戶開展二次開發(fā)工作的宏語言，包括Avenue語言、MapBasic語言等，用戶通過這些宏語言，可將GIS工具軟件作為開發(fā)平臺(tái)，進(jìn)而研發(fā)出具有針對性的應(yīng)用程序。

1.2.3獨(dú)立開發(fā)

獨(dú)立開發(fā)指的就是完全不借助任何GIS工具軟件而進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程.在這一開發(fā)模式的指導(dǎo)下，不管是數(shù)據(jù)的采集、編輯，還是結(jié)果的處理與輸出，都是由開發(fā)者單獨(dú)負(fù)責(zé)的，之后再選擇一種程序設(shè)計(jì)語言，在操作系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)編程開發(fā)目標(biāo)。

2 GIS技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1系統(tǒng)總目標(biāo)

地理信息系統(tǒng)可對局部或者整個(gè)區(qū)域表面的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集、保存、處理與規(guī)劃，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜空間信息問題的有效解決。利用GIS技術(shù)構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)，能徹底改變以往由人工進(jìn)行大量建筑結(jié)構(gòu)信息圖表與結(jié)構(gòu)圖紙繪制的工作局面，通過GIS技術(shù)強(qiáng)大的空間分析功能，可有效實(shí)現(xiàn)對各類屬性信息、空間信息等的查詢與連接，以便為建筑結(jié)構(gòu)管理人員提供相關(guān)參考信息，使其管理效率得到大幅提升，與此同時(shí)，還能有效避免人工管理成本的大量消耗，并在一定程度上降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。運(yùn)用GIS技術(shù)所構(gòu)建的建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的可視化管理目標(biāo)，還能對新建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和監(jiān)督，此外，系統(tǒng)還能評估建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，針對抗震性能偏低的建筑結(jié)構(gòu)，可及時(shí)提出抗震加固的意見和建議，所以，該系統(tǒng)也是相關(guān)部門與政府開展抗震減災(zāi)工作的有效依據(jù)。

2.2系統(tǒng)整體框架

建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)的建設(shè)相對來說比較復(fù)雜，考慮到系統(tǒng)用戶的具體需求，包括地方建設(shè)局、國土資源管理局的需求等，應(yīng)當(dāng)確?？蛻舳司邆鋵ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確定位、統(tǒng)計(jì)和抗震性能評估的功能，要實(shí)現(xiàn)這些功能，就必須注重對客戶端軟件、硬件的配置，與此同時(shí)，還必須考慮到圖形信息保存與邏輯計(jì)算速度等方面的需求，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案上最好選擇客戶端/服務(wù)器端訪問模式，確保系統(tǒng)的訪問請求被合理劃分到這兩個(gè)端口，從而有效控制系統(tǒng)的通訊開銷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)查詢速度的大幅提升，使兩端硬件與軟件的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。客戶端與服務(wù)器端都應(yīng)當(dāng)設(shè)置VB語言開發(fā)應(yīng)用程序，鑒于在客戶端進(jìn)行圖形信息的訪問速度較慢，可借助緩存技術(shù)把少數(shù)一些空間信息保存在客戶端之中，其余大多數(shù)數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器端，借助UDP協(xié)議，用戶就可借助服務(wù)器端進(jìn)行所需數(shù)據(jù)的查詢，然后再利用客戶端將數(shù)據(jù)結(jié)果輸出。

2.3系統(tǒng)的功能模塊

2.3.1建筑結(jié)構(gòu)管理模塊

該模塊是建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)的核心模塊，這一模塊又可再細(xì)分為建筑結(jié)構(gòu)概貌與建筑結(jié)構(gòu)審批兩個(gè)小模塊。其中，建筑結(jié)構(gòu)概貌模塊主要負(fù)責(zé)將建筑結(jié)構(gòu)空間信息以平面圖或者立體圖的方式呈現(xiàn)，同時(shí)還能對其進(jìn)行準(zhǔn)確定位、縮小、放大等，建筑結(jié)構(gòu)屬性方面的信息主要涉及到建筑名稱、編號、類型、基本形式、面積、層數(shù)、功能等，以及周邊環(huán)境的相關(guān)信息。對于一些混合結(jié)構(gòu)類的建筑來說，其結(jié)構(gòu)屬性則應(yīng)當(dāng)包括樓梯的具體部位、層高、梁柱尺寸大小、承重體系等方面的信息。要求建筑結(jié)構(gòu)管理模塊能有效適應(yīng)各種分析、查詢、顯示功能需求，例如，在開展建筑結(jié)構(gòu)查詢的時(shí)候，主要涉及到空間查詢與屬性查詢，空間查詢通常是根據(jù)已知的建筑物的某種屬性，查詢滿足該條件的建筑結(jié)構(gòu)空間地理信息，并在找出之后將其用不一樣的顏色在地圖中突出顯示出來。屬性查詢一般是利用地圖查找某種建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的空間屬性信息，這種屬性信息可借助圖像或者文本表示出來。通過GIS的強(qiáng)大功能，可實(shí)現(xiàn)對建筑使用年限、建筑規(guī)模以及建筑結(jié)構(gòu)形式等的準(zhǔn)確分析，同時(shí)還能將這些信息匯總整理為完整的圖表或者報(bào)表，從而為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)劃者提供可供參考的決策依據(jù)。

2.3.2抗震評估管理模塊

抗震評估管理模塊并不是建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)的主要模塊，而只是一個(gè)輔助性的模塊。該模塊包括抗震加固與抗震評價(jià)兩個(gè)小模塊。其中，抗震評價(jià)模塊的主要功能是分析建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，借助場地抗震性能分區(qū)圖層以及建筑結(jié)構(gòu)的總體空間布局圖，并結(jié)合建筑物所在的具體位置，可實(shí)現(xiàn)對場地抗震性能的科學(xué)劃分，并對之進(jìn)行可視化管控。針對抗震性能區(qū)危險(xiǎn)系數(shù)較高的石結(jié)構(gòu)來說，應(yīng)當(dāng)將其全部拆除。相反，對于比較安全的石結(jié)構(gòu)來說，則應(yīng)當(dāng)對建筑結(jié)構(gòu)屬性信息進(jìn)行詳細(xì)查詢，了解建筑物的承重體系、基礎(chǔ)類別、圈梁、構(gòu)造柱等多方面的信息，抗震評價(jià)模塊一般是按照建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對上述信息進(jìn)行自動(dòng)化檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)抗震評價(jià)等級為危險(xiǎn)級別，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)向抗震加固模塊發(fā)送信息，以便系統(tǒng)制定針對性的抗震加固方案。

2.3.3系統(tǒng)維護(hù)模塊

系統(tǒng)維護(hù)模塊的功能通常包括搜尋、打印、刪除、修改或者新建管理員信息。該模塊可細(xì)分為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、用戶個(gè)人信息與系統(tǒng)管理設(shè)置三個(gè)子模塊，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范模塊的功能是查詢與發(fā)布最新的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，特別是抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。用戶個(gè)人信息模塊主要是為操作者提供設(shè)置登錄名與密碼等服務(wù)。系統(tǒng)管理設(shè)置模塊則主要用來對所有相關(guān)用戶的使用權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。

3 結(jié)語

綜上所述，GIS技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。近幾年，我國GIS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用成效也取得了一定程度的提升，特別是在建筑結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)應(yīng)用方面，這對我國建筑行業(yè)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展來說是非常有利的。

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