基于WebGIS的工程监测信息管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于WebGIS的工程监测信息管理系统，其对工程的各个预设监测位置的状态进行管理，包括：用户交互模块；基于WebGIS的地理数据控制模块；及地理数据库。用户利用所述交互模块通过所述控制模块向所述数据库中输入与所述状态相关的地理数据，并将所述地理数据存储与所述地理数据库中，并且所述控制模块根据用户通过所述交互模块输入的指令对所述地理数据进行处理，并通过网络利用所述用户交互模块向所述用户提供可视化信息。根据本发明的管理系统，基于WebGIS技术的监测信息管理系统能够及时获取管线施工各个标段、工作井、区间的总体报警信息，从大量的监测数据中获取有价值的监测信息，并制定应对方案。
【专利说明】基于WebGIS的工程监测信息管理系统【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及工程施工【技术领域】，尤其涉及用于进行工程自动监测的装置或系统。【背景技术】
[0002]随着计算机，和GIS技术的快速发展，基于GIS技术的信息化管理在工程项目中应用越来越广泛。 [0003]WebGIS，即因特网GIS。就是把Web页面作为GIS软件的用户界面，把Internet和GIS技术结合在一起，能够进行各种交互操作的GIS。它的基本思想就是在互联网上提供地理信息，让用户通过浏览器浏览获得一个地理信息系统中的数据和功能服务。Web页面使用超媒体技术和超文本链接语言，使得对GIS的操作更富有灵活性和趣味性。近几年来，飞速发展的Internet已经成为GIS新的系统平台，利用Internet技术在Web上发布空间数据供用户查询和使用是GIS发展的必然趋势，WebGIS技术作为GIS的主要发展方向之一已是不争的事实。
[0004]在监测项目管理中，实时获取监测数据和预警报警至关重要。基于WebGIS技术的监测信息管理系统能够实时显示监测数据、报警状态和项目进度，并能以短信、邮件等多种方式发布预警和报警信息，对施工安全管理、监测信息管理、项目风险控制等具有重要意义，可最大程度的减少和预防施工中的工程事故，减少人员伤亡和经济损失。
[0005]然而，传统的监测管理方法采取纸质报表，电话等方式进行沟通，一些初级的信息化系统也只是数据的简单展示，不具备预警、报警、分析等功能。因此很难满足需求。
【发明内容】
[0006]因此，本发明旨在提供具有预警、报警、分析等功能工程监测信息管理系统。
[0007]为了达成上述目的，本发明提供一种基于WebGIS的工程监测信息管理系统，其对工程的各个预设监测位置的状态进行管理，包括:用户交互模块；基于WebGIS的地理数据控制模块；及地理数据库。
[0008]用户利用所述交互模块通过所述控制模块向所述数据库中输入与所述状态相关的地理数据，并将所述地理数据存储与所述地理数据库中，并且所述控制模块根据用户通过所述交互模块输入的指令对所述地理数据进行处理，并通过网络利用所述用户交互模块向所述用户提供可视化信息。
[0009]—些实施例中，所述交互模块包括输入模块，其中所述输入模块包括用以输入所述位置的基础数据的基础数据输入单元和用以输入所述位置的监测数据的监测数据输入单元。
[0010]一些实施例中，所述交互模块包括输出模块，其中所述输出模块包括显示单元，其向用户可视化地输出经所述控制模块处理的所述地理数据。
[0011]一些实施例中，所述输出模块还包括警报单元，当所述控制单元判定所述监测数据与参考信息之间的变化值满足预定条件时，通过所述警报单元向用户发出警报。[0012]一些实施例中，所述警报单元可发出预警信息和报警信息，其中当所述变化值进入小于预定变化值的范围内，发出预警信息，并且当所述变化值大于等于所述预定变化值时，发出报警信息。
[0013]一些实施例中，设置多个所述预定值，从而形成不同的报警级别，以及与所述报警级别相对应的报警通知对象。
[0014]一些实施例中，设置三级报警，其中三级报警为超过所述预定变化值的I倍，二级报警为超过所述预定值的2倍、一级报警为超过所述预定变化值的3倍。
[0015]一些实施例中，所述地理数据库包括监测信息数据库和地理信息数据库。
[0016]一些实施例中，所述管理系统运行于服务器端，用户通过浏览器利用网络与所述系统进行交互。
[0017]一些实施例中,所述管理系统运行于多个分布式服务器。
[0018]根据本发明的管理系统，基于WebGIS技术的监测信息管理系统能够及时获取管线施工各个标段、工作井、区间的总体报警信息，从大量的监测数据中获取有价值的监测信息，并制定应对方案。此外，根据本发明的管理系统，信息及时传递性，信息不再通过人工告知等方式，通过自动化的采集、自动化的处理、自动化的报警直接发送报警信息至负责人手机中。真正实现采集、数据处理、报警自动化。
[0019]以下结合附图，通过示例说明本发明主旨的描述，以清楚本发明的其他方面和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中:
[0021]图1为根据本发明实施例的管理系统的方块图；
[0022]图2为图1所示管理系统的结构方块图；
[0023]图3为根据本发明实施例的管理系统的架构图。
【具体实施方式】
[0024]参见本发明具体实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本【技术领域】的技术人员完全了解本发明的范围。
[0025]应理解，本发明的描述/图示为单个单元的部分可存在于两个或两个以上的物理上独立但合作实现所描述/图示之功能的实体。此外，描述/图示为两个或两个以上物理上独立的部分可集成入一个单独的物理上实体以进行所描述/图示的功能。
[0026]现参考图1详细说明根据本发明实施例的基于WebGIS的工程监测信息管理系统。所述管理系统其对工程的各个预设监测位置的状态进行管理。
[0027]如图1所示，所述管理系统包括用户交互模块。用户交互模块用户实现用户与管理系统的交互，例如，用户输入数据和指令，管理系统根据指令处理用户输入的数据，并向用户显示经处理的数据。
[0028]所述管理系统还包括地理数据库，其中储存有与所述监测位置相关的数据，例如，所述监测位置的基板地理信息和监测信息。本实施例中，所述地理数据由用户通过所述交互模块输入，然而，本发明不限于此，可以大批量导入实现已经存在的相关地理数据。
[0029]本实施例中，所述地理数据库包括监测信息数据库，其存放的是登陆信息、项目基础表、项目监测数据表等数据。所述监测信息数据库例如可由SQL数据库实现。
[0030]此外，所述地理数据库还包括地理信息数据库，其存放SHP类型的地图信息，包括地图中点信息、线信息、文字信息，其目的是便于用户将监测CAD图发布至网络上，并保证CAD上的信息同步发布至服务器上，便于用户访问CAD中的点、文字属性。所述地理信息数据库例如可由GIS数据库实现。
[0031]所述管理系统还包括基于WebGIS的地理数据控制模块。地理数据的性质是数据量大，结构相异。所述管理系统的控制模块使得用户可以用统一的方式直接访问多种不同GIS数据，而不需要把现有数据上载到服务器或者转换格式，方便异构数据的统一管理。
[0032]用户利用所述交互模块通过所述控制模块向所述数据库中输入与所述状态相关的地理数据，并且所述控制模块根据用户通过所述交互模块输入的指令对所述地理数据进行处理，并通过网络利用所述用户交互模块向所述用户提供可视化信息。
[0033]下文将参考图2详述所述系统的工作。
[0034]所述交互模块包括输入模块。所述输入模块包括用以输入所述位置的基础数据的基础数据输入单元。所述输入模块还包括用以输入所述位置的监测数据的监测数据输入单元。根据本发明的Web监测信息管理系统利用所述输入模块进行基础信息管理和监测报表上传的操作。
[0035]监测的位置是根据工程特性及本工程所需监测构筑物而设定的相应位置，主要包含纵横坐标(X、Y)，其主要表征监测点的具体位置。
[0036]基础数据输入单元一般用于输入与监测位置相关的基础地理信息，如空间坐标等。本实施例中，由系统管理员上传布点图和基础信息表。监测数据输入单元一般用于输入与监测项目相关的数据，其一般根据时间变化。
[0037]所述基础信息包含:点名、纵横坐标、监测对象、风险等级、各属性变化速率报警值、各属性单次变化报警值、各属性累计变化报警值。本实施例中，监测信息包括位移监测、测斜监测、水位监测、分层沉降监测、轴力监测数据。
[0038]监测数据输入单元用于输入监测位置的监测状态。监测状态是指对监测点的变化速率、单次变化量、累计变化量进行监测。主要包含位移监测、测斜监测、水位监测、分层沉降监测、轴力监测等类型的监测点。
[0039]本实施例中，由监测人员上传监测报表数据。然而，应理解，监测点不限于任何具体的设施，而是可为任何需要监测的监测点。此外，本发明的监测数据无任何的格式限制，只要其可以表征监测点的状态。并且，所述监测数据可包括多种不同类型的数据。
[0040]所述交互模块包括输出模块，其中所述输出模块包括显示单元，其向用户可视化地输出经所述控制模块处理的所述地理数据。根据本发明的Web监测信息管理系统利用所输出模块进行监测数据统计分析及展示和报警信息发布的操作。
[0041]本实施例中，所述交互模块可实现本文交互，例如，实现信息查询、数据编辑、专业计算和统计分析等功能。实现了按行政区、图幅、经纬度范围、等级、测量网、点标识等方式的信息查询，基于浏览器的简单数据编辑，坐标转换、新旧图幅转换、大地水准面计算等常用专业计算功能，以及多种方式的成果统计分析。查询和统计结果为HTML成果报表和图表，计算结果为HTML文件和可下载的TXT文件。
[0042]此外，所述交互模块可实现图形交互，例如，图形显示、图形操作和图形查询等功能。图形显示实现图层的动态加载和显示控制，图形操作实现图形的放大、缩小、平移、刷新、全图、测距等功能，图形查询实现了基于点、矩形、圆形、缓冲区、图幅、行政区等方式的图形对象查询。查询结果为HTML成果报表。
[0043]较佳实施例中，所述输出模块还包括警报单元，当所述控制单元判定所述监测数据满足预定条件时，通过所述警报单元向用户发出警报。
[0044]本实施例中，所述警报单元可分别发出预警信息和报警信息。预警信息是在报警信息之前设置的一个警示信息，一般当监测对象变化值达到报警值的80%时即产生预警。报警信息是当监测对象变化值达到或超过规范允许值(或设计允许值)时产生警示信息。
[0045]会根据不同项目类型，不同监测构筑物，设定不同的预警及报警值。一般当监测对象变化值达到报警值的80%时即产生预警信息，当监测对象变化值达到或超过规范允许值(或设计允许值)时产生报警信息，一般三级报警为超过允许变化值的I倍，二级报警为超过允许变化值的2倍、一级报警为超过允许变化值的3倍。
[0046]如图2所示，根据本发明的Web监测信息管理系统通过对SQL数据库和GIS数据库进行数据存取而实现上述操作。
[0047]本实施例中，所述管理系统运行于服务器端，用户通过浏览器利用网络与所述系统进行交互。因此，用户通过用户设备访问所述系统而通过与所述交互模块进行交互。用户设备可以是任何一种可与用户通过键盘、遥控器、触摸板、或声控设备进行人机交互的电子产品，例如计算机、智能手机、PDA、游戏机、或IPTV等。此外，所述交互模块通过网络存取所述数据库。所述网络可以使局域网，城域网，广域网，或任何合适的网络。
[0048]本实施例中，所述管理系统运行于多个分布式服务器。根据本发明实施例的管理系统包括独立的组件和模块，利用WebGIS计算通过Internet的这种分布式系统把GIS数据和分析工具部署在网络不同的计算机上，用户可以从网络的任何地方访问这些数据和应用程序，即不需要在本地计算机上安装GIS数据和应用程序，只要把请求发送到服务器，月艮务器就会把数据和分析工具模块传送给用户。
[0049]现参考图3详细描述根据本发明实施例的管理系统的构架。
[0050]如图3所示，本实例基于MapGuide的3层B/S结构的WebGIS架构，分为服务器层、网络层和客户端层，采用，Windows Server2003+Apache+Jsp的开发架构，使用MapGuide提供的丰富API (MapGuideffebAPI和ViewerAPI)进行灵活的二次开发。
[0051]用户使用浏览器进行操作，通过TCP/IP协议从客户端传递请求，通过MapGuideffeb API 访问 Web Extensions.Web Extensions 包含 I 个MapAgent CGI/Fas-tCGI模块，可以使MapGuide Server提供的服务通过Internet或Intranet传递给客户端应用程序。MapGuide Server分为站点服务器(Site Server)和支持服务器(SupportServer)。站点服务器负责用户认证、管理逻辑事务、数据仓库和资源管理，I个站点只有I个服务器。支持服务器负责基于DWF或映像文件创建地图，通过FDO访问数据及地图分块管理。
[0052]较佳实施例中，I个站点可以有多个支持服务器。客户在向某个服务器提出服务请求时，并不需要知道所要求的信息是否在该服务器上、信息在哪里，统一由服务器解决.如果服务器发现所请求的信息不在该服务器上，它就会向其他服务器发送请求并找到所需f目息。
[0053]MapGuide Server 提供以下服务:站点服务(Site Service)、资源服务(ResourceService)、图形服务(Drawing Service)、特征服务(Feature Service)、地图服务(MappingService)、渲染服务(Rendering Service)和分块服务(Tile Service)。这7种服务都是用来处理用户发送的一系列请求的，对于使用者是同一对象.通过对这7种服务的API操作，可以实现系统功能。
[0054]当用户发送请求浏览页面时，首先在站点服务器创建与站点之间的连接，建立用户session，然后创建服务。资源服务主要用来管理资源数据库和地图数据，例如对地图的加载、复制、移动、重命名和删除。地图和渲染服务用来显示和打印地图、管理地图图层和层组以及创建地图图例。要素服务用于保存和返回与数据类型无关的特征数据，利用FDO访问不同格式的地图数据，针对地图数据源执行空间和列表查询，编辑地图(创建、更新和删除)。
[0055]分块服务用来对系统中使用的高分辨率影像数据进行分块，使地图显示平滑连续。MapGuide提供I个XML(eXtensibleMarkup Language)数据库用于存储和管理资源，支持大多数普遍使用的空间数据格式、数据库格式和OGC标准。
[0056]现参考图4详细描述根据本发明实施例的管理系统的配置。
[0057]系统使用Autodesk MapGuide6.0实现基于矢量模式的WebGIS系统。MapGuide主要包括Server, Author和Viewer三部分组件。Server负责提供地图数据；Author用于完成MWF (地图窗口文件)和MLF (图层文件)的制作。
[0058]MWF以图层方式显示地图，MWF显示时加载MLF，MLF根据配置联络Server获取数据并显示地图Viewer是客户端插件，可以解释从服务器分发过来的数据，可动态地向Server请求空间数据，使用户可以在浏览器上浏览地图并和地图交互操作。
[0059]MSSQL Spatial 数据供应器(Provider for MSSQL Spatial)可以使 Server 通过MSSQL Client 连接到 MSSQL Spatial 数据库。
[0060]系统环境配置如图4所不。应用系统遵循J2EE技术规范，以Java技术为核心实现开发和部署，程序结构从逻辑上分为客户层、Web层、业务逻辑层、数据层4层。
[0061]应用系统架构的具体实现如下:
[0062]I)数据库服务器
[0063]包含数据层，负责存储、管理数据，为业务逻辑层和地图服务提供请求的数据。安装MSSQL数据库(包含MSSQL Spatial)，空间数据需要建立空间索引。
[0064]2) GIS 服务器
[0065]负责处理地图数据请求并返回地图数据。需要安装MSSQL Client，并建立数据库服务；安装 Server 和 Provider for MSSQL Spatial,建立 Autodesk spatial dataProvider for MSSQL Spatial数据源；在IIS中建立地图服务虚拟目录并确认能正常连接，该虚拟目录指定了地图服务资源访问地址。
[0066]3) Web 服务器
[0067]用于发布应用程序和地图。应用程序包括了 Web层和业务逻辑层。Web层主要包括实现系统流程控制的Servlet和Java Beans,生成交互页面和专业数据报表的JSP以及地图文件，实现系统流程控制，根据用户的请求对业务逻辑层和GIS系统服务器进行访问，动态生成交互页面、数据报表和地图，并返回到客户端。业务逻辑层负责与数据库的交互，用来实现系统所有的业务逻辑，包含数据访问代码、验证业务逻辑和强制业务逻辑，包括了与数据库交互进行存取操作和基于业务数据进行专业数据计算的EJB(Enterprise JavaBeans，缩写EJB)。EJB根据用户请求，通过JDBC访问位于数据服务层的后台数据库，进行后台计算。
[0068]4)浏览器
[0069]包含客户层，用户通过浏览器和地图插件浏览网页及地图，实现与Web服务器的交互。首次运行含有地图的网页时系统会提示并安装Viewer，系统使用的Viewer为ActiveX 控件(支持 Internet Explorer)。
[0070]应理解，MapGuide既可采用“无插件”方式通过服务器端Java小程序向任何客户端浏览器发送地图和各种图形，又可通过小巧的客户端浏览器插件提供更多、更强的地图交互功能。
[0071]本发明具有如下优点。
[0072](I)根据本发明的管理系统，基于WebGIS技术的监测信息管理系统能够及时获取管线施工各个标段、工作井、区间的总体报警信息，从大量的监测数据中获取有价值的监测信息，并制定应对方案；及
[0073](2)根据本发明的管理系统，信息及时传递性，信息不再通过人工告知等方式，通过自动化的采集、自动化的处理、自动化的报警直接发送报警信息至负责人手机中。真正实现采集、数据处理、报警自动化。
[0074]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于WebGIS的工程监测信息管理系统，其对工程的各个预设监测位置的状态进行管理，特征在于，包括: 一用户交互模块； —基于WebGIS的地理数据控制模块；及 —地理数据库，其中， 用户利用所述交互模块通过所述控制模块向所述数据库中输入与所述状态相关的地理数据，并将所述地理数据存储与所述地理数据库中，并且所述控制模块根据用户通过所述交互模块输入的指令对所述地理数据进行处理，并通过网络利用所述用户交互模块向所述用户提供可视化信息。
2.如权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述交互模块包括输入模块，其中所述输入模块包括用以输入所述位置的基础数据的基础数据输入单元和用以输入所述位置的监测数据的监测数据输入单元。
3.如权利要求2所述的管理系统，其特征在于，所述交互模块包括输出模块，其中所述输出模块包括显示单元，其向用户可视化地输出经所述控制模块处理的所述地理数据。
4.如权利要求3所述的管理系统，其特征在于，所述输出模块还包括警报单元，当所述控制单元判定所述监测数据与参考信息之间的变化值满足预定条件时，通过所述警报单元向用户发出警报。
5.如权利要求4所述的管理系统，其特征在于，所述警报单元可发出预警信息和报警信息，其中当所述变化值进入小于预定变化值的范围内，发出预警信息，并且当所述变化值大于等于所述预定变化值时，发出报警信息。
6.如权利要求5所述的管理系统，其特征在于，设置多个所述预定值，从而形成不同的报警级别，以及与所述报警级别相对应的报警通知对象。
7.如权利要求6所述的管理系统，其特征在于，设置三级报警，其中三级报警为超过所述预定变化值的I倍，二级报警为超过所述预定值的2倍、一级报警为超过所述预定变化值的3倍。
8.如权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述地理数据库包括监测信息数据库和地理信息数据库。
9.如权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述管理系统运行于服务器端，用户通过浏览器利用网络与所述系统进行交互。
10.如权利要求8所述的管理系统，其特征在于，所述管理系统运行于多个分布式服务器。
【文档编号】G06F17/30GK103617507SQ201310664994
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】顾杨, 沈日庚, 丁美, 黄金明, 陈威, 陈晓晨 申请人:上海市城市建设设计研究总院