江寧　賈超

摘要：針對(duì)建筑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的采集過程，提出構(gòu)建智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)路線，給出了系統(tǒng)總體構(gòu)架圖，論述了建筑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集電子手簿的設(shè)計(jì)流程，制作了用于精密水準(zhǔn)測(cè)量的電子手簿，并運(yùn)用一個(gè)實(shí)例驗(yàn)證了建筑變形監(jiān)測(cè)智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè);數(shù)據(jù)采集;沉降觀測(cè);系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU196.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.049

1 引言

建筑變形監(jiān)測(cè)是指在建筑物施工及使用期限內(nèi)，對(duì)建筑物的位移和沉降實(shí)施的檢查、監(jiān)控工作，運(yùn)用的手段涉及到測(cè)繪、巖土和結(jié)構(gòu)等多個(gè)專業(yè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無疑是整個(gè)工程的核心內(nèi)容，數(shù)據(jù)的處理速度和準(zhǔn)確度對(duì)于監(jiān)測(cè)信息的及時(shí)、有效反饋有著至關(guān)重要的影響。為了提高數(shù)據(jù)的處理效率、減少人為誤差，筆者提出構(gòu)建一種智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

在建筑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和處理的過程中，盡量減少人工手動(dòng)干預(yù)導(dǎo)致的人為誤差，提高數(shù)據(jù)采集和處理的速度，運(yùn)用測(cè)量?jī)x器的自動(dòng)存儲(chǔ)功能及電子手簿技術(shù)，將野外監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)直接儲(chǔ)存為能夠與計(jì)算機(jī)互操作的電子數(shù)據(jù)。在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，運(yùn)用相關(guān)軟件直接進(jìn)行可用數(shù)據(jù)的提取、計(jì)算、分析、報(bào)表輸出以及Web方式數(shù)據(jù)反饋，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)輕輕一點(diǎn)就能夠得到最終成果的“一鍵式”反饋功能。

2 系統(tǒng)總體構(gòu)架

建筑變形監(jiān)測(cè)智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)涉及到的內(nèi)容有測(cè)量電子手簿，測(cè)量原始數(shù)據(jù)（文件）的傳輸與轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)的智能化計(jì)算、分析及報(bào)表輸出。以上內(nèi)容組成了建筑變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)外業(yè)一體化、辦公的無紙化和實(shí)時(shí)監(jiān)控的信息化。

在監(jiān)測(cè)外業(yè)工作開展時(shí)，如果監(jiān)測(cè)儀器不具備存儲(chǔ)野外數(shù)據(jù)的條件，可以使用電子手簿進(jìn)行第一手?jǐn)?shù)據(jù)的采集，目前很多單位使用如PC-1500、PC-E500和掌上電腦（PDA）作為電子手簿，內(nèi)含數(shù)據(jù)采集程序。隨著智能手機(jī)的迅速升級(jí)，也可以采用智能手機(jī)作為電子手簿。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

系統(tǒng)框架如圖1所示。

4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1 手機(jī)電子手簿的制作

在野外測(cè)量工作當(dāng)中，傳統(tǒng)的方法是將觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄在紙質(zhì)的測(cè)量手簿上，傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄不利于高效率進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)平差，而使用電子手簿無疑是實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化的重要方法。電子手簿可以存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并按相應(yīng)的格式進(jìn)行輸出和記錄。大部分測(cè)量?jī)x器內(nèi)藏存儲(chǔ)模塊或配有專用電子記錄器（電子手簿）。此外，也可以用PDA作為平臺(tái)，以嵌入式語言開發(fā)數(shù)據(jù)采集軟件。目前，PDA已經(jīng)被智能手機(jī)所取代，基于Android SDK進(jìn)行嵌入式編程，可以制作適用于Android手機(jī)的電子手簿，但是編寫軟件的過程比較復(fù)雜，開發(fā)周期時(shí)間長，對(duì)編程技術(shù)要求較高。如果利用Excel制作手簿表格并存人手機(jī)，則能在一定程度上提高工作效率。這種電子手簿適用于沒有自動(dòng)記錄功能的光學(xué)精密水準(zhǔn)儀，如徠卡NA2精密水準(zhǔn)儀，以一級(jí)變形監(jiān)測(cè)為例，利用Excel內(nèi)置的公式編輯功能，制作的電子手簿如表1所示。

4.2 測(cè)量電子手簿的應(yīng)用實(shí)例

在建筑沉降觀測(cè)當(dāng)中，使用智能手機(jī)作為沉降觀測(cè)電子手簿的載體，配合徠卡NA2型精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)，收到了良好的效果，極大提高了水準(zhǔn)內(nèi)業(yè)工作的效率。

在外業(yè)工作中，用上述電子手簿進(jìn)行水準(zhǔn)儀觀測(cè)讀數(shù)記錄，數(shù)據(jù)校核過程在手簿中自動(dòng)完成，如果測(cè)站超限，電子手簿可進(jìn)行自動(dòng)提醒，不需要測(cè)量人員手動(dòng)計(jì)算限差，極大程度上避免了人為錯(cuò)誤。

在觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄完成以后，手簿內(nèi)置的公式可以自動(dòng)對(duì)閉合差進(jìn)行計(jì)算。2018-11-06進(jìn)行沉降觀測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)記錄如表2所示。

在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)，通過USB數(shù)據(jù)線，將電子手簿表格存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，用文件格式轉(zhuǎn)換，將手簿的EXCEL文檔轉(zhuǎn)換為為平差軟件（例如COSA、EasyMap和南方平差易等）識(shí)別的格式，然后利用平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差。最終的平差結(jié)果如圖2所示。

5 總結(jié)

建筑變形監(jiān)測(cè)智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要運(yùn)用到測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、巖土科學(xué)等多方面的知識(shí)。電子手簿的利用提高了外業(yè)數(shù)據(jù)記錄的便捷性和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的速度，現(xiàn)已經(jīng)成了監(jiān)測(cè)工作中不可或缺的部分，尤其在沉降觀測(cè)過程中發(fā)揮舉足輕重的作用。通過使用建筑變形監(jiān)測(cè)智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，測(cè)量數(shù)據(jù)處理時(shí)間大為減少，工作效率得到了提高。

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