工程测量与民用建筑工程论文

单位代码：密级：公开学号：分类号：P283研究生学位论文专业名称:工程测量与民用建筑论文题目:公路工程监理信息系统的设计与实现撰写时间:申请学位:工学硕士导师姓名:教授研究生姓名:中国人民解放军信息工程大学测绘学院二○○五年四月摘要本文通过对公路工程施工管理与GIS的研究，提出并建立了公路工程监理信息系统，即利用MIS和GIS技术对公路工程整个施工过程进行质量控制、进度控制及投资控制，为监理工程师提供对公路工程施工进行可视化查询、统计分析、报表和工程项目计算等方法。作者在文中论述了系统总体设计方案，并设计了符合监理工程师要求的数据库结构。采用了基于COM的、建立在OLEDB上层的ADO方式访问数据库,该方法可访问各种不同类型的数据库。系统设计中采用了组件集成技术。在图形显示与查询方面选用了基于ActiveX的MapX可编程控件，取得了令人满意的效果。本文结合《焦作至巩义黄河公路大桥及连接线工程》施工的全过程研制开发的公路工程监理信息系统，对提高监理质量，确保公路工程施工的顺利完成具有实际应用价值。关键词：工程监理变更设计质量控制进度控制投资控制AbstractThispaperbringsforwardandsetsuptheHighwayProjectSupervisionandManagementInformationSystemthroughafullstudyofhighwayconstructionmanagementandGIS.Themainpurposeistoprovidetheengineerofsupervisionandmanagementwithmethodsofvisualquery,statisticalanalysis,makingreportforms,andprojectcalculationsbyutilizingMISandGIStechniquestohavequalitycontrol,progresscontrolandinvestmentcontroloverthewholeprocessofthehighwayconstruction.Thewriterdetailsthegeneraldesignschemeinthispaper,anddevisesthedatabasestructurethatcoincideswiththerequestoftheengineerofsupervisionandmanagement.AndtheADOthatisbasedonCOMandbuiltinhigherlayerofOLEDBischosentohaveaccesstothedatabase.Thismethodcanbeusedtoaccessdifferentkindsofdatabase.TheComponentIntegrationTechniqueisusedinthedesignofthesystem.AndsatisfactoryeffectsresultfromtheselectionandapplicationofMapXprogrammablecontrolsthatarebasedonActiveXingraphicsdisplayandquery.TheHighwayProjectSupervisionandManagementInformationSystemthatisdevelopedaccordingtothewholeconstructionprocessoftheYellowRiverHighwayBridgeAndItsJointLineProjectFromJiaozuoToGongyiisprovedvaluablefortheenhancementofsupervisionandmanagementqualityandthesuccessfulcompletionofthehighwayconstruction.Keywords:Supervisionandmanagementofproject,Modificationofdesign,Qualitycontrol,Progresscontrol,Investmentcontrol第一章绪论当今世界，以信息技术为主要标志的科技进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示着人类的经济社会生活将会发生新的巨大变化（江泽民，1998）。进入二十一世纪，IT产业与GIS发展日新月异，专题GIS的应用已开始向国民经济各个领域推广。近些年来，公路建设在国家基础建设中所占的比重越来越大。要想快速、优质、安全地完成公路施工任务，除了提高工程人员素质、工程技术设计外，更需要在施工过程中进行科学管理，增加施工过程的科技含量。在科学技术迅猛发展的今天，IT产业的高速发展已经成为新世纪的一个重要标志，而GIS技术在信息产业中所处的地位也越来越重要。本文研究的主要内容就是应用MIS与GIS技术为工程监理人员提供对公路工程施工过程中的监理工作进行全方位的科学管理。1．1地理信息系统的起步与发展地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS），是计算机技术与地理科学相结合的产物，它以空间数据库为基础，在计算机软件和硬件环境的支持下，运用系统工程和信息科学的理论和方法，综合地、动态地对空间数据进行采集、储存、管理、分析、输出，实时提供动态的地理环境信息，并服务于辅助决策的技术系统。换言之，GIS是采集、储存、管理、分析、描述、显示及应用与空间位置和地理分布有关数据的空间信息系统，是由计算机硬件、软件、数据和用户四大部分组成的问答系统[2]。GIS的定义很多，但至今尚没有国际上认可的定义，不同学科、不同应用领域对GIS的理解和定义不尽相同。较新的GIS定义是：地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机技术系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术[1]。目前又有许多学者提出应将GIS扩展为GIS3的结构，即System、Service、Science。地理信息系统既可以是一个包罗万象的庞大系统，也可以是一个专题、某一个区域的与地理信息有关的信息系统，如土地信息系统、城市信息系统都属于地理信息系统的范畴，从广义上讲，凡是涉及到地理信息处理问题的系统都属于地理信息系统，一般称为专题或专业地理信息系统[3]。GIS产生于60年代初，1963年，加拿大人R.F.Tomlinson提出“地理信息系统”这一术语，并于1971年建成世界上第一个地理信息系统（CGIS）。70年代随着计算机硬、软件的发展，GIS朝实用化、商业化方向迅速发展。80年代GIS产品走向成熟并得到推广和应用。GIS的应用也从基础信息管理与规划转向更加复杂的区域开发、预测预报以及与卫星遥感技术相结合用于全球性问题的监测与评价，GIS已成为主要的辅助决策工具。90年代是GIS的全面发展与产业化阶段。网络的迅速发展，3S（GIS、GPS和RS）技术的有机结合，使得GIS向智能化、网络化方向发展。目前，流行的GIS开发软件主要有ARC/INFO、ArcView、MicroStation、MapInfo、MAPGIS、GeoStar等等。这些软件功能强大，广泛应用于城市规划与管理、城市社会治安、环境监测与治理、资源调查与利用、投资环境与评价、防灾减灾、工程建设、作战指挥自动化等方面。我国的GIS起步较晚，但发展较快，目前已开发的具有自主版权的地理信息系统平台：MAPGIS（武汉中地公司）、GeoStar（武汉吉奥公司）、CITYSTAR（北京大学）、MapEngine（北京图原公司）、AFInternetGIS（武汉奥发公司）等都已走向市场。随着计算机和信息技术的发展，GIS也随之迅速发展。未来GIS的发展趋势主要表现在以下几个方面：1）GIS网络化网络的发展给GIS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。地理数据不仅可以按照地理位置、专题内容、生产机构、使用价格等进行搜索，甚至可以直接在网上进行数据的各类空间操作。2）数据商业化有人统计，GIS硬件、软件和数据的造价比是1：10：100（Frank,1992），如何有效地生产和维护地理数据是GIS面临的主要挑战之一。在欧美等国家，空间数据已经被作为一种商品，在零售商店就可以买到。国内目前已经有公司与国家测绘局合作，将地理数据存放在Internet上，供需要者租用。3）GIS标准化包括软件、操作、数据的标准化。主要指空间数据交换标准，以便达到更广泛的数据共享。GIS发展到今天，人们发现标准化的真正实现将使人们能在一个共同理解基础之上共享信息的资源。我国目前也正在制定自己的行业标准。4）软件部件化目前的GIS软件或系统作为一个整体独立存在，但从使用GIS机构的角度来看，很多机构只是需要GIS软件中的部分功能，这就要求GIS的功能部件化，将来的发展是GIS将不再作为一个独立的系统存在，而是作为机构整个管理和运作系统的一部分，GIS的各种功能将融合在与专业领域更直接的系统中。软件的部件化是GIS发展的趋势[1]。1．2公路工程监理信息系统的研究现状计算机技术在道路设计中起步较早，国外于50年代末，主要集中在应用数据地面模型（DEM）技术，进行道路辅助设计（CAD），近年来正在向公路施工和管理方面快速发展。我国计算机技术在公路工程中应用起步较晚，开始于70年代，当时也主要集中在道路勘测设计阶段。近些年来，在线路工程建设与管理中取得很大进展，已应用GIS技术成功开发了许多专业地理信息系统，如：地下管线管理信息系统、输电线路管理系统、水利工程管理系统、供水管网管理系统、通信管网管理系统等等。但在公路工程监理信息系统（TheInformationSystemofHighwayProjectSupervision,以下简称HSGIS）的研究方面，目前只有德国、美国、日本等国家的几个大的工程公司有所研究。比较有代表性的是美国BENTLEY公司开发的基于MicroStationGeoGraphics的BENTLEY地理工程基础平台。可对大型基础设施在勘测、设计、施工、运作、管理、维护等方面进行全方位的管理。但软件价格昂贵，操作界面不符合中国人的习惯，特别是国外的监理模式与国内有较大的区别，不能满足实际需求。国内收集到的资料中只有云南省公路管理局针对大保高速公路研制了《云南大保高速公路合同管理及投资控制系统》，武汉测绘科技大学与葛洲坝水利水电工程集团公司联合研制的《施工总图管理信息系统》，能够对施工过程中的数据资料和各种文件进行管理、查询、分析的公路工程监理信息系统，目前在国内还没有见到。1．3研究公路工程监理信息系统的目的和意义公路工程施工涉及到大量的人力、物力和财力，工程变更涉及整个施工过程。大量的施工设计图纸以及每天、每月、每季的施工汇总资料堆积如山，别说统计分析，就是找到都很麻烦，给监理工作带来许多困难，可以说施工管理工作异常复杂。随着计算机技术的普及与发展，特别是地理信息系统（GIS）在国民经济各个领域的应用，使计算机管理上述工作成为可能。按公路工程施工规范要求的内容，合理地对施工全过程进行质量、进度、投资控制，是确保施工得以正常进行的关键，对提高公路建设的总体技术水平具有重要意义。为适应现代化建设，满足工程管理部门的迫切要求，本文结合《焦作至巩义黄河公路大桥及其连接线工程》,对公路工程监理信息系统（HSGIS）进行了设计与实现。HSGIS不同于普通的办公自动化系统，它是以地理信息系统为基础的MIS，它以地形图、施工设计图、工程基本资料为依据，将各种不同的信息分别放入数据库中，通过在计算机上点击地形图上的点、线、面等具体实体，得到该实体的属性、施工进度等信息，同时也可将属性数据直接在图形上定位。总体设计目标如下：·充分利用计算机计算速度快、存贮量大、不易出错的优点，最大限度地减轻工程技术人员的工作量，实