一种工程勘察勘探数据采集系统及方法与流程

1.本发明涉及地质信息处理技术领域，具体是一种工程勘察勘探数据采集系统及方法。


背景技术：

2.平洞勘探是工程地质勘察常用勘探手段之一，尤其是水电、水利、公路、铁路等行业的工程地质勘察。勘探平洞的编录工作是地质工程师主要工作之一，目前该项工作的信息化水平相对较落后，各行业大多仍采用已经沿用近百年的工作方式和工作流程。勘探平洞编录工作的传统作业方式多通过皮尺等工具量测各种地质现象发育点的洞深，利用罗盘量测各种地质产状，对于地质现象的特征描述采用纸质媒介记录，地质结构面等地质现象的空间发育规律多采用米格纸现场素描的方式记录。
3.勘探平洞编录的传统工作方式效率相对较低，一是现场的数据采集效率低，地质现象的描述难以实现标准化，尤其是空间发育规律采用米格纸描绘效率低下；二是现场采集数据的信息化程度低，内业整理需要重新把现场采集的数据输入到电脑，数据的二次重复输入不利于快速进行数据分析和工程决策；基于以上不足，本发明提出一种工程勘察勘探数据采集系统及方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种工程勘察勘探数据采集系统及方法。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种工程勘察勘探数据采集系统及方法，包括现场数据采集模块、构造验证模块、勘探图绘制模块、终端分析模块以及数据分配模块；
6.所述现场数据采集模块用于实现勘探平洞编录数据的现场采集或记录，采集的数据通过地质字典实现标准化；其中勘探平洞编录数据包括工程信息、平洞概况、地层岩性、风化程度、卸荷程度、地质构造属性及出露点、裂隙统计属性及出露点、地下水状态、岩体rqd、岩体裂隙率、岩体结构类型、围岩类别初判、试验取样、物探测试以及现场试验数据；
7.所述构造验证模块用于根据勘探平洞编录数据中的构造面出露点反算其产状要素，并对现场测量产状要素进行复核；若复核一致，则将采集的勘探平洞编录数据缓存至服务器；若不一致，则重新采集；
8.所述服务器接收到勘探平洞编录数据后，驱动勘探图绘制模块根据勘探平洞编录数据自动绘制平洞编录图，进行可视化处理；
9.所述勘探图绘制模块包括若干个处理终端，所述数据分配模块用于获取服务器内缓存的勘探平洞编录数据进行丰富度分析，并根据丰富度值fm分配对应数量的处理终端作为目标终端绘制对应的平洞编录图。
10.进一步地，所述数据分配模块的具体分析步骤为：
11.将勘探平洞编录数据的大小标记为d1，统计勘探平洞编录数据对应的采集终端数量为m1，将勘探平洞编录数据对应的采集时长标记为t1；将勘探平洞编录数据对应的数据采集次数标记为n1；
12.利用公式fm＝d1
×
b1+m1
×
b2+t1
×
b3+n1
×
b4计算得到对应勘探平洞编录数据的丰富度值fm，其中b1、b2、b3均为系数因子。
13.进一步地，目标终端的确定方法为：
14.根据丰富度值fm确定对应的处理终端数量为mk；数据库中存储有丰富度值范围与终端数量阈值的映射关系表；
15.自动从云平台中获取各个处理终端的绘制系数hs，根据绘制系数hs大小对处理终端进行排序，根据处理终端的排序筛选出数量mk的处理终端作为目标终端绘制平洞编录图。
16.进一步地，所述勘探图绘制模块的可视化处理步骤为：
17.首先建立平洞编录图二维坐标系，将勘探平洞三个开挖面的三维空间平面展平在二维空间；其次在二维坐标系绘制三维空间采集的各种出露点；最后将同类二维点连成二维线，标注相应的地质属性；
18.所述勘探图绘制模块用于将绘制时长和管理员评分进行融合得到绘制记录信息并将绘制记录信息打上时间戳存储至云平台。
19.进一步地，所述终端分析模块用于根据云平台存储的带有时间戳的绘制记录信息对处理终端进行绘制系数分析，具体分析步骤为：
20.获取预设时间段内处理终端所有的绘制记录信息；统计对应处理终端的绘制次数为c1；将每个绘制记录信息中的绘制时长标记为hti，管理员评分标记为pfi；利用公式计算得到绘制值hzi，其中a1、a2为系数因子；当hzi≥绘制阈值，则反馈绘优信号至终端分析模块；
21.根据绘优信号的出现情况对绘优偏值hy进行评估；利用公式hs＝c1
×
g1+hy
×
g2计算得到处理终端的绘制系数hs，其中g1、g2为系数因子；所述终端分析模块用于将处理终端的绘制系数hs存储至云平台。
22.进一步地，其中，绘优偏值hy的具体评估过程为：
23.统计绘优信号的出现次数为c2，截取相邻绘优信号之间的时间段为绘优缓冲时段；统计每个绘优缓冲时段内对应处理终端的绘制次数为绘优缓冲频次p1；将绘优缓冲频次p1与缓冲阈值相比较；
24.统计p1小于缓冲阈值的次数为l1；当p1小于缓冲阈值时，获取p1与缓冲阈值的差值并求和得到差缓总值ch，利用公式cx＝l1
×
a3+ch
×
a4计算得到差缓系数cx，其中a3、a4为系数因子；利用公式hy＝c2
×
a5+cx
×
a6计算得到绘优偏值hy，其中a5、a6为系数因子。
25.进一步地，所述构造验证模块的具体验证过程为：
26.首先对构造面各出露点按照左壁、顶拱、右壁的顺序对各点进行排序；
27.然后根据勘探平洞各洞段的空间分布特征计算结构面各出露点的大地坐标；最后对构造面各出露点的大地坐标进行分组，构建各组出露点的拟合平面并计算其平面方程，根据平面方程计算构造面产状要素；
28.将计算得到的构造面产状要素与现测量测产状要素进行复核。
29.进一步地，一种工程勘察勘探数据采集方法，包括如下步骤：
30.步骤一：通过各个移动终端采集勘探平洞编录数据，采集的数据通过地质字典实现标准化；其中每个移动终端均有唯一编号；
31.步骤二：根据勘探平洞编录数据中的构造面出露点反算其产状要素，并对现场测量产状要素进行复核；若复核一致，则将采集的勘探平洞编录数据缓存至服务器；若不一致，则重新采集；
32.步骤三：对服务器内缓存的勘探平洞编录数据进行丰富度分析，并根据丰富度值fm分配对应数量的处理终端作为目标终端；具体为：
33.根据丰富度值fm确定对应的处理终端数量为mk，所述数据库中存储有丰富度值范围与终端数量阈值的映射关系表；
34.自动从云平台中获取各个处理终端的绘制系数hs，筛选出绘制系数hs排序前mk的处理终端作为目标终端；
35.步骤四：目标终端用于根据勘探平洞编录数据自动绘制平洞编录图，进行可视化处理；并将绘制时长和管理员评分进行融合得到绘制记录信息；
36.步骤五：根据绘制记录信息对处理终端进行绘制系数分析，并将处理终端的绘制系数hs存储至云平台。
37.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
38.1、本发明中现场数据采集模块用于实现勘探平洞编录数据的现场采集或记录，采集的数据通过地质字典实现标准化，极大提高了后续数据统计分析的工作效率和准确率；所述构造验证模块用于根据勘探平洞编录数据中的构造面出露点反算其产状要素，并对现场测量产状要素进行复核；若复核一致，则将采集的勘探平洞编录数据缓存至服务器；若不一致，则重新采集；极大地提高现场数据的准确度；
39.2、本发明中服务器接收到勘探平洞编录数据后，驱动勘探图绘制模块根据勘探平洞编录数据自动绘制平洞编录图，进行可视化处理，便于用户查看了解；其中所述勘探图绘制模块包括若干个处理终端，所述数据分配模块用于获取服务器内缓存的勘探平洞编录数据进行丰富度分析，并根据丰富度值fm分配对应数量的处理终端作为目标终端绘制对应的平洞编录图，有效提高绘制效率和精度。
40.3、本发明中所述终端分析模块用于根据云平台存储的带有时间戳的绘制记录信息对处理终端进行绘制系数分析，所述数据分配模块用于自动从云平台中获取各个处理终端的绘制系数hs，根据绘制系数hs大小对处理终端进行排序，根据处理终端的排序筛选出对应数量的处理终端作为目标终端绘制平洞编录图，进一步提高绘制效率和精度。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本发明一种工程勘察勘探数据采集系统的系统框图。
43.图2为本发明一种工程勘察勘探数据采集方法的流程框图。
具体实施方式
44.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
45.如图1至图2所示，一种工程勘察勘探数据采集系统，包括现场数据采集模块、构造验证模块、服务器、数据库、勘探图绘制模块、云平台、终端分析模块以及数据分配模块；
46.现场数据采集模块用于实现勘探平洞编录数据的现场采集或记录，其中数据采集的内容包括工程信息、平洞概况、地层岩性、风化程度、卸荷程度、地质构造属性及出露点、裂隙统计属性及出露点、地下水状态、岩体rqd、岩体裂隙率、岩体结构类型、围岩类别初判、试验取样、物探测试以及现场试验等；采集的数据通过地质字典实现标准化，数据输入以数字输入和选择项为主，极大地提高现场数据采集的工作效率，同时数据的标准化对后续数据统计分析工作效率和准确率都有较大的提高；采集的数据存储于移动终端子数据库；
47.本发明能够实现勘探平洞编录的协同数据采集，通过采集记录数据与移动终端设备编号(设备id)的关联，移动终端数据库与服务器端数据库进行数据同步过程中，自动识别不同移动终端的采集数据，并对采集数据进行综合汇总并同步到服务器端数据库；
48.构造验证模块用于根据勘探平洞编录数据中的构造面出露点反算其产状要素，并对现场测量产状要素进行复核；具体过程步骤为：
49.首先对构造面各出露点按照左壁、顶拱、右壁的顺序对各点进行排序，排序考虑地质结构面的量测产状要素、出露点洞深及洞高等因素；
50.然后根据勘探平洞各洞段的空间分布特征计算结构面各出露点的大地坐标；最后对构造面各出露点的大地坐标进行分组，构建各组出露点的拟合平面并计算其平面方程，根据平面方程计算构造面产状要素；
51.将计算得到的构造面产状要素与现场测量产状要素进行复核；若复核一致，则将采集的勘探平洞编录数据缓存至服务器；若不一致，则发送重新采集指令至现场数据采集模块，同时数据采集次数增加一；
52.服务器接收到勘探平洞编录数据后，驱动勘探图绘制模块根据勘探平洞编录数据自动绘制平洞编录图，进行可视化处理；具体步骤为：
53.首先建立平洞编录图二维坐标系，将勘探平洞三个开挖面的三维空间平面展平在二维空间；其次在二维坐标系绘制三维空间采集的各种出露点；最后将同类二维点连成二维线，标注相应的地质属性；
54.将绘制开始时刻与绘制结束时刻进行时间差计算得到绘制时长ht；设定管理员评分为pf，其中评分表示为管理员对平洞编录图的评分，具体评分规则为：满分为10分；
55.勘探图绘制模块用于将绘制时长ht和管理员评分pf进行融合得到绘制记录信息并将绘制记录信息打上时间戳存储至云平台；
56.勘探图绘制模块包括若干个处理终端，终端分析模块用于根据云平台存储的带有时间戳的绘制记录信息对处理终端进行绘制系数分析，具体分析步骤为：
57.根据时间戳，获取预设时间段内处理终端所有的绘制记录信息；统计对应处理终端的绘制次数为c1；
58.将每个绘制记录信息中的绘制时长标记为hti，将管理员评分标记为pfi；利用公式计算得到绘制值hzi，其中a1、a2均为系数因子；当hzi≥绘制阈值时，则反馈绘优信号至终端分析模块；
59.统计绘优信号的出现次数为c2，截取相邻绘优信号之间的时间段为绘优缓冲时段；统计每个绘优缓冲时段内对应处理终端的绘制次数为绘优缓冲频次p1；将绘优缓冲频次p1与缓冲阈值相比较；
60.统计p1小于缓冲阈值的次数为l1；当p1小于缓冲阈值时，获取p1与缓冲阈值的差值并求和得到差缓总值ch，利用公式cx＝l1
×
a3+ch
×
a4计算得到差缓系数cx，其中a3、a4为系数因子；利用公式hy＝c2
×
a5+cx
×
a6计算得到绘优偏值hy，其中a5、a6为系数因子；
61.利用公式hs＝c1
×
g1+hy
×
g2计算得到处理终端的绘制系数hs，其中g1、g2为系数因子；终端分析模块用于将处理终端的绘制系数hs存储至云平台；
62.数据分配模块用于获取服务器内缓存的勘探平洞编录数据进行丰富度分析，并根据丰富度值fm分配对应数量的处理终端绘制对应的平洞编录图；具体分配步骤为：
63.将勘探平洞编录数据的大小标记为d1，统计勘探平洞编录数据对应的采集终端数量为m1，将勘探平洞编录数据对应的采集时长标记为t1；将勘探平洞编录数据对应的数据采集次数标记为n1；
64.利用公式fm＝d1
×
b1+m1
×
b2+t1
×
b3+n1
×
b4计算得到对应勘探平洞编录数据的丰富度值fm，其中b1、b2、b3均为系数因子；
65.根据丰富度值fm确定对应的处理终端数量为mk，具体为：
66.数据库中存储有丰富度值范围与终端数量阈值的映射关系表；
67.根据丰富度值fm确定与其对应的丰富度值范围，再根据丰富度值范围确定对应的终端数量阈值为mk，即对应的处理终端数量为mk；
68.自动从云平台中获取各个处理终端的绘制系数hs，根据绘制系数hs大小对处理终端进行排序，根据处理终端的排序筛选出数量mk的处理终端作为目标终端绘制平洞编录图；
69.一种工程勘察勘探数据采集方法，应用于上述一种工程勘察勘探数据采集系统，包括如下步骤：
70.步骤一：通过各个移动终端采集勘探平洞编录数据，采集的数据通过地质字典实现标准化；其中每个移动终端均有唯一编号；每个移动终端采集的数据存储于对应的移动终端子数据库；
71.步骤二：根据勘探平洞编录数据中的构造面出露点反算其产状要素，并对现场测量产状要素进行复核；若复核一致，则将采集的勘探平洞编录数据缓存至服务器；若不一致，则重新采集；
72.步骤三：对服务器内缓存的勘探平洞编录数据进行丰富度分析，并根据丰富度值fm分配对应数量的处理终端作为目标终端；具体为：
73.根据丰富度值fm确定对应的处理终端数量为mk，数据库中存储有丰富度值范围与
终端数量阈值的映射关系表；
74.自动从云平台中获取各个处理终端的绘制系数hs，根据绘制系数hs大小对处理终端进行排序，根据处理终端的排序筛选出数量mk的处理终端作为目标终端；
75.步骤四：目标终端用于根据勘探平洞编录数据自动绘制平洞编录图，进行可视化处理；并将绘制时长和管理员评分进行融合得到绘制记录信息；
76.步骤五：根据绘制记录信息对处理终端进行绘制系数分析，并将处理终端的绘制系数hs存储至云平台。
77.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
78.本发明的工作原理：
79.一种工程勘察勘探数据采集系统及方法，在工作时，现场数据采集模块用于实现勘探平洞编录数据的现场采集或记录，采集的数据通过地质字典实现标准化；构造验证模块用于根据勘探平洞编录数据中的构造面出露点反算其产状要素，并对现场测量产状要素进行复核；若复核一致，则将采集的勘探平洞编录数据缓存至服务器；若不一致，则重新采集；极大地提高现场数据的准确度和采集效率；
80.服务器接收到勘探平洞编录数据后，驱动勘探图绘制模块根据勘探平洞编录数据自动绘制平洞编录图，进行可视化处理，便于用户查看了解；勘探图绘制模块包括若干个处理终端，数据分配模块用于获取服务器内缓存的勘探平洞编录数据进行丰富度分析，并根据丰富度值fm分配对应数量的处理终端绘制对应的平洞编录图，提高绘制效率和精度；
81.勘探图绘制模块用于将绘制时长和管理员评分进行融合得到绘制记录信息并打上时间戳存储至云平台；终端分析模块用于根据云平台存储的带有时间戳的绘制记录信息对处理终端进行绘制系数分析；所述数据分配模块用于根据绘制系数hs大小对处理终端进行排序，根据处理终端的排序筛选出对应数量的处理终端作为目标终端绘制平洞编录图，进一步提高绘制效率和精度。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
83.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。