一种岩土工程勘察外业数据采集系统的制作方法
【专利摘要】一种岩土工程勘察外业数据采集系统是利用智能终端采集并实时或离线上传勘察外业获得的钻孔土层基本数据、原位测试数据、取样数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据，然后在服务器端生成统一格式的原始记录单及勘察需要的数据文件，该系统的应用改变了传统纸笔记录勘察数据的陈旧工作模式，显著地提高了勘察外业信息化水平，极大的降低了勘察技术人员的工作强度、提高了工作效率，同时为建设综合性信息化管理平台提供了数字化数据。
【专利说明】
一种岩土工程勘察外业数据采集系统
技术领域
[0001]本发明属于信息采集领域，具体涉及一种岩土工程勘察外业数据采集系统。
【背景技术】
[0002]长期以来，岩土工程勘察外业数据都是采用纸笔记录的工作模式，即外业数据获取后由描述员在现场用铅笔记录在纸质的记录单上，再由技术人员结合内业数据进行汇总、整理、统计、分析、评价，最后形成勘察报告，最后纸质记录单与技术成果资料一起按照相关要求归档保存。
[0003]这种方式存在较大的缺陷，主要体现在:陈旧的纸笔记录工作模式无法提供数字化的原始数据，使得数据的二次人工录入成为提高工作效率的瓶颈;其次，长期积累的勘察数据最终保存于档案室，无法得到有效的综合利用，比如限制了三维模型、地理信息系统、勘察数据库的开发与应用。
[0004]计算机技术和各种专业软件的迅速发展使得各行各业的工作效率及信息化水平得以大幅度提高，唯独岩土工程勘察行业发展缓慢。加快岩土工程勘察行业信息化建设，改变纸笔记录的陈旧工作模式已经成为整个行业亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种岩土工程勘察外业数据采集系统，利用该系统实现了数字化实施采集和管理岩土工程勘察数据，摒弃了传统纸笔记录的陈旧工作模式，具有工作效率高误差小的特点。
[0006]本发明所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统，具体包括:
所述岩土工程勘察外业数据采集系统包括客户端和服务端，所述客户端包括外业数据采集仪及PC工作站，所述服务端由若干服务器组合联网形成服务器集群；
所述外业数据采集仪及PC工作站通过无线或有线与服务器集群连接；
所述组成服务器集群的若干服务器数据不同步；
所述服务器集群与外业数据采集仪及PC工作站采用B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户/服务器)相结合的模式实现互联互通；
所述外业数据采集仪仅实时连接服务器集群中的指定服务器；
所述外业数据采集仪内置有数据编录单元、数据校验单元、数据提交单元；
所述数据编录单元主要用于根据国家及地方规范编录外业数据，所述外业数据包括钻孔土层基本数据、取样数据、原位测试数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据；
所述数据校验单元主要对数据编录单元形成的外业数据进行校验和修改；
所述数据提交单元将数据校验单元确认的外业数据在线上传或通过离线打包后择时上传至指定服务器；
所述服务器内置有工程管理模块、数据管理模块、用户管理模块及信息模块；
所述工程管理模块主要用于创建和管理岩土工程勘察外业任务;所述数据管理模块主要用于岩土工程勘察外业采集数据的储存、管理及调用；所述用户管理模块主要用于管理使用外业数据采集仪及PC工作站用户的权限；所述信息模块主要为用户提供使用帮助信息。
[0007]进一步的，所述外业数据采集仪内置有数据编录单元还包括可视化数据处理模块，所述可视化数据处理模块主要提供可视化土层划分及提取分层数据，并根据选择的分层数据自动完成编号及读取土层名称、土层底深度。
[0008]进一步的，所述的外业数据采集仪采用高清防炫目显示屏、设置有3G/4G网络模块及高分辨率摄像头。
[0009]进一步的，所述的外业数据采集仪能够防震、防水及防尘。
[0010]进一步的，所述服务器的用户管理模块设置有三级访问权限用户，具体包括管理员、技术员及描述员;所述管理员主要负责系统维护、用户管理;技术员具有管理描述员、创建工程、创建勘探点、分配描述员、生成钻孔记录单、自定义数据输出、土层划分、数据导入导出权限;描述员只能通过客户端访问系统，主要权限包括采集、编录、上传数据。
[0011]本发明的有益效果在于:解决了陈旧纸笔记录工作模式无法提供数字化原始数据，以及解决了外业数据的二次人工录工作效率低、易出错的缺陷，解决了长期积累的勘察数据不能得到有效的综合利用，其限制了三维模型、地理信息系统、勘察数据库的开发与应用;本发明所述岩土工程勘察外业数据采集系统的应用，彻底改变了岩土工程勘察行业纸笔记录外业数据的陈旧工作模式，实现了勘察外业数据的信息化采集和编录;减少了勘察数据人工录入电脑的过程，降低了劳动强度和出错概率，提高了工作效率;实现了岩土工程勘察外业数据的数字化，为撰写勘察报告、建立三维地质模型、开发地理信息系统和搭建大型勘察数据库提供了数据来源和储备。
【附图说明】
[0012]图1一种岩土工程勘察外业数据采集系统示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0014]本发明所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统是利用智能终端采集并实时或离线上传勘察外业获得的钻孔土层基本数据、原位测试数据、取样数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据，然后在服务器端生成统一格式的原始记录单及勘察需要的数据文件，该系统的应用改变了传统纸笔记录勘察数据的陈旧工作模式，显著地提高了勘察外业信息化水平，极大的降低了勘察技术人员的工作强度、提高了工作效率，同时为建设综合性信息化管理平台提供了数字化数据。
[0015]本发明所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统具体包括:
所述岩土工程勘察外业数据采集系统包括客户端和服务端，所述客户端包括外业数据采集仪及PC工作站，所述服务端由若干服务器组合联网形成服务器集群；
所述外业数据采集仪及PC工作站通过无线或有线与服务器集群连接；
所述组成服务器集群的若干服务器数据不同步； 所述服务器集群与外业数据采集仪及PC工作站采用B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户/服务器)相结合的模式实现互联互通；
所述外业数据采集仪仅实时连接服务器集群中的指定服务器；
所述外业数据采集仪内置有数据编录单元、数据校验单元、数据提交单元；
所述数据编录单元主要用于根据国家及地方规范编录外业数据，所述外业数据包括钻孔土层基本数据、取样数据、原位测试数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据；
所述数据校验单元主要对数据编录单元形成的外业数据进行校验和修改；
所述数据提交单元将数据校验单元确认的外业数据在线上传或通过离线打包后择时上传至指定服务器；
所述服务器内置有工程管理模块、数据管理模块、用户管理模块及信息模块；
所述工程管理模块主要用于创建和管理岩土工程勘察外业任务;所述数据管理模块主要用于岩土工程勘察外业采集数据的储存、管理及调用；所述用户管理模块主要用于管理使用外业数据采集仪及PC工作站用户的权限；所述信息模块主要为用户提供使用帮助信息。
[0016]本发明所述一种岩土工程勘察外业数据采集系统的服务器端与客户端采用了B/S和C/S模式，既支持浏览器访问服务，同时支持客户端访问服务。在软件层面，整体架构上采用SSH框架，其中JSP加Struts2用于表示层和控制层，Spring用于业务逻辑层，Hibernate用于数据持久层，同时进行了 MVC分层设计开发，提高了程序的可扩展性以及可维护性;服务器端的数据库采用了mySql5.5，其具有体积小、速度快、总体拥有成本低特点；本发明所所述的系统采用JAVA开发，具有很好跨平台性，可以部署在windows、I inux等系统上。
[0017]利用一种岩土工程勘察外业数据采集系统实现外业数据采集的方法为:
步骤一:利用服务器的用户管理模块创建及分配账户权限；
步骤二:利用服务器的工程管理模块创建勘察项目；
步骤三:外业数据采集仪通过网络从指定服务器获取特定待勘察的岩土项目；
步骤四:利用外业数据采集仪采集岩土勘察获得的钻孔土层基本数据、取样数据、原位测试数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据六部分外业数据，并将采集录入的外业数据上传至指定服务器；
步骤五:利用服务器的数据管理模块对外业数据采集仪采集的外业数据进行整理及归类，并生成岩土勘察需要的数据文件；
步骤六:下一项目的岩土勘察从步骤二重复开始。
[0018]为更详细的解释本发明所述的技术方案，如下将具体进行介绍。
[0019]描述员可通过添加或选择不同的服务器领取任务(不同的服务器器可对应不同的勘察单位)，任务信息包括工程名称、编号、勘探点及平面布置图等。选择勘探点，则可进入对应的数据编录界面，除专用仪器、设备采集的数据外，外业数据可划分为基本数据、取样数据、原位测试数据、水位数据及图片数据5种类型，分别对应于编录窗口设计的5个标签页。编录项目、内容及格式均按照国家、地方规范及标准的要求进行设计，其中多数编录内容设计为下拉菜单选择方式填写，对无固定描述内容的项目(如“成分与其他”)增加了字段记忆功能，日期、时间由系统自动生成填写，在保证编录内容规范化的同时尽可能地简化了操作。在标准贯入和动力触探试验记录中，除按照要求记录测试数据外，还按照规范中的计算方法设计了“锤击数”自动计算功能，节省了内业人员整理数据的时间。数据编录过程中如出现不符合要求的操作或数据，系统会自动触发出错报警，提醒描述员及时进行修正，如描述深度与设计孔深不一致时、标准贯入试验记录的贯入深度超过30cm时等。
[0020]数据校验无误后，数据上传时，可实现外业数据的离线打包或在线上传，以拷贝或网络传输的方式将外业数据导入至系统数据库。
[0021]由于客户端用户主要为描述员，他们对采集仪的熟悉程度和操作水平普遍偏低，因此程序设计时力求易学、易用，尽量做到窗口界面常态化、描述内容规范化、录入记忆智能化、出错报警自动化。
[0022]在服务器端可以新建、关闭或删除工程、添加或导入勘探点、分派任务、导入打包数据、查询数据、处理数据等，可以生成、打印统一格式的原始记录单供存档，可以生成既定格式的数据文件供勘察软件导入数据，也可以对客户端用户进行权限管理。
[0023]在数据处理模块中主要设计了可视化的土层划分及分层数据导出功能，技术员仅需在自动生成的钻孔柱状图上连线即可实现土层的划分。分层时系统自动完成编号并读取土层名称、土层底深度，分层数据可以压缩文件的格式一键导出并导入，从而避免了数据的重复录入，提高了工作效率。
[0024]为保证数据的真实性和安全性，明确各相关方责任，采集系统设置了拥有不同权限的管理员、技术员和描述员三级用户，对工程项目和外业数据的管理、修改权限进行了一系列设计，如:技术员可操作自己创建的工程，但其他技术员创建的工程仅可见;勘探点有数据上传后自动切换为“关闭”状态，重新“打开”后方可再次上传数据，防止误操作覆盖有效数据;外业数据上传后不可修改，描述不准确的部分可在生成的记录单上添加标注;原始记录单归档前由相关人员按照要求签字等。
[0025]本发明所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统彻底改变了岩土工程勘察行业纸笔记录外业数据的陈旧工作模式，实现了勘察外业数据的信息化采集和编录;减少了勘察数据人工录入电脑的过程，降低了劳动强度和出错概率，提高了工作效率;实现了岩土工程勘察外业数据的数字化，为撰写勘察报告、建立三维地质模型、开发地理信息系统和搭建大型勘察数据库提供了数据来源和储备;外业数据采集仪完全满足岩土工程勘察野外作业的特殊要求，为采集系统的正常运行提供了保障。
[0026]以上对本发明所提供的一种岩土工程勘察外业数据采集系统进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
【主权项】
1.一种岩土工程勘察外业数据采集系统，其特征在于: 所述岩土工程勘察外业数据采集系统包括客户端和服务端，所述客户端包括外业数据采集仪及PC工作站，所述服务端由若干服务器组合联网形成服务器集群； 所述外业数据采集仪及PC工作站通过无线或有线与服务器集群连接； 所述组成服务器集群的若干服务器数据不同步； 所述服务器集群与外业数据采集仪及PC工作站采用B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户/服务器)相结合的模式实现互联互通； 所述外业数据采集仪仅实时连接服务器集群中的指定服务器； 所述外业数据采集仪内置有数据编录单元、数据校验单元、数据提交单元； 所述数据编录单元主要根据国家及地方规范编录外业数据，所述外业数据包括钻孔土层基本数据、取样数据、原位测试数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据； 所述数据校验单元主要对数据编录单元形成的外业数据进行校验和修改； 所述数据提交单元将数据校验单元确认的外业数据在线上传或通过离线打包后择时上传至指定服务器； 所述服务器内置有工程管理模块、数据管理模块、用户管理模块及信息模块； 所述工程管理模块主要用于创建和管理岩土工程勘察外业任务;所述数据管理模块主要用于岩土工程勘察外业采集数据的储存、管理及调用；所述用户管理模块主要用于管理使用外业数据采集仪及PC工作站用户及权限；所述信息模块主要为用户提供使用帮助信息; 利用一种岩土工程勘察外业数据采集系统实现外业数据采集的方法为: 步骤一:利用服务器的用户管理模块创建及分配账户权限； 步骤二:利用服务器的工程管理模块创建勘察项目； 步骤三:外业数据采集仪通过网络从指定服务器获取特定待勘察的岩土项目； 步骤四:利用外业数据采集仪采集岩土勘察获得的钻孔土层基本数据、取样数据、原位测试数据、水位数据、图片数据及其他自定义数据六部分外业数据，并将采集录入的外业数据上传至指定服务器； 步骤五:利用服务器的数据管理模块对外业数据采集仪采集的外业数据进行整理及归类，并生成岩土勘察需要的数据文件； 步骤六:下一项目的岩土勘察从步骤二重复开始。2.如权利要求1所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统，其特征在于:所述外业数据采集仪内置有数据编录单元还包括可视化数据处理模块，所述可视化数据处理模块主要提供可视化土层划分及提取分层数据，并根据选择的分层数据自动完成编号及读取土层名称、土层底深度。3.如权利要求1所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统，其特征在于:所述的外业数据采集仪采用高清防炫目显示屏、设置有3G/4G网络模块及高分辨率摄像头。4.如权利要求1所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统，其特征在于:所述的外业数据采集仪能够防震、防水及防尘。5.如权利要求1所述的一种岩土工程勘察外业数据采集系统，其特征在于:所述服务器的用户管理模块设置有三级访问权限用户，具体包括管理员、技术员及描述员；所述管理员主要负责系统维护、用户管理;技术员具有管理描述员、创建工程、创建勘探点、分配描述员、生成钻孔记录单、自定义数据输出、土层划分、数据导入导出权限;描述员只能通过客户端访问系统，主要权限包括采集、编录、上传数据。
【文档编号】G06Q50/00GK105930972SQ201610257610
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】郭密文, 郭中泽, 闫德刚, 刘文彬
【申请人】北京航天勘察设计研究院有限公司, 中国航天建设集团有限公司