CN112053418A - 水电工程监测数据绘图***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水电工程监测数据绘图***及方法，包括：数据采集模块、安全监测数据存储模块、可视化场景对象编辑模块、可视化场景图形展示模块，数据采集模块与安全监测数据存储模块连接；安全监测数据存储模块与可视化场景对象编辑模块电连接；可视化场景对象编辑模块与可视化场景图形展示模块电连接。实现了水电工程监测点过程线、最值图、分布图或矢量图的快速绘制，提高安全监测图形分析工作效率和管理水平。

Description

水电工程监测数据绘图***及方法

技术领域

本发明涉及水电工程监测数据绘图***及方法，属于水电工程技术领域。

背景技术

近年来我国水电发展尤为迅速，新建了众多的高坝大库，例如小湾水电站、乌东德水电站、白鹤滩水电站等大坝项目，为监测工程相关建筑物的安全性态，工程建筑物内布设了众多的安全监测仪器，涉及海量的安全监测数据，在水电工程安全资料分析中，如何有效、快速对安全监测成果进行图形分析是一个值得深入研究的问题。

传统的水电工程安全资料分析大多通过去Excel文档对数据进行管理和查询，无论是查找相关监测点和数据，还是数据图形分析都是手动操作完成，特别是最值图、分布图或矢量图等复杂数据图，现有处理手段均为在CAD软件中通过操作人员手动绘制完成。

但面对大量数据时，单凭人工查找安全监测数据，手动绘制图形，不仅费时费力，所得结果还较易出现误差，用户体验差。面对海量的安全监测数据，传统的安全监测数据分析方式已不能满足使用和发展要求，需要研究一种能提高工作效率的安全监测成果图形分析***。

发明内容

本申请提供了一种水电工程监测数据绘图***及方法，用于解决现有技术中水电工程安全监测数据，数据量较大，将数据绘制为监测点过程线、最值图、分布图或矢量图时效率低、易错、过于依赖操作人员经验、用户体验差、工作量过大的问题。

本申请提供了一种水电工程监测数据绘图***，

包括：数据采集模块、安全监测数据存储模块、可视化场景对象编辑模块、可视化场景图形展示模块，

数据采集模块，用于采集水电工程待监测区域的安全监测数据，与安全监测数据存储模块连接；

安全监测数据存储模块，用于存储数据构建安全监测数据库，与可视化场景对象编辑模块电连接；

可视化场景对象编辑模块，用于加载背景图后，在背景图上按工程现场实际情况添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息，根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器，并将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存，与可视化场景图形展示模块电连接；

可视化场景图形展示模块，用于确定监测日期，绘制该监测日期对应数据的监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

优选地，包括：显示器，可视化场景图形展示模块与显示器电连接；显示器与可视化场景对象编辑模块电连接。

优选地，可视化场景对象编辑模块包括：背景图加载模块，加载工程现场图或设计图作为背景图；

信息添加模块，用于在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息；

仪器关联模块，用于根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；

监测点编号模块，用于将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；

背景图加载模块与信息添加模块电连接；

信息添加模块与仪器关联模块电连接；

仪器关联模块与监测点编号模块电连接。

优选地，背景图加载模块与安全监测数据存储模块电连接。

优选地，可视化场景图形展示模块包括：监测日期选择模块，用于指定监测日期；

数据读取模块，根据确定的监测日期读取当日安全监测数据；

绘制类型选择模块，用于确定绘制分析曲线类型；

绘图模块，用于绘制监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图，

监测日期选择模块与数据读取模块电连接；

监测日期选择模块与绘制类型选择模块电连接；

绘制类型选择模块与绘图模块电连接。

优选地，数据读取模块与安全监测数据存储模块电连接。

优选地，绘图模块包括：监测点过程线绘制模块，用于绘制监测点过程线查询；

最值图绘制模块，用于绘制最值图；

分布图绘制模块，用于绘制分布图；

矢量图绘制模块，用于绘制矢量图；

绘制类型选择模块分别与监测点过程线绘制模块、最值图绘制模块、分布图绘制模块、矢量图绘制模块电连接。

本申请的另一方面还提供了一种水电工程监测数据绘图方法，包括以下步骤：

步骤S100：采集水电工程待监测区域的安全监测数据；

步骤S200：存储数据构建安全监测数据库；

步骤S300：加载背景图后，在背景图上按工程现场实际情况添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息，根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器，并将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；

步骤S400：确定监测日期，绘制该监测日期对应数据的监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

优选地，步骤S300中包括：

步骤S301：加载工程现场图或设计图作为背景图；

步骤S302：在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息；

步骤S303：根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；

步骤S304：将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存。

优选地，步骤S400包括：

步骤S401：指定监测日期；

步骤S402：根据确定的监测日期读取当日安全监测数据；

步骤S403：绘制监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的水电工程监测数据绘图***，实现了水电工程监测点过程线、最值图、分布图或矢量图的快速绘制，提高安全监测图形分析工作效率和管理水平。

2)本申请所提供的水电工程监测数据绘图***，实现水电工程中安全监测断面、监测点等对象在背景图上的自定义设置以及监测点过程线、最值图、分布图或矢量图实时绘制，满足水电工程安全监测资料图形分析需要，提升效率80％。

附图说明

图1为本申请提供的水电工程监测数据绘图***模块连接示意图；

图2为本申请提供的水电工程监测数据绘图***模块另一连接方式示意图；

图3为本申请提供的可视化场景对象编辑模块的结构示意图；

图4为本申请提供的可视化场景图形展示模块的结构示意图；

图5为本申请实施例中监测点对象属性信息显示器显示截图；

图6为本申请实施例中文本对象属性信息显示器显示截图；

图7为本申请实施例中监测点对象过程线示意图；

图8为本申请实施例中绘制的最值图；

图9为本申请实施例中绘制的分布图；

图10为本申请实施例中某滑坡体表面变形监测点布置及矢量图，其中a)为监测点布置位置示意图；b)为矢量图；

图11为本申请提供的水电工程监测数据绘图方法流程示意图。

图例说明：

10、数据采集模块；20、安全监测数据存储模块；30、可视化场景对象编辑模块；301、背景图加载模块；302、信息添加模块；303、仪器关联模块；304、监测点编号模块；40、可视化场景图形展示模块；401、数据读取模块；402、监测日期选择模块；403、绘制类型选择模块；404、监测点过程线绘制模块；405、最值图绘制模块；406、分布图绘制模块；407、矢量图绘制模块；50、显示器。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

参见图1，本申请提供的水电工程监测数据绘图***，包括：

数据采集模块10，用于采集水电工程待监测区域的数据，并与安全监测数据存储模块20电连接；

安全监测数据存储模块20，用于存储数据采集模块10中获取的数据，构建安全监测数据库；安全监测数据存储模块20分别与可视化场景对象编辑模块30、数据采集模块10数据连接，以进行数据存储和记录；安全监测数据存储模块20也存储工程现场实际背景图、安全监测背景图、断面对象、监测点对象、文字对象等信息；使用时，可以通过人工手动将采集模块所得数据输入电子化后进行存储。

可视化场景对象编辑模块30，用于加载背景图后，在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息，之后根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；并将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；

安全监测数据存储模块20与可视化场景对象编辑模块30电连接；

以便于后续数据分析时，在背景图上显示数据监测点的位置。

可视化场景图形展示模块40，用于基于可视化场景对象编辑中设置好的监测断面、监测点、文字以及安全监测数据存储模块20，选择监测日期后，可根据需要分别绘制监测点过程线查询、最值图绘制、分布图绘制、矢量图绘制；

可视化场景图形展示模块40与可视化场景对象编辑模块30电连接。

按此数值，能将采集的实际数据存储后，进行编辑标记后，通过可视化场景图形展示模块40进行绘制分析所需图像，无需人工绘制，提高绘制所得分析曲线的操作精度，提高用户体验，减少工作量，尤其面对大量数据时，分析工作效率得到提高。

本申请提供***通过将数据采集模块10、安全监测数据存储模块20、可视化场景对象编辑模块30、可视化场景图形展示模块40依次连接，实现对安全监测背景图、断面对象、监测点对象、文字对象以及安全监测成果数据，实现水电工程中安全监测断面、监测点等对象在背景图上的自定义设置以及监测点过程线、最值图、分布图或矢量图实时绘制，满足水电工程安全监测资料图形分析需求，提升效率80％。

数据采集模块10中，所用仪器获取的数据可以为考证基础数据、安全监测整编成果数据。

监测背景图可以是工程现场背景图、设计图纸图等；断面对象是安全监测背景图设置的监测断面，用直线表示；监测点对象是背景图监测断面上的安全监测点，用图标表示，不同类型的监测仪器图标不一样，图标在背景图上可以交互式移动，并可设置属性信息，包括监测点编号、图标类型等；文字对象是用来描述监测点对象的监测点编号信息描述，文字对象在背景图上可以交互式移动，并可设置属性信息，包括文字内容、文字大小、颜色等。

其中，监测点过程线查询是通过选择背景图上的监测点对象进行此对象关联的监测点过程线绘制；

最值图绘制是对监测点对象关联的监测数据按预先设置好的查询条件进行查询并绘制，例如，只绘制锚索设计值大于2000的测值，文字颜色为白色、文字大小为16、文字背景为蓝色；

分布图绘制是对多点类型仪器进行绘制的图形，根据多点仪器不同深度测值分进行绘制，例如，某一支多点位移计不同深度测值分量测值用垂直于孔向的直线长度表示测值大小，同时把这些直线的顶点和孔向直线两端用直线进行连接，并填充颜色；

矢量图绘制主要是针对边坡或滑坡体表面变形监测点的监测成果值进行绘制，水平合位移用直线和箭头表示，直线长度表示水平合位移的大小，箭头表示水平合位移的方向，竖向位移用圆表示，圆的半径表示竖向位移的大小。

本发明提供的***通过可视化场景编辑构建安全监测背景图、断面对象、监测点对象、文字对象，并保存断面对象、监测点对象、文字对象在背景图上的像素位置信息，同时监测点对象关联测点编号，在可视化展示模块利用监测点对象关联的监测点，查找安全监测数据存储模块20中对应的安全监测数据成果，选择监测日期，实时绘制监测点过程线、最值图、分布图或矢量图，为水电工程安全监测成果数据进行图形分析和应用提供一条快速、有效的途径。

参见图2，优选地，包括：显示器50，可视化场景图形展示模块40与显示器50电连接；显示器50与可视化场景对象编辑模块30电连接。按此设置，可以在显示器50上实施显示背景图，并方便进行可视化场景图形展示模块40、可视化场景对象编辑模块30的操作。

优选地，数据采集模块10为多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、表面变形监测点中的任一种。当其为任一中监测仪器时，该仪器分别与安全监测数据存储模块20进行数据传输连接。

参见图3，优选地，可视化场景对象编辑模块30包括：

背景图加载模块301，用于加载工程现场图或设计图作为背景图；

信息添加模块302，用于在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息；

仪器关联模块303，用于根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；

监测点编号模块304，用于将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；

背景图加载模块301与信息添加模块302电连接；信息添加模块302与仪器关联模块303电连接；仪器关联模块303与监测点编号模块304电连接。

按此连接可模块化地实现上述功能。

参见图4，优选地，可视化场景图形展示模块40包括：

监测日期选择模块402，用于指定监测日期；

数据读取模块401，用于根据确定的监测日期读取当日安全监测数据；绘制类型选择模块403，用于选择所需绘制的曲线类型；

绘图模块，用于绘制各类曲线；

监测日期选择模块402与数据读取模块401电连接；监测日期选择模块 402与绘制类型选择模块403电连接；绘制类型选择模块403与绘图模块电连接。

按此分模块连接后，可以实现对不同监测时间获取的数据，分别绘制监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

优选地，数据读取模块401与安全监测数据存储模块20电连接。

优选地，背景图加载模块301与安全监测数据存储模块20电连接。

优选地，绘图模块包括：监测点过程线绘制模块404，用于绘制监测点过程线查询曲线；

最值图绘制模块405，用于绘制最值图；

分布图绘制模块406，用于绘制分布图；

矢量图绘制模块407，用于绘制矢量图；

绘制类型选择模块403分别与监测点过程线绘制模块404、最值图绘制模块405、分布图绘制模块406、矢量图绘制模块407电连接。

参见图11，本申请提供了的一种水电工程监测数据绘图方法，包括以下步骤：

步骤S100：采集水电工程待监测区域的安全监测数据；

采集水电工程所涉及的各种不同类型的安全监测数据，其中，仪器类型包括多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计、表面变形监测点等，各种仪器数据包含考证基础数据、安全监测整编成果数据。

步骤S200：存储数据构建安全监测数据库；以进行数据存储和记录；

步骤S300：加载背景图后，在背景图上按工程现场实际情况添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息，根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器，并将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；所用监测背景图可以是工程现场背景图、设计图纸图等；

步骤S400：确定监测日期，绘制该监测日期对应数据的监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

按此方法，能全面分析所得数据，并在北京图上实现监测位置与监测数据一一对应，提高后期绘制结果的准确性，减少工作量，仅需在背景图上即可实现对数据的处理。

优选地，步骤S300中包括：

步骤S301：加载工程现场图或设计图作为背景图；

步骤S302：在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息；

步骤S303：根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；

步骤S304：将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存。

按此步骤能在背景图上实现数据与监测点的对应，为后续绘制分析曲线提供所需数据。

优选地，步骤S400包括：

步骤S401：指定监测日期；

步骤S402：根据确定的监测日期读取当日安全监测数据；

步骤S403：绘制监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

按上述步骤采用按现有各类分析曲线图的要求分别绘制所需附图。采用该步骤可以数据根据需要分别绘制不同监测时间下的检测结果，便于使用分析。

具体实施例中，水电工程安全监测成果图形分析***的操作流程，包括如下步骤：

步骤S100：构建安全监测数据存储模块20；存储该水电工程所涉及的各种不同类型的安全监测数据，其中，各种仪器数据包含考证基础数据、安全监测整编成果数据；

步骤S200：在可视化场景对象编辑中，首先添加安全监测背景图，并以此为基础，在上面按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象。

步骤S300：基于可视化场景对象编辑中设置好的监测断面、监测点、文字以及安全监测成果数据库，选择监测日期，点击绘制，实时绘制过程线、最值图、分布图。

以某滑坡体表面变形监测点为实施例，采用本申请提供的***对各监测点所得数据进行处理后，分别绘制监测点对象过程线、最值图、分布图和监测点布置及矢量图，操作过程参见图5，监测点对象属性信息图中，***工具栏中选择需要添加的仪器类型，比如多点位移计、锚索测力计等，然后在背景图上点击一下就可以放置监测点对象，对象的位置可以通过鼠标上下左右拖动到正确的位置，然后在图6右侧属性信息中设置测点编号并保存，此时该监测点对象就已关联到安全监测数据存储模块20。监测断面对象、文字对象添加的步骤于此类似；

图7为监测点DPycx0+208-2的过程线，图8为右岸主厂房各部位变形最值分布图，图9为地下洞室中主变洞某监测断面多点位移计变形分布图，图10为水电工程中某滑坡体表面变形监测点变形分布的矢量图。

由图10的a)～b)可见，所得结果直观准确，基本没有偏差，且处理工作量小，还能将绘制的曲线直接在背景图上现实，提高检测准确性。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本申请的范围内。

尽管这里参照本申请的多个解释性实施例对本申请进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开说明书和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种水电工程监测数据绘图***，其特征在于，包括：数据采集模块(10)、安全监测数据存储模块(20)、可视化场景对象编辑模块(30)、可视化场景图形展示模块(40)，

所述数据采集模块(10)，用于采集水电工程待监测区域的安全监测数据，与安全监测数据存储模块(20)连接；

所述安全监测数据存储模块(20)，用于存储数据构建安全监测数据库，与可视化场景对象编辑模块(30)电连接；

所述可视化场景对象编辑模块(30)，用于加载背景图后，在背景图上按工程现场实际情况添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息，根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器，并将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存，与可视化场景图形展示模块(40)电连接；

所述可视化场景图形展示模块(40)，用于确定监测日期，绘制该监测日期对应数据的监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

2.根据权利要求1所述的水电工程监测数据绘图***，其特征在于，包括：显示器(50)，可视化场景图形展示模块(40)与显示器(50)电连接；所述显示器(50)与可视化场景对象编辑模块(30)电连接。

3.根据权利要求1所述的水电工程监测数据绘图***，其特征在于，所述可视化场景对象编辑模块(30)包括：背景图加载模块(301)，加载工程现场图或设计图作为背景图；

信息添加模块(302)，用于在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息；

仪器关联模块(303)，用于根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；

监测点编号模块(304)，用于将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；

所述背景图加载模块(301)与信息添加模块(302)电连接；

所述信息添加模块(302)与仪器关联模块(303)电连接；

所述仪器关联模块(303)与监测点编号模块(304)电连接。

4.根据权利要求3所述的水电工程监测数据绘图***，其特征在于，所述背景图加载模块(301)与安全监测数据存储模块(20)电连接。

5.根据权利要求1所述的水电工程监测数据绘图***，其特征在于，所述可视化场景图形展示模块(40)包括：监测日期选择模块(402)，用于指定监测日期；

数据读取模块(401)，根据确定的监测日期读取当日安全监测数据；

绘制类型选择模块(403)，用于确定绘制分析曲线类型；

绘图模块，用于绘制监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图，

所述监测日期选择模块(402)与数据读取模块(401)电连接；

所述监测日期选择模块(402)与绘制类型选择模块(403)电连接；

所述绘制类型选择模块(403)与绘图模块电连接。

6.根据权利要求5所述的用于水电工程数据的绘图***，其特征在于，所述数据读取模块(401)与安全监测数据存储模块(10)电连接。

7.根据权利要求5所述的水电工程监测数据绘图***，其特征在于，所述绘图模块包括：监测点过程线绘制模块(404)，用于绘制监测点过程线查询；

最值图绘制模所述块(405)，用于绘制最值图；

分布图绘制模块(406)，用于绘制分布图；

矢量图绘制模块(407)，用于绘制矢量图；

绘制类型选择模块(403)分别与监测点过程线绘制模块(404)、最值图绘制模所述块(405)、分布图绘制模块(406)、矢量图绘制模块(407)电连接。

8.一种水电工程监测数据绘图方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100：采集水电工程待监测区域的安全监测数据；

步骤S200：存储数据构建安全监测数据库；

步骤S300：加载背景图后，在背景图上按工程现场实际情况添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息，根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器，并将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存；

步骤S400：确定监测日期，绘制该监测日期对应数据的监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

9.根据权利要求1所述的水电工程监测数据绘图方法，其特征在于，步骤S300中包括：

步骤S301：加载工程现场图或设计图作为背景图；

步骤S302：在背景图上按工程现场实际添加监测断面对面、监测点对象、文字对象信息；

步骤S303：根据获取安全监测成果数据所用仪器，在背景图的监测点处添加获取该点数据所用仪器；

步骤S304：将背景图中所设置的各仪器监测点依序编号保存。

10.根据权利要求1所述的水电工程监测数据绘图方法，其特征在于，步骤S400包括：

步骤S401：指定监测日期；

步骤S402：根据确定的监测日期读取当日安全监测数据；

步骤S403：绘制监测点过程线查询、最值图、分布图或矢量图。

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