CN114387369A - 一种公路水运试验检测图形自动生成方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种公路水运试验检测图形自动生成方法和***，方法包括：基于试验对应的基础业务参数，获取待绘制图形的名称、坐标轴数据项名称；识别试验参数记录表中的检测数据部分，并在其上建立坐标系；将坐标系中的数据项名称分别与待绘制图形的坐标轴数据项名称建立关联，并将关联的数据项进行标记；基于标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算待绘制图形的坐标点数据；将基础业务参数和坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，将处理得到的绘图要素数据输入试验对应的图形绘制模型中转换为像素单位数据，并绘制图形。本发明能够自动实时生成准确的公路水运试验检测图形，提高试验检测数据的准确性，节省时间和人力成本。

Description

一种公路水运试验检测图形自动生成方法和***

技术领域

本发明涉及公路水运工程图形绘制技术领域，具体涉及一种公路水运试验检测图形自动生成方法和***。

背景技术

检测人员在试验过程中填写试验数据时，部分需按照公路水运试验检测各项试验规程要求附图，以更好的反应试验过程、辅助试验计算。由于参数试验内容和过程不同，不同的检测项目、样品种类、规格型号、检测参数或检测方法对应的记录表图形的参数类型和数量、数据处理计算过程、曲线类型样式、需标记的数值、通过图形获取的计算结果等都不同，数据处理过程复杂，图形生成难度大。现有技术中利用现有数据自动生成曲线图形的方法流程主要为：获取绘图所需的坐标点数据，再利用坐标数据进行图形绘制，是一种比较通用的、且单向的数据可视化过程。而在公路水运试验检测行业，该种数据可视化过程难以适用。因为公路水运试验中，包含上千个不同参数的试验记录表的格式均不相同，即使是相同的参数，不同机构所采用的参数记录表格式也不相同。因此，目前本行业中人工绘制图形需付出大量劳动，且由于数据庞杂，处理难度大，绘制出的图形并不准确。因此，如何高效率、准确地绘制出公路水运试验曲线图形成为急需解决的难题。

发明内容

为了解决上述提到的至少一个技术问题，本发明提供一种公路水运试验检测图形自动生成方法，所述公路水运试验检测图形自动生成方法包括：

基于试验对应的基础业务参数，获取待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称；

识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系；

将所述坐标系中的数据项名称与待绘制图形的坐标轴数据项名称建立关联，并将关联的数据项进行标记；

基于标记的数据项和建立关联后的坐标系，计算与待绘制图形相关的坐标点数据；

将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，获得绘图要素数据；

将所述绘图要素数据输入试验对应的图形绘制模型中转换为像素单位数据；

利用所述像素单位数据绘制图形。

进一步地，识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系的步骤包括：

识别所述试验参数记录表的结构，并识别其中的检测数据部分；

将所述检测数据部分的左上角作为原点，将第一行作为x轴，将第一列作为y轴建立数据象限，识别所述数据象限内数据的行数和列数；

根据识别出的行数和列数，计算参数记录表的表格中每一个数据单元格的坐标点，从而得到坐标系。

进一步地，基于标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算待绘制图形的坐标点数据的步骤包括：

计算待绘制图形的基础坐标点；和

计算用于在所述数据处理模型中进行逻辑运算的控制点坐标；和

计算用于显示图形的单元格坐标；和/或

计算用于反填数据的单元格坐标。

进一步地，将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，获得绘图要素数据的步骤包括：

将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型；

启用基于公路水运试验检测的试验规程预设的数据运算规则，计算得到绘图数据；

将所述绘图数据进行数据修约计算处理，获得绘图要素数据。

进一步地，在获取待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称前，还执行步骤：

基于公路水运试验检测的各项试验规程预先建立对应的数据处理模型和图形绘制模型。

进一步地，利用所述像素单位数据绘制出图形后，还执行步骤：

将经过数据处理模型运算处理的需要反填的数据反填至对应的单元格中。

进一步地，利用所述像素单位数据绘制出图形后，还执行步骤：

将绘制好的图形显示到用于显示图形的单元格中。

根据本发明的再一个方面，还公开一种公路水运试验检测图形自动生成***，所述图形自动生成***运行时用于执行如前任一所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，所述图形自动生成***包括：

待绘制图形信息确认模块，用于基于试验对应的基础业务参数，获取待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称；

坐标系建立模块，用于识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系；

数据关联标识模块，用于将所述坐标系中的数据项名称与待绘制图形的坐标轴数据项名称建立关联，并将关联的数据项进行标记；

坐标点数据计算模块，用于基于标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算待绘制图形的坐标点数据；

数据预处理模块，用于将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，获得绘图要素数据；

预处理数据转换模块，用于将所述绘图要素数据输入试验对应的图形绘制模型中转换为像素单位数据；

图形绘制模块，利用所述像素单位数据绘制出待绘制图形。

本发明基于本行业的公路水运试验检测各项试验规程预先设置每种曲线图形的数据运算处理规则，并建立出数据处理模型，通过预先设置的数据处理模型可以快速准确地大批量处理获取的试验参数记录表数据，并通过预先设置的图形绘制模型能够对处理后的数据进行批量转换，使数据能够实时自动生成符合试验检测规程的各类曲线图形。本发明生成的图形能涵盖当前公路水运试验检测行业试验记录表所要求绘制的所有图形，并可按照公路水运试验检测的各项试验规程的图形要求，生成各类结合本行业业务逻辑计算和判定的复杂曲线，且能够支持更多其他类型图形的拓展。最后，本发明生成的图形美观整洁、数据清晰，生成图形时无需对试验检测数据进行各种复杂的人工计算，节约了图形绘制成本，提高了工作效率，同时也保证了图像绘制过程中数据计算的准确性，保障了材料报告的质量。

附图说明

本发明构成说明书的一部分附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例中一种公路水运试验检测图形自动生成方法流程示意图。

图2为本发明实施例中《JTG 3430—2020 公路土工试验规程》的检测项目“土”-检测参数名称“界限含水率”、试验方法名称“液限和塑限联合测定法”的“锥入深度与含水率(h-w)关系”图。

图3为本发明实施例中《JTG 3430—2020 公路土工试验规程》检测项目“土”-检测参数名称“界限含水率”、试验方法名称“液限和塑限联合测定法”的“h_p-w_L关系曲线”。

图4为本发明实施例中试验参数记录表结构示意图。

图5为本发明实施例中绘制的检测项目名称“土”-样品种类名称“细粒土”-规格型号名称“粒径≤0.5mm”-检测参数名称“界限含水率”-试验方法名称“液限和塑限联合测定法”某次试验记录表的“锥入深度和含水率关系图形”。

图6为本发明绘制的“筛分/级配曲线图形”与“含水率与干密度的关系曲线图形”示意图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，为一种公路水运试验检测图形自动生成方法流程示意图，该图形自动生成方法的步骤能够在一种公路水运试验检测图形自动生成***中被执行，所述自动生成***包括电性连接的：待绘制图形信息确认模块、坐标系建立模块、数据关联标识模块、坐标点数据计算模块、数据预处理模块、预处理数据转换模块、图形绘制模块。下面将结合土的“锥入深度和含水率关系图形”的生成方法来详细介绍本发明方法在上述***中的具体实施步骤。

步骤一，基于试验对应的基础业务参数，获取试验中待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称

本行业的基础业务参数包括但不限于当前试验所属的检测项目名称、样品种类名称、规格型号名称、检测参数名称和试验方法名称等。本实施例中，待绘制图形信息确认模块在形如表1所示的基础业务参数表中获取当前试验所需的数据，包括试验所属的检测项目名称“土”、检测参数名称“界限含水率”、试验方法名称“液限和塑限联合测定法”，以及绘图所需的样品种类名称“细粒土”、规格型号名称“粒径≤0.5mm”、确认该参数试验过程中需绘制的图形名称为“锥入深度和含水率关系图形”，以及图形上x轴的数据项名称“含水率”、y轴的数据项名称“锥入深度”。

表1 基础业务参数表

步骤二，识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系。

坐标系建立模块获取当前试验“界限含水率-液限和塑限联合测定法”的试验参数记录表的表格结构，并自动将试验参数记录表划分为标题部分（即当前试验的名称）、基本信息部分（包括工程部位、样品信息、检测日期、检测依据和试验环境等信息）、检测数据部分（包括锥入深度、含水率、液限、塑限和塑性指数等）、附加声明部分和落款部分。并以检测数据部分表格边界的左上角作为原点位置、第一行为横向x轴、第一列为纵向y轴建立数据象限，识别该数据象限内数据的行数和列数。本实施例中当前试验的参数记录表中识别出的数据行数为16行、列数为8列，根据行数和列数计算试验参数记录表的表格中每一个数据单元格的坐标点，从而得到该些坐标点组成的坐标系。

步骤三，建立数据关联和标识。

数据关联标识模块获取当前试验参数记录表中每个单元格的数据项名称，将前一步骤建立的坐标系中的数据项名称为“含水率”和“锥入深度”的单元格与第一步中获取的待绘制图形的x轴数据项名称“含水率”和y轴数据项名称“锥入深度”自动建立关联关系，并在参数记录表中将关联的数据项依次分别标记为x₁、x₂、x₃……x_n，y₁、y₂、y₃……y_n，n表示数据项个数，单元格的坐标可以分别表示为（x₁、y₁）、（x₂、y₂）……（x_n、y_n）。

自动识别到待测图形的参数记录表中的三个含水率数据分别为17.8、23.0、28.7，三个锥入深度数据分别为4.6、10.2、20.1，且识别出这6个数据在坐标系中的单元格坐标点分别为G13、E13、C13和G5、E5、C5，其中，G、E和C均代表不同行或列的单元格，即在坐标系中，列数依次使用英文大写字母A-Z进行标识（如第一列用A、第二列用B、第三列用C等依次类推，行数依次使用0-1000或更大范围的整数表示，如第一行用1、第二行用2、第三行用3等依次类推）。

步骤四，计算坐标点数据，基于标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算待绘制图形的坐标点数据。

基于步骤三所建立的数据关联和标识，在坐标点数据计算模块中计算绘图所需的基础坐标点数据和控制点数据。

具体地，基于前述步骤标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算得出待绘制图形“锥入深度和含水率关系图形”的基础坐标点为：A₁（17.8,4.6）、A₂（23.0,10.2）、A₃（28.7,20.1）；

计算本试验在下一步骤中按照预设的逻辑处理运算规则进行运算处理的控制点坐标为：y=20.1；

计算得出图形显示单元格的坐标点为：试验参数记录表结构的图4所示的A17；

计算得出用于反填数据的单元格坐标点为：图4所示的C14、C15；其中，A、C均表示不同标号的单元格。

在一些实施例中，如果预设的逻辑处理运算规则不需用到控制点，则将控制点坐标直接赋予空值，不再参与逻辑运算。

步骤五，将基础业务参数和坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，获得绘图要素数据。

在数据预处理模块中启用基础业务参数为“土-细粒土-粒径≤0.5mm”-界限含水率-液限和塑限联合测定法指定的“锥入深度和含水率关系图形”的预设数据处理模型。在其他实施例中，则启用预先设置的其他类型图形对应的数据处理模型。

将前述获得的基础业务参数和前一步计算得到的坐标点数据输入该数据处理模型中运算处理，其中，数据处理模型中预设有根据《JTG 3430-2020 公路土工试验规程》设定的对应的数据运算规则。执行该数据运算规则，可以计算得到绘图所需的曲线数据为：利用最小二乘法进行直线拟合的方程为y=3.088x-3.197、计算得到的相关性为0.99998385、入土深度h_p为3.87、垂线数据为（28.6,20.0）、（16.8,3.9），求得需反填至单元格C14和C15的值分别为28.6和16.8。在有些图形的绘制中，不需要反填数据，因此无需计算反填数据。

本实施例中，预设的数据运算规则具体为：

设锥入深度最大值为y_a，并将y_a作为控制点，基于控制点y_a进行逻辑判断，整体判断步骤为：

（1）当预设的y_a不在预设的数值范围内（19.8≤ya≤20.2）时，需通知图形绘制模块，在绘图区域（即SVG画布）显示“试验数据不合规范”，提示工作人员试验数据不符合规范；

（2）当预设的y_a在预设的数值范围内时，对前述得到的基础坐标点A₁、A₂、A₃三点使用最小二乘法进行直线拟合，直线方程为y = 3.088x - 3.197，若相关性≥99%，则认为3个点在一条直线上，若相关性＜99%，则三点不在一条直线上。

当3个点在一条直线上时，则先执行下列的步骤1，再直接执行步骤3的数据计算过程；

当3个点不在1条直线上时，先执行步骤2，再直接执行步骤3的数据计算过程。

步骤1：当三点在一条直线上时，选择使用双对数坐标轴（底数取10）绘制，连接A₁、A₂、A₃三点成一条直线，如图2所示的《JTG 3430—2020 公路土工试验规程》规定的检测项目“土”-检测参数名称“界限含水率”、试验方法名称“液限和塑限联合测定法”的“锥入深度与含水率(h-w)关系”图中c、b、a连成的直线；

步骤2：当A₁、A₂、A₃三点不在一条直线上时，通过将A₁点与A₂、A₁与A₃连成2条直线，根据A₃点的含水率值，在图3所示的《JTG 3430—2020 公路土工试验规程公路水运试验检测各项试验规程》规定的检测项目“土”-检测参数名称“界限含水率”、试验方法名称“液限和塑限联合测定法”的“h_p-w_L关系曲线”图上查出对应的入土深度h_p，p=1,2,...,m，基于查找出的h_p（对图上查出的h_p，需转化为对数值后，再在双对数轴上求含水率），在图2所示的《JTG 3430—2020 公路土工试验规程公路水运试验检测各项试验规程》规定的检测项目“土”-检测参数名称“界限含水率”、试验方法名称“液限和塑限联合测定法”的“锥入深度与含水率(h-w)关系”图上的A₁A₂（即线段bc）、A₁A₃(即线段ac)两条直线上求出相应的两个含水率。图2中，a、b、c点表示三组（含水率，锥入深度）值，分别对应前述的三个点A₃、A₂、A₁。

之后还需对求出的两个含水率进行差值判断：

A、当两个含水率的差值（原值，非转换后的对数值）大于2%时，图片区域显示“含水率超差≥2%”，提示用户出现异常结果数据，没有绘制图形；

B、当2个含水率的差值（原值，非转换后的对数值）小于2%时，以该两点含水率的平均值与A₁连成一条直线，该直线即为绘制出的h-w图上的直线。

步骤3：进行数据计算

本计算过程中的数据值均为在双对数坐标轴上求出对数值之后再反求出的值，具体的运算转换规则为：

1）首先将A₁、A₂、A₃三个点转换为双对数坐标轴点：A₁（1.458,1.303）,A₂（1.362,1.009）,A₃（1.250,0.663），使用最小二乘法进行直线拟合的直线方程为y = 3.088x -3.197，得到相关性为0.99998，可视为三点在一条直线上，即按照步骤1选择使用双对数坐标轴（底数取10）进行图形绘制，连接A₁、A₂、A₃三点成一条直线；

当预设的控制点的数据ya = 20.1，即ya在数值范围19.8≤ya≤20.2内，从而w_L为h_p=20时的x轴的值，得到双对数坐标轴下交点为（1.457, 1.301），即w_L的值为10^1.457 =28.636，再根据图3中的h_p-w_L公式计算样品种类名称为“细粒土”时的h_p，得到h_p为3.870；

当y_a不在预设的数值范围内，如y_a=17时：

在图2所示的h-w图上，h_p=17时的x轴的值即为w_L值28.6；在图2所示的h-w图上，h_p=20时的x轴的值即为w_p值16.8。

以上几种情形下求出来的w_L和w_p的值，均按照《数值修约规则与极限数值的表示》（GB/ T81702008）第3部分“数值修约间隔”进行数据修约计算处理，保留小数点1位，即得到用来绘制图形的准确的绘图要素数据。

步骤六，将所述绘图要素数据输入试验对应的图形绘制模型中转换为像素单位数据。

利用数据预处理模块中按照试验项目名称为“土-细粒土-粒径≤0.5mm”、界限含水率-液限和塑限联合测定法指定的“锥入深度和含水率关系图形”设置的图形绘制模型来处理前述步骤得到的绘图要素数据。

具体步骤为，将步骤五计算得出的坐标点在数据预处理模块中，按照预先设置的图形绘制模型转换为对数值，再根据合适的比例换算为像素值，最终在双对数坐标轴内进行图形绘制。本实施例中，将步骤五保留小数点后的垂线数据（28.6,20.0）转换为对数值（1.457,1.301），再将对数值按预设比例转换为像素坐标点为（162.207,25.862），将垂线数据（16.8,3.9）转换为对数值（1.226,0.587），再将其转换为像素坐标点为（80.191,110.371）。

步骤七，利用像素单位数据绘制出待绘制图形。

在图形绘制模块中，本实施例的图形绘制模型的图形宽高分别为520px、270px，坐标轴类型为对数坐标轴，且原点为（10,1），横轴含水率刻度为[10、20、30、40、50、60、70]，纵轴锥入深度刻度为[1、2、5、10、20、30]，坐标轴样式为箭头样式、曲线样式为线性趋势线、图例样式为圆形标点、图形标题为“锥入深度和含水率关系图形”。利用前一步骤得到的转换后的像素单位数据在SVG画布上生成曲线图形。并将生成的曲线图形在前述步骤得到的记录表的A17单元格中进行展示，将计算获得的塑限值28.6和液限值16.8反填至记录表C15和C14单元格中以作为更准确的试验数据进行展示，使用本方法绘制的图形如图5所示，并展示在计算出的试验参数记录表的A17单元格中。

上述方法还能适用于其他类型试验检测图形的绘制，如图6所示，为按照前述方法步骤及预设的对应图形的数据处理规则绘制出的“筛分/级配曲线图形”（a）、“含水率与干密度的关系曲线图形”（b）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种公路水运试验检测图形自动生成方法，其特征在于，所述公路水运试验检测图形自动生成方法包括：

基于试验对应的基础业务参数，获取待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称；

识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系；

将所述坐标系中的数据项名称与待绘制图形的坐标轴数据项名称建立关联，并将关联的数据项进行标记；

基于标记的数据项和建立关联后的坐标系，计算与待绘制图形相关的坐标点数据；

将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，获得绘图要素数据，具体步骤包括：

将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型；

启用基于公路水运试验检测的试验规程预设的数据运算规则:

设定控制点；

判断所述控制点是否在预设的数值范围内，若否，则在绘图区域显示试验数据不合规范，若是，则按照所述数据运算规则处理所述基础业务参数和所述坐标点数据，计算得到绘图数据；

将所述绘图数据进行数据修约计算处理，获得绘图要素数据；

将所述绘图要素数据输入试验对应的图形绘制模型中转换为像素单位数据；

利用所述像素单位数据绘制图形。

2.如权利要求1所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，其特征在于，识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系的步骤包括：

识别所述试验参数记录表的结构，并识别其中的检测数据部分；

将所述检测数据部分的左上角作为原点，将第一行作为x轴，将第一列作为y轴建立数据象限，识别所述数据象限内数据的行数和列数；

根据识别出的行数和列数，计算参数记录表的表格中每一个数据单元格的坐标点，从而得到坐标系。

3.如权利要求1所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，其特征在于，基于标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算待绘制图形的坐标点数据的步骤包括：

计算待绘制图形的基础坐标点；和

计算用于在所述数据处理模型中进行逻辑运算的控制点坐标；和

计算用于显示图形的单元格坐标；和/或，

计算用于反填数据的单元格坐标。

4.如权利要求1所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，其特征在于，在获取待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称前，还执行步骤：

基于公路水运试验检测的各项试验规程预先建立对应的数据处理模型和图形绘制模型。

5.如权利要求3所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，其特征在于，利用所述像素单位数据绘制出图形后，还执行步骤：

将经过数据处理模型运算处理的需要反填的数据反填至对应的单元格中。

6.如权利要求3所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，其特征在于，利用所述像素单位数据绘制出图形后，还执行步骤：

将绘制好的图形显示到用于显示图形的单元格中。

7.一种公路水运试验检测图形自动生成***，其特征在于，所述图形自动生成***运行时用于执行如权利要求1-6任一所述的一种公路水运试验检测图形自动生成方法，所述图形自动生成***包括：

待绘制图形信息确认模块，用于基于试验对应的基础业务参数，获取待绘制图形的名称和坐标轴数据项名称；

坐标系建立模块，用于识别试验参数记录表中的检测数据部分，基于检测数据部分建立坐标系；

数据关联标识模块，用于将所述坐标系中的数据项名称与待绘制图形的坐标轴数据项名称建立关联，并将关联的数据项进行标记；

坐标点数据计算模块，用于基于标记的数据项和建立关联关系后的坐标系，计算待绘制图形的坐标点数据；

数据预处理模块，用于将所述基础业务参数和所述坐标点数据输入试验对应的数据处理模型运算处理，获得绘图要素数据；

预处理数据转换模块，用于将所述绘图要素数据输入试验对应的图形绘制模型中转换为像素单位数据；

图形绘制模块，利用所述像素单位数据绘制出待绘制图形。

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