地理信息系统在建筑领域中的应用

地理信息系统在建筑领域中的应用
杨　谦　吴金华
(长安大学地球科学与国土资源学院　710054西安)
摘　要:地理信息系统是一门集计算机科学、地图学、地理学等多门学科为一体的交叉学科。

本文在简要介绍地理信息系统的概念的基础上,主要讲述了其在建筑领域中的应用,最后阐明了实际使用中存在和需要解决的主要问题。

关键词:地理信息系统(GI S);建筑领域
1　地理信息系统的概念
地理信息系统(GI S)是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科。

它是一种以地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统”。

2　地理信息系统在建筑领域中的应用
GI S经历了几十年的长足发展,已经被广泛应用于众多领域,值得一提的是其在建筑领域中的使用也显示出广阔的前景。

一项重大的建设工程从破土动工到交付使用,包括规划、勘察、设计、施工等众多环节及工程完工交付使用后的日常维护和监测,需要处理大量与工程建设有关的空间数据和记录文档,如建筑物的具体分布、位置、标高;桥梁的架设、道路的布局、市政建设中各类地下管线铺埋的位置等。

人为处理这些复杂信息,既费时又费力。

GI S强大卓越的空间数据查询分析功能,快速数据更新功能,信息准确传递功能,为快速高效完成施工任务提供技术支持。

如今地理信息系统已被广泛应用在施丁:安全管理、地基设计、建筑规划等领域并取得了显著成绩。

211　GI S应用于建筑施工安全管理
建设项目安全管理工作在整个施工过程中具有重要作用。

当前,建设项目数量巨增,而安全监督管理的人员数量相对较少的问题已日益突出,如何有效地配置现有资源,利用先进技术手段开展安全管理工作已成为急需解决的问题。

GI S技术应用在施工安全管理中,正好解决了管理人员少与需要管理的建设项目数量多这对矛盾,为建设管理部门提供了一个高效有力的管理手段。

范丽霞等同志2004年将GI S应用在日常安全管理工作中,为GI S开辟了一个崭新的使用平台。

即把管辖区域内的建设工程项目显示在地图上,对建设工程项目进行定位查询,就能够直观、方便的掌握施工项目的现实状况,有利于安全监管人员有目的、分重点的对建设工地实施安全监督。

同时,利用专业地理信息系统软件Map lnf o对区域地图和数据库的管理功能,一方面在用图形方式显示出管辖范围内的工程项目分布情况以外,项目周边的交通、电力、电信、燃气、供水管网的布局信息也可一目了然,为场地施工提供便利:另一方面把与工程项目有关的属性信息,比如:建设单位、设计单位、施工单位等存储在数据库中,更重要的是把建设项目的安全手续、专职人员配备、安全
4陕西建筑 2007年3月总第141期
人员资质、安全防范措施、临时用电、安全用品、安全资料、施二正机具的安放等信息记录于数据库,用户只需要通过简单操作就可以提取、查询和使用这些数据,方便了对施工项目的安全监督,又为安全管理提供了辅助决策[1]。

212　GI S应用于基础设计及施工
高层建筑的层出不穷既提高了空间利用率,又缓解了城镇建设用地紧张的局面,同时,也给基础设计和施工提出更高要求。

桩基础应用在高层施工中已经较为普遍,各地区、不同的试验单位也都积累了大量桩基静载试验数据,其中郝猷猷2004年在对广东省肇庆市971根试桩静载试验资料统计分析的基础上,建立了单桩承载力地理信息系统和单桩承载力数据库,并提出了肇庆市计算嵌岩桩单桩承载力极限时,极限侧阻力、端阻力标准值的建议值[2]。

此专题地理信息系统的建立,将GI S使用在桩基础设计中,完成了GI S对单桩承载力信息的管理、分析和查洵,实现了不同试验单位、不同设计部门对单桩承载力信息的共享,且经过数据分析得出单桩竖向承载力极限值还可提高这一重要结论。

该系统采用专业地理信息系统软件Map lnfo和其二次开发工具MapBasic及可视化编程语言VB的功能的再开发,增添了“单桩管理”和“单桩分析”两个专题模块,丰富了单桩承载力数据的处理能力,进而能更直接的为桩基础设计与施工服务。

高层建筑基础施工还需要重视深基坑的支护问题,这关系到施工人员安全和工程进度。

中国建筑科学研究院魏巍同学2005年经过对深圳市三家较大的基坑设计单位100项典型基坑支护工程设计数据的收集,建立起基坑支护数据库。

在详细记录各个基坑支护工程设计与施工基础上,选择Map lnfo平台和VB 开发工具,以该数据库为基础开发完成了深圳市基坑支护地理信息系统。

该系统共包含四个专题信息库,其中,基坑概况信息库存储工程基本信息和基坑施工信息:计算参数信息库存储项目地质信息和地下水控制信息;支护结构信息库存储放坡、排板桩、连续墙、内支撑、钉锚等相关支护信息;监测数据信息库则存储基坑中监测点观测值每日的变化情况,其在系统软件Map lnfo基础上又添加了基坑管理与基坑查询两个用户菜单。

该系统的建立实现了对以往基坑支护工程数据收录、管理和分析,为不同设计单位提供数据共享平台,对今后基坑支护工程设计、施工、研究提供了直接的强有力的参考依据[3]。

213　GI S应用于建筑物规划
目前,我国在大力推进城镇化建设,但可供建设的用地却严重不足。

一方面城市规划管理部门加大了旧城改造,另一方面管理者采用先进科学的管理手段对城市建筑物进行了合理规划。

其中,香港将GI S 使用在新城开发管理中,建立了以可供地的预测管理为主要功能的沙田新城开发土地地理信息系统,为管理者提供未来一段时间里可用于建造住宅的土地利用时间表,进而推测配套的基础设施建设如何布局、何时完工,以及各种商业、服务、教育、保健、公共交通设施应该建立的地点或区域,取得了很好的效果[4]。

214　GI S应用于建筑审批部门的内部管理工作伴随越来越多的建设项目破土动工,各种资质级别建筑企业涌入市场,增添了建设管理部门工作量。

采用地理信息系统可实现图形与属性的交互式访问,首先,在地图上清楚地标明正在建设和上报审批需要建设的项目位置,其次,将企业资质、单位名称、经济状况、主要技术和管理人员简介等企业属性信息存放于数据库,建设管理部门的工作人员可以通过GI S专业软件,实现对市场现有建筑施工单位经营管理状况的即时了解,规范了市场秩序,把好了市场准入关。

同时,GI S图形显示和数据处理功能可快速、准确的查询相关信息,使资料存放简单、有序,减轻了管理人员的负担,降低了人为错误,也是政府电子政务建设的重要部分。

215　GI S其它应用
建立房地产三维管理专题地理信息系统,可以真
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2007年3月总第141期 陕西建筑
实再现楼盘三维场景,虚拟显示住宅内部结构,并且可通过互联网发布房产项目认购信息,这些功能是普通信息系统无法完成的,而且在住宅小区建成后,物业管理公司可通过房产三维管理信息系统对各种物业设施进行数字化管理,这无疑会有助于提升小区的形象地位。

将GI S与虚拟现实技术相结合,可实现城市景观仿真,给人一种身临其境的感觉;还可对大型建设项目进行虚拟显示,动态模拟项目完工投入使用的状况,为科学的规划决策提供帮助,
3　GI S应用在建筑领域中有待解决的问题
把地理信息系统应用在建筑领域中,虽然取得了良好的社会经济效益,但使用过程中不可避免的出现一些问题。

首先,只有专业GI S人员才能熟练操作专业软件;其次,数据是信息系统的核心,只有保持数据的现势性,才能保证专题地理信息系统有效的为日常工作服务:最后,相关部门要完善管理体制,从人员和制度上保障应用系统能够长期高效的工作。

所以,只有今后加大GI S,培养更多的专业人才:尽快建立统一的数据标准,以便于数据的存储和共享,避免数据库的重复建设;进一步完善管理制度,使数据能够及时更新,才能使GI S更好的为建筑领域服务[5]。

4　结束语
以上对地理信息系统发建筑相关领域中的应用做了简要介绍,总结了部分专题地理信息系统在建筑领域取得的价值成果,希望对各位同仁们有所帮助,我深信其在建筑范畴内的使用会更加广阔。

参考文献:
[1]范丽霞,王德敏,王燕,《建筑施工安全管理中的
GI S应用[J]》,建筑与预算,2004,(2):26.
[2]郝猷猷,黄强,《单桩承载力地理信息系统应用研
究[J]》建筑科学,2004,20(6):77-81.
[3]魏巍《基坑支护地理信息系统应用研究[D]》北
京:中国建筑科学研究院硕士学位论文,2005. [4]宋小冬,叶嘉安《地理信息系统及其在城市规划
与管理中的应用[M]》北京:科学出版社,2002, [5]黄恩才,赵彤,于敬海,谢剑《地理信息系统在土
木工程中的应用[J]》天津理工学院学报,2003, 19(3):96-99.
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[4]胥传喜,陈楚鑫,钱若军《ETFE薄膜的材料性能
及其工程应用综述》钢结构2003.6
[5]王臣《建筑膜材力学特性分析及试验研究》哈尔
滨工业大学硕士学位论文
[6]章云祥《氟塑料Fs-40G(ETFE)》有机氟工业第
2期
[7]钟莉莉,张丽叶《TFS膜材-建筑用织物》新型建
筑材料2002.9
[8]王珊,张燕坤《现代膜结构》北方工业大学学报
2005.3
6陕西建筑 2007年3月总第141期。