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城市排水系統是保證城市正常運行和維護城市環境的“靜脈。近年來大連市的城市化進程保持高速態勢,市區面積不斷擴大,大量住宅小區、商業區、工業區、高新區等迅速形成;與此同時,管網數據仍采用傳統的人工方式存儲和管理,未建立有效的數字化管理系統,排水管網的查詢和管理效率較低。尋求新的技術來對排水管網進行科學管理已經成為必然。
地理信息系統(GIS)以空間數據庫為基礎,在計算機硬件、軟件環境支持下,對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示,并采用地理模型分析方法,適時提供多種空間和動態的地理信息。本文運用GIS技術對大連市排水管網信息進行數據轉化,查詢和選擇,屬性編輯,使人機交互界面更為人性化,為規劃設計、維護管理、評價分析和決策服務提供有力的技術保障。
1. 管網數據建庫
分別對管線、地名信息、地形圖等矢量圖形數據入庫,數據必須位于同一平面坐標系和高程基準,格式必須是DWG、DXF 或SHP。系統支持添加新管線、更新原有管線、管點數據等功能。系統能同時修改多個同類管線、管點的屬性數據,可以一次選中幾十條管線,把它們的“所屬道路”屬性統一改為同一個路名,或者統一修改它們的權屬單位等。
2. 地圖顯示子系統
存儲在數據庫中的地理相關數據都可以通過地理信息系統的地圖顯示子系統來實現圖形化顯示、測量及輸出等操作。
2.1 視圖操作模塊
支持地理形圖與其它管線其它專題要素的疊加顯示,可以控制圖層是否顯示、并按指定的比例尺自動控制圖層的顯示。支持鷹眼和放大鏡窗口,進行整體的查看和局部放大。支持圖形對象的符號化,可以自動為圖形對象配以線型、符號和面狀填充符號進行顯示,并可以方便地改變線型、符號和面狀填充符號??梢愿鶕枰黾雍蛣h除顯示圖層??梢赃M行動態無級縮放、可中心縮放,框選縮放,漫游、刷新、恢復和全局顯示。
2.2 測量與動態標注
可方便地測算坐標、任意兩點間的距離、任意兩條曲線的夾角和任意多邊形的面積??呻S意選擇顏色進行自由注釋、標注任意點坐標、管點屬性及兩點的距離等。
2.3圖形輸出模塊
系統提供了多種地圖模板,可輸出符合地圖公開出版質量的圖件。
3. 管網查詢系統
系統可以按使用者的需求對系統中的管網數據進行分層管理,便于查詢、施工、決策。主要查詢功能有:按地名查詢、按視圖查詢、可選區域查詢、按節點編號查詢、條件查詢。
4 .管網分析子系統
4.1 數據統計分析
可以根據管線、管點的類型、材質、管徑、埋設年代對管線數據進行統計。可以針對各專業部門的信息進行分析與統計。統計的結果可以按表格形式、專題圖形式直觀地輸出顯示。
4.2 網絡分析模塊
系統基本的網絡分析功能有 “緩沖區分析”、“匯水區匯水情況分析”。
(1)緩沖區分析。分析統計某一區域內符合條件的排水設施。區域分為矩形、圓形區域,或自定義區域范圍。分析結果存表格中顯示,并同時可以定位和查看全部分布情況。
(2)匯水區匯水情況分析。選擇某一個排水區,根據排水區邊緣的管線水流方向分析此排水區的主要進水管線、主要出水管線、相交管線。分析結果在表格中顯示,并同時可以定位和查看全部分布情況。
5.結語
運用GIS技術開發建立大連市排水管網信息管理系統,為進一步優化管理模式,簡化管理方式提供了一個行之有效的技術平臺。該系統主要具備以下技術特點:
1、良好擴展和維護
系統具有較強的可擴展性和對需求變化的自適應能力,以適應業務管理內容和工作流程變化造成的系統需求的變化。在功能擴展方面,系統充分考慮從系統結構、功能設計、管理對象等各方面的功能擴展;在軟硬件升級方面,系統充分考慮關鍵軟件和硬件的發展以及管理功能的增加,具有靈活和平滑的擴展能力;此外,系統采用集中的、智能化的維護方式,盡可能減少手工維護工作量,確保系統的正常運行。
2、方便實用性強
系統建設的根本目標是最大可能地滿足城市供排水輸配管網管理的業務要求,做到易于使用、便于管理、數據更新簡便和系統升級容易,具有優化的系統結構和完善的數據庫系統,以及友好的用戶界面。
參考文獻:
[1] 張春森. 城市管網信息系統的建立及其數據質量控制.武漢測繪科技大學碩士論文,1997:4~5
[2] 王志宜 大連市排水地理信息系統的設計與開發.遼寧師范大學碩士論文,2008
中圖分類號:TP311 文獻標志碼:A 文章編號:1009-3044(2014)25-6011-04
Research and Design on Early Warning Analysis of Oilfield Model
WEI Jun
(Department of Information Engineering, Karamay Vocational and Technical College, Karamay 833600, China)
Abstract: At present, in our country most of the oil producing region has entered the mid-late production mining, at this time, in order to improve the recovery ratio of oil to meet the social production and living, must be early warning analysis for oilfield production in a timely and effective manner. This paper presents a oilfield early warning analysis model, the model uses support vector machine (SVM) method for early warning oil block in the process of oilfield development.And for single-well pumping real-time monitoring and diagnosis, analysis of the various problems that may arise, and thus can detect abnormalities in the production of abnormal events in the early stages, in order to be alert and take precautionary measures in advance, in order to achieve oil production the high-yield. Experimental results show that the model has high prediction accuracy.
Key words: early warning analysis model; SVM; diagnosis
1 概述
在油田生產開發過程中,產量預警是其中的一個重要環節,并且油田開發的首要任務之一就是對產量做出準確地預測。實時的動態監控和準確的產量預測是合理調整油田規劃和制定方案,實現優化開發和管理的重要依據[1]。國內外在這方面的研究已經取得了諸多成果,部分油田已經運用計算機網絡技術構建了自己的網絡管理平臺[2]。但是,現有的產量預警系統是利用本地系統數據庫中從油田公司的數據庫中提取的數據進行預警,這樣就使得產量監控具有一定的時滯性,雖然已經達到了預警的效果,但在實時性上還有待提高。
為了提高油田油井、井區、作業區及采油廠的石油采收率,縮短發現生產狀況異常狀態的時滯性,及時診斷與發現油田開發過程中出現的各種問題及影響程度,本文提出一種油田預警分析模型,該模型在油田異常事件的初期能夠給出預警信號,提前分析處理潛在隱患,以此來提高油田的采收效率。
2 預警指標體系的建立
2.1 預警目標的確定
本文的主要研究內容是對于單井和區塊的預警分析模型,不難看出其核心的部分就是利用預警算法模型從大量歷史數據之中挖掘出預警相關知識,獲取的預警知識存入專家知識庫中以便對實時數據進行分析監測,然后根據設計的預警策略就可以對實際井況采取是否生成預警信息的決定?;陬A警知識挖掘的油田產量預警機制如圖1所示[3]。
2.2 油井產量影響因素分析
在油田生產過程中,影響油井單井產量的主要因素多種多樣,大體可以將其分為地質因素、人為因素和外部因素等[4]。地質因素主要包括井段長度、組合厚度、組合層數等;人為因素主要包括注采井距、注采比、儲量動用程度、水驅控制程度等;外部因為主要包括天氣因素、機械故障、線路停電等。油田產量主要影響因素如下圖2所示。
2)選擇核參數
本文采用徑向基函數作為支持向量機的核函數,徑向基核函數的參數γ與c的選擇本文主要采用3-折交叉驗證法[8],通過訓練樣本集訓練支持向量機,得到支持向量機分類器,并通過測試樣本集對支持向量機分類器進行測試,最終分類準確率為3次測試結果的平均值,將測試結果準確率高的參數組合作為最優值。
3)經過樣本數據測試后,建立基于支持向量機的區塊預警模型。
3.2 基于標準井的單井預警模型的建立
油田預警分析模型對單井的預警主要是采用對抽油機的預測診斷技術,其主要思路是對井下泵功圖進行識別和分類,但是這種方法常常只能在異常情況已經發生的時候,示功圖特征有較大改變的時候才能有較高的準確率,但此時產量已經大幅下降。本文希望在油井產量波動初期給出異常預警,所以僅僅依靠示功圖的特征提取和判斷并不能達到預期效果,所以本文主要采取的預警思路是通過計算實際井和標準井的抽油機設備在當前井況下各子系統的效率,然后對兩者進行對比并結合示功圖進行異常判斷。通過這種方法可以在抽油機效率產生較小波動時就可以發現,比單一利用示功圖方法能達到更高的預警效果[9]。
基于標準井的單井預警模型的建立過程中,主要包括以下幾個步驟。
1)抽油機井各子系統效率計算
抽油機井各子系統效率包括地面各子系統效率和井下各子系統效率。地面各子系統效率分析包括帶傳動效率計算模型、減速箱效率計算模型、四連桿效率計算模型、電機效率計算模型;井下各子系統效率分析包括抽油桿效率計算模型、抽油泵效率計算模型[10]。
2)標準井井上功圖計算
在獲得標準井井下功圖之后需要預測標準井井上功圖,這時需要改變波動方程的初始邊界條件,已知抽油桿完整的數學模型如下[11]:
由表2可知:仿真計算所得抽油機各子系統效率與測試所得各子系統效率較吻合。標準井計算公式準確性較高,和實際標準井誤差小,所以基于標準井的單井預警模型具有較高的準確性和實用性。
5 結束語
本文提出了一種油田預警分析模型,該模型包括區塊預警和單井預警兩個部分。有效的預警了油田生產過程中的產量變化,并且油田開發的首要任務之一就是對產量做出準確地預測。實時的動態監控和準確的產量預測為后期合理調整油田規劃和制定優化方案給出了重要依據,具有較好的應用價值。
參考文獻:
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[8] 黃培之.具有預測功能的曲線矢量數據壓縮方法[J].測繪學報,1995(4):316-320.
莫宗江先生是廣東新會人,生于1916年,1931年他15歲時,開始師從梁思成、林徽音、劉敦楨先生,在中國營造學社作繪圖生,并主要承擔梁思成先生的助手工作。他一邊工作,一邊學習,以其勤奮好學與聰穎智慧,不僅在繪圖技巧上,而且在學術與藝術造詣上,達到了很高的水平。莫先生的水彩畫、鋼筆畫,及墨線測繪圖,意境高雅,筆觸瀟灑。他繪制的西蜀王建墓中人物雕刻的寫生畫,以及大量精美的測繪圖、古建筑速寫,都堪稱藝術佳作與繪圖典范。晚年時,莫先生還曾鉆研國畫。留下了許多國畫習作。
莫先生的水彩畫畫的好在系里是有口皆碑的,我曾有幸在系資料室看到過一幅先生的水彩畫,是抗戰時期在四川出土的五代王建墓中為墓內棺槨基座上的樂女人物像所繪的寫生,在光線幽暗的墓窟中,一個五代樂女盤腿而坐,手撫鼓瑟的形象,僅用了淡淡的幾筆,且用的是與實物十分接近的淺灰的色調,卻將人物的神態表現得栩栩如生,而其色調仍不失墓窟石雕的蒼古氛圍。據說,這只是先生所繪王建墓中一系列雕刻人物繪畫中的一幅。他的許多畫隨著動蕩的歲月與變遷的時代,已經漸漸地失散不存了。
莫先生看我們用針管筆畫的圖,看著那缺乏彈性的線條,有時候會笑。然后就講起他是怎樣用鴨嘴筆的,使用鴨嘴筆是要磨的,還要防止墨的流淌,更需要學會掌握手上的力,才能做到所繪線條的精美。然后,他就拉過我們的手,輕輕地在手心示意,讓你感覺到畫圖時應該運用的那微妙的力。先生繪畫與繪圖功夫的厲害,還可以從梁思成先生論文與著作中的許多插圖中看出來。而莫先生自己在《營造學社匯刊》第七卷中有關山西榆次雨花宮的研究文章中,插入的幾張他自己親自手繪的插圖,其線條之簡單流暢,其對對象表現的把握之扼要自如,使每一位讀到過這篇文章的人都會嘆為觀止的。
莫宗江先生追隨梁思成、林徽因、劉敦楨先生,為中國建筑史學科的確立,為中國古代建筑的研究與保護,做了大量的工作。梁思成先生在學術上的許多拓荒性工作,如對數千座中國古建筑的調查與測繪,發現與研究唐代建筑佛光寺大殿、應縣木塔等重要古建筑等,都包含了莫宗江先生的大量心血。關于這一點,我們不僅可以從梁思成先生的許多文章中略窺一斑,而且,作為弟子的我也曾有幸從莫先生那里聽到過一些。
莫先生常常說起的一句話是,自己是十分幸運的,可以同時與幾位大師共同工作、學習了數十年。莫先生說,藝術的感覺,是看出來的。梁先生那里的書很多,經??梢钥吹皆S多國外的書,還常常能夠聽到梁先生與林先生在那里點評。而且,跟著兩位先生,走了那么多石窟寺與廟宇,看的多了,眼睛就把握的準了。藝術,特別是雕塑藝術,包括建筑物上的裝飾雕刻,其線條,其刀法,其衣飾、其面的凹凸,有時就差那么一點點,就有了藝術上的優劣差別。要緊的是要用心地去觀察、去觸摸、去感覺。
莫先生特別提到了1937年他跟隨梁先生與林先生在五臺山考察發現唐代建筑佛光寺大殿的過程。他說,那個時候的他們高興極了,一直深陷于發現、研究與考察的興奮之中,直到完成了考察工作,回到太原時,才得知了北平已經淪陷的消息,心情又忽然變得十分沉重。他曾談到,那一年他輾轉回到北平,從長安街上走過,看到在東單附近有日本軍人在操練中,用槍瞄準過往的中國人時,內心的悲憤感覺,無以言表。按照營造學社的安排,學社成員們分散各自撤離北平,輾轉到了天津,再乘船去往了南方。
先生也談到了在中國營造學社在四川李莊時候的情況,那時候條件非常艱苦,還要繼續進行學術研究,《營造學社匯刊》第七卷,就是在那個時候的艱苦條件下,用手刻蠟版與油印的方式出版的,我看過清華大學建筑學院資料室保存的這一卷匯刊,不僅因紙張的簡陋與粗糙而為當時條件的艱苦卓絕所感觸,也為字跡的工整與插圖的精美而感嘆,其中無疑也有莫先生的許多心血。莫先生說,那時候梁先生常帶他們到四川各地做古建筑的調查、測繪與研究。有時,實在太困難,沒有經費作調研工作,梁先生就帶著他們到住所附近的電線桿上作攀高爬桿的練習。這種練習的目的是為了在今后測繪古建筑的工作中,能夠更快捷,更熟練地獲得測繪數據。
可能正是有過這樣的訓練,加上多年的古建筑測繪實踐,即使是到了花甲之年,莫先生的身手仍然不凡。記得1979年莫先生帶我們一行研究生們去山西應縣木塔考察參觀時,先生一邊興奮地滔滔不絕地講著,一邊登塔,到了塔的第三層樓梯處,先生忽然一躍就順著木樓梯的扶手,攀上了三層與四層之間暗層的梁架上。當時的我們幾乎是一楞然后,也有同學躍躍欲試,雖然是一些年輕人,卻遠沒有先生的這身功夫。跟隨莫先生考察時的體會就是,只要一到一座古建筑物面前,莫先生就會變得十分興奮與年輕。他幾乎總是會第一個就攀上梁架。在薊縣獨樂寺,在福州華林寺,在杭州閘口白塔,在正定開元寺鐘樓,我們都曾跟隨莫先生攀上梁架做過草測。一邊畫測稿,一遍丈量一些重要的數據,以便能夠帶回來做進一步的研究分析。
莫宗江先生對建筑與園林藝術有一種特殊的體驗。凡是聽過莫先生講中國古典園林課的,都會對中國古典園林產生濃厚的興趣與深刻的理解。在文化革命以前,莫先生曾經指導過一位研究生,從事中國古典園林的研究。莫先生對研究論文的要求很高,所以,不滿意的研究文稿,絕不發表,據說那位研究生的論文,因為沒有達到先生的要求,而未能獲得通過。莫先生的考察筆記、測繪手稿、及已經進行但尚未完成的文稿等,高可盈尺。除了抗戰期間,在梁思成先生指導下完成的關干山西榆次雨花宮的發表在《中國營造學社匯刊》第7卷上的研究論文外,上世紀70
年代對遼代建筑河北淶源閣院寺大殿的所進行的研究,也是先生注入了大量心血的成果。莫先生指導我們幾位研究生對福州華林寺大殿進行的研究,通過大量的史料、文獻與測繪數據,否定了原來已經發表的華林寺大殿建于南宋時期的錯誤結論,明確肯定了華林寺大殿是建造于五代末的吳越王時期(時為北宋初年)這一史實,并對華林寺大殿與日本天竺樣(大佛樣)建筑之間的關聯進行了探討,從而為華林寺大殿確定為國家級文物保護單位奠定了基礎。
聽莫先生的講課是一種享受。他講課幾乎不帶講稿,只在一張紙上,列著一個簡要的提綱,隨著自己的思路侃侃而談,一堂課下來,會旁征博引出許多的歷史故事。有時為幾位研究生上小班課,大家甚至忘記了是在上課,不時地插話問先生。這樣的課有時會不在意是否到了下課的時間,大家越談會興致越高。有一次陪莫先生在一個省會城市,受邀作一次演講,起初,我還擔心先生若不用講稿,可能會像和我們小班課上談天一樣拖延了時間,誰知那一次演講,先生條分縷析的講了兩個小時,時間把握的十分恰到。一堂演講下來,我就為先生講課時那瀟灑輕松的風度與時間、會場氣氛的把握能力所深深折服。
在福州的那段日子,每天晚飯后,我們會跟隨他去散步,走在福州老城的三坊五巷中,穿梭在那些有曲線的風火山墻所圍合而成的街巷中,街巷曲曲彎彎,時而還會在窄巷中,放出一塊空間,置放幾個石桌、石凳,或者還有一棵老榕樹,就會透出一股南方傳統城市特有的濃郁地方氛圍。每到這種地方,莫先生會興奮地問我們的感覺,然后加以點撥,講出自己的道理。在后來的一路考察中,他也會時時地發問,比如怎樣使園林的空間顯得更大,中國園林的水系為什么那么曲曲折折,園林中的池岸為什么會那樣處理,那些風火山墻的曲線為什么那么優美,中國古代建筑的反宇式凹曲屋面是出于什么道理,如此等等。莫先生對福建的山水與文化十分欣賞,他總是說,江南園林中的景觀,是一種小家碧玉的感覺,福建的寺廟園林就不一樣,福州鼓山、廈門南普陀,都將寺廟與大氣磅礴的山景、石景結合在一起,再加上古人的摩崖石刻,給人一種雄渾的南國風韻。福建人重視書法,即使是街頭巷尾張貼的一紙告示、通知,甚至訃告,其文字書法都很不俗,為什么福建民居建筑中風火山墻的輪廓線,不像其他地方那樣是直線的,而是一些自由而道勁的曲線,這也許就是其中的原因所在吧。在這樣的交談中,一種耳濡目染的學習,使我們對中國傳統文化與藝術,有了深刻的體驗。
莫先生與陳明達先生交往很深。陳先生家一度住在石碑胡同,莫先生常常會在周末騎自行車,從清華園到石碑胡同,兩個人會聊得很久。我有幸陪先生去過陳先生家一次??吹絻晌焕险撸務撈稹稜I造法式》中的學術問題,會是那么津津有味,絕沒有一點枯燥的感覺。莫先生是藝術感覺極好的人,思維也十分敏捷,交談中常常會蹦出思維的火花,陳先生又是十分嚴謹扎實的人,在學術上一絲不茍,兩個人談起來無拘無束,有時還會爭執起來,聽這兩位前輩學者的一席交談,簡直就像是參加了一場有趣的學術沙龍會。我常常記起一位老先生對我說過的一句話,莫先生是一個寶庫,關鍵是要善于從他那里去捕捉,去發掘。在莫先生看來,學術乃天下的公器,在與學生及同行的交流中,他幾乎是毫無保留地拋灑自己的學術新見。凡是與莫先生有過長時間交談的人,都會對莫先生在海闊天空般的漫談中,不時流露出來的真知灼見有深刻的印象。
其實,莫先生是一位述而不作的人,對學問有很深的積淀,從與先生的交談中,常常能夠感受到他智慧與思想的充溢,但先生卻從不輕易動筆。也許因為對身后之名淡薄之至,所以,不是做到深思熟慮的東西,他是絕不肯落墨的。這也許是莫先生畢一生之力于建筑史的研究,講起課來思路開闊、知識縱橫裨合、引例趣味四溢,且十分熟諳繪畫、雕刻藝術,但留給我們的文字卻不是很多的重要原因之一。我時常在想,若是先生身邊有一位助手,隨時將先生日常言談話語間流露出來的一些思想火花記錄下來,將先生草繪的圖,加以仔細的整理,一定會有許多有相當分量的建筑歷史學術成果問世。
我和我的研究生同學鐘曉青的碩士論文就是由莫先生在認真思考后所確定的,這是一個真實的研究課題,題目是對位于福州市越王山下的華林寺大殿進行系統的研究。從結構于造型上可以明顯地看出,這是一座建造于唐宋間的木結構建筑。由于南方現存古代木結構建筑如鳳毛麟角,這座建筑的重要性就更凸顯了出來。這座建筑的被發現是20世紀50年代的事情,最初,由地方文物工作者對它進行了一個初步的研究,認定這是一座建造于南宋時期的木結構建筑。因為這樣一個斷代,其歷史價值沒有得到充分的體現,所以,最初僅僅將其定為省級文物保護單位。也正是因為其重要性沒有得到充分認識,這座位于福建省委大院中的南方最古老的木結構建筑,在中因為要為省委機關車隊讓出一個通道,而遭遇了“截肢”手術,即將大殿清代時所加建的前后檐廊截除,使大殿進深變短,從而緊貼前殿身鋪設了水泥道路。萬幸的是,盡管大殿遭此不幸,盡管大殿中的佛像被野蠻地摧毀,但在當地文物部門的努力下,將大殿木結構古代原構的主體部分保留了下來。
1979年,莫先生到福建考察,他一眼就被這座宏偉的木構建筑所吸引了,經過一番研究之后,莫先生認為這座建筑應該早于南宋時期。就莫先生的直覺,這座建筑有可能是晚唐至五代時期的遺物。于是回到北京以后,莫先生就將這座建筑選定為我們的論文研究目標。在國家文物局與福建省文物局的支持下,1980年春,我們師生三人就進入了這座建筑的現場。
在莫先生的帶領下,由福州文管會的楊秉倫先生密切配合,我們對福州華林寺大殿的主體部分進行了詳細的測繪,并翻閱了大量資料。莫先生和我們一起穿梭在梁架之間,仔細的尋找每一點歷史上可能遺留下的蛛絲馬跡。在經過大量文獻閱讀,及相關史料的比對,并對唐宋時期的木構建筑的各種比例、做法進行了系統比對的基礎上,我們基本確定這是一座建造于五代末年吳越王時代的建筑,其具體年代是公元964年,時間雖已進入北宋時代,但當時的福州仍然在五代吳越國的范圍之內,故仍應看作是五代晚期的木構建筑。而且,可以肯定地說,這是現存中國南方年代最為久遠的古代木結構建筑,比原來所知南方最早的建造于公元1013年的北宋時代寧波保國寺大殿還要早49年。
莫先生還敏銳地察覺到了這座建筑與日本大佛樣(天竺樣)建筑的關系。以圓潤的月梁以及復雜的插拱為特征的日本廉倉時期一度出現的大佛樣建筑,一向被認為是古代日本特有的建筑形式,而莫先生認為福建地區建筑中大量使用插拱(丁頭拱)的做法,和華林寺(以及宋代建造的福建莆田元妙觀大殿)中所使用的肥胖圓潤的月梁,與日本大佛樣建筑之間很可能
有所關聯。我們在莫先生所指導的碩士論文中,將莫先生的這一猜測做了詳細的論證。后來又有資料證明,在韓國12世紀的木構建筑中,也有與華林寺在造型意匠上十分接近的圓潤月梁的做法。而一個不爭的事實是,韓國與日本的同一類建筑,主要是建造于相當于北宋時代的公元12世紀左右,而華林寺大殿卻是公元10世紀的遺物。顯然,具有濃厚特色的日本大佛樣建筑以及韓國同一時代的類似建筑,很可能是從福建地區傳入的。這也突顯了華林寺大殿在東亞古代建筑史,以及中外文化交流史的重要地位。
正是由莫先生所主持的這一重要研究,使得華林寺大殿獲得了它應有的歷史地位,并被認定為第二批全國重點文物保護單位??上У氖牵诤髞硭M行的對華林寺大殿的保護修復工程中,從事修復的工程技術人員沒有能夠及時向莫先生請教,我們也已經畢業而去,沒有機緣參與這一重要修復工程,因而,當我們知道這座千年的古老建筑為了給省委機關讓路而被整體移動了數百米,并被簡單地恢復到了五代時的樣子,而將后世增修的歷史信息完全抹去,同時,還將其油漆一新的時候,心存的遺憾也就難以言表了。
莫先生也是一位對學問孜孜以求的人。他考察古建筑時,總會親手繪一些草圖,并草測一些數據,回到家里就把測稿鋪開,邊畫圖邊做分析。記得莫先生曾向我展示過一次他那高可盈尺的研究手稿,笑著說,將來退休了,可以將這些研究深入下去。我也曾接下這個話茬說,有條件我來幫您整理這些手稿吧。其實,我知道真正能夠整理這些手稿的人,必須是他身邊的人,我曾幾次對先生的公子莫濤說,這是你的一筆財富,你應該花點氣力把這件事情完成??上獫彩且粋€十分忙碌的人,在中國文物保護研究所工作了近20年,在祁英濤等老先生的指導下,一直在一些國保級的文物建筑修繕工地上辛勤勞作,實在沒有機會坐下來做這樣一些繁瑣細致的研究整理工作,這不能不說是一個遺憾。
莫先生的書法功底很深,寫得一手好字。對好的書法作品也十分喜愛和欣賞。記得我們在福州城內的三坊五巷中考察、調研中,在一家清代建造的老式大宅院中,看到了一位沈姓的老者每日習字,所寫的字貼就晾在穿堂的桌案上,老先生習的是顏體,筆力渾厚道勁,莫先生看了就贊不絕口,后來才知道這位老先生是清代林則徐親戚家中的后人,是當時福州最為人們稱道的書法家。由此,也可以看出莫先生的眼力之強。后來,這位老先生還書贈了莫先生一貼對聯,寫的是林則徐的話:“壁立千仞,無欲則剛。海納百川,有容乃大?!边@是沈老先生為知者書,可謂君子之遇也。
退休以后,莫先生忽然對國畫產生了濃厚的興趣,他開始每天練習國畫。記得有一次到先生府上,見屋里掛滿了山水畫稿。以我的眼力,每一幅加以裝裱,都是很好的作品。那時的莫先生身體還好,繪畫的興味還很強,他說,吳昌碩60歲才開始學畫,我現在習山水,還不算晚吧??粗壬撬坪鯉в心撤N天真感的笑,真為先生對于中國傳統文化與藝術的那種畢生的不懈追求而感慨。莫先生還喜歡體育,常常由公子陪著去打網球。他那瘦削的身體,倒很像是一位身手不凡的網球運動員。如果不是因為年輕時吸煙留下的隱患,相信莫先生還能有時間為他所鐘情的建筑與藝術事業做很多事情。
莫先生也是一個極有毅力的人。他曾經煙癮很大。有時一下午的講課,他會一根接一根地抽完一盒煙。1979年因突犯肺炎而住進了醫院,醫生告誡說,不要吸煙了。從此,煙癮如此大的老先生,竟然許多年不再沾煙了。記得1980年,我和莫先生出差,住在同一個房間,夜晚兩人同在書桌旁查閱資料??吹饺肷竦臅r候,莫先生左手翻著書頁,右手卻伸向書前方在摸索什么,在一旁的我急忙問,您在找什么?先生從入神的恍惚狀態中擺脫出來,看著自己伸出的手,又天真地笑了。他說,我在摸火柴。我想,這一定是先生挑燈夜讀時的一個習慣性動作。然而,與先生交往的多年中,包括我們連續數月的一路考察、調研,有時十分忙碌和疲勞,但莫先生從來沒有再吸過一根煙。曾經煙癮很大的他,要克服這一切,需要付出怎樣的煎熬,是可以想見的。
后來,在年近80的時候,先生還是罹患了肺癌。先生住院期間,我去看望,他仍然是那種很開朗、很天真的樣子。值得慶幸的是,手術還是成功的。到了20世紀的最后兩年,先生的肺癌再次復發,這時已經到了有病亂求醫的地步了,當時,先生曾住在北京南郊大紅門外一家自稱可以用中醫草藥治療癌癥的民辦醫院中。我幾次去看他,已經感受到他身體的日益贏弱。后來,又轉移到了北大醫院。那是1999年,似乎已經可以聽到新世紀的腳步聲了。我仍時而去看他,久被疾病折磨的莫先生已經顯得更是消瘦了,聲音中也透出因病魔的糾纏而身心疲憊的感覺,但心中似乎還仍然蘊藏著一團對未來充滿憧憬與渴望的火,只要精神好,他還會談些與建筑歷史有關的話題,話語中充滿了對未來的期望,談歷史,談建筑,談建筑史的未來,也談新世紀,他似乎還有許多的話沒有說完。那時的深切感覺就是,莫先生多么希望親眼看一看新世紀的曙光,多么希望還能為他所投身一世的建筑歷史研究與古建筑保護事業再盡一份力量。還有幾次他喃喃地說,要是能夠見到21世紀,他還想做些這個,做些那個。似乎,他仍然還有許多學術理想沒有實現。我總是被先生這種孩童般的天真與執著所感染,在聊作安慰的寒暄中,向蒼天默禱。然而,先生還是沒有能夠聽到新世紀的鐘聲。最終帶著一生的辛勞與一路的風塵離我們遠去。
老子《道德經》有云:“道之為物,唯恍唯忽。忽恍中有象,恍忽中有物。窈冥中有精,其精甚真,其中有信。”[2]學問如道,恍兮忽兮,其中有象。治學問者如精,其要在真,其中有信。因而可以說,其象其物,塊莫大焉,其真其信,理莫深焉。其言不諱,其意也長矣。在回憶的恍惚中,以這樣的話來結束這篇短短的文字,或是對先生音容的追想,更是想在先生的墓塋上,再培上一土,愿封植兮永固,俾斯人兮不忘[3]矣。
注釋:
1.本文是在中國建筑工業出版社為編輯《建筑史解碼人》 書向筆者所約稿件的基礎上略加修改而成的,因為是紀念性文字,仍然用了原有的標題,因為這題目似更能表達筆者對于先師的景仰之心。
2.引自老子《道德經》上篇“道經”。
一、擬實現內容及開發平臺搭建
擬實現基于智能移動終端的電子地圖查詢功能,主要是指用戶通過輸入需要的搜索信息,通過智能移動終端的電子地圖系統查詢到用戶所需地點經緯度并將地圖定位到該點。通過LBS平臺對智能移動終端定位并選取某地理位置后,如:“湖南省婁底市湖南人文科技學院”或其他,然后針對一定范圍內的特定場所進行經緯度查詢、地圖標注、距離測量、附近點路徑查詢等功能。開發平臺架構如下,開發工具采用Eclipse/JavaScript,后臺系統采用穩定成熟的Windows Server 2003,后臺數據庫服務器采用Oracle 11g,后臺GIS平臺采用ArcGIS;
二、架構與開發思路
(一)在開發中可在Eclipse的IDE集成開發環境中對所需實現的各個功能模塊進行編程、調試、編譯,在開發過程中可以大量利用各已有等類庫來減少編程的工作量。后臺數據庫中存儲地圖文件對應的空間數據信息,開發者可以在后臺提前用地圖上載工具將地圖文件轉成空間數據存入數據庫以便每次使用地圖查詢功能時從數據庫中調用載入地圖。
(二)最短路徑算法實現
電子地圖的路徑規劃、距離測量采用“最短路徑算法”。經典的路徑算法有Dijkstra 算法、分層搜索算法等,設計者可以根據產品需要與各算法特點擇優選擇。
(三)定位功能實現
定位功能是電子地圖系統核心功能和基礎,其他相關的服務必須基于定位功能。在各類文獻中已經介紹了許多成熟常用的定位技術和定位模塊的詳細設計方法,智能移動終端通過與特定的定位服務中心按照指定的接口進行交互即可取得智能移動終端的準確位置。定位功能的實現流程如下:首先與定位服務器建立連接;然后向定位服務器發送定位請求;最后接收定位服務器的相應。原則上定位功能接口的連接采用通用WEB協議,如超文本傳輸協議,將依據XML格式整合的需要定位的智能移動終端設備的有關信息Post到LSP服務器上,服務器接收信息后發送ACK信息給智能移動終端設備
三、電子地圖系統基本功能設計實現
(一)地圖基本操作實現
LBS平臺需要獲取各類電子地圖參數,如電子地圖文件所需存儲空間、分圖層地圖的控制參數等所需參數。智能移動終端根據所需服務類型發送相應請求指令,根據請求指令的不同向LBS平臺申請需要提供的服務類別,包括電子地圖顯示(Display) 、電子地圖二維平移(move)、電子地圖比例尺縮放(size)、智能移動終端定位等。用戶輸入搜索內容后,這些字段就會由相應指令整合并組成相應的指令字符串向LBS系統平臺發送請求指令,后臺LBS平臺內含的接口監聽線程監聽到用戶通過智能移動終端發出的指令即進行分析處理,獲取智能移動終端指令所申請的相應電子地圖數據并下發到智能移動終端上,用戶點擊打開電子地圖后可以進行電子地圖的比例尺改變、電子地圖二維平移及各種定位信息等操作。設計者基于Java實現了電子地圖操控的一些例程,這些例程包括電子地圖顯示(Display) 、電子地圖二維平移(move)、電子地圖比例尺縮放(size),首先獲得電子地圖寬度和高度、定義并初始化顯示的電子地圖的中文名。智能移動終端獲取后臺架設的LBS平臺的Web網址和監聽線程接口數據后,就可以實現上下行雙向數據通信。
(二)電子地圖獲取查詢點經緯度功能實現
在電子地圖上將城市切換到“婁底市”然后輸入詳細查詢信息點名稱如:“湖南人文科技學院”,點擊“查找”按鈕,地圖顯示界面就會顯示查詢點的經緯度信息。主要實現程序代碼如下:
(三)地圖查詢功能實現
基于智能移動終端地圖目前已有各種高效可行的電子地圖顯示及操控技術,第一種方案智能移動終端系統可以內嵌電子地圖顯示及操控模塊,第二種方案若終端系統采用低本地資源消耗瘦客戶機解決方法,即在用戶需要時才將電子地圖載入終端系統,則可以采用JDBC數據接口從胖服務端載入或者是通過三層架構的中間層載入以提高效率。顯而易見首個方案需要進行總體需求分析、概要設計、詳細分析地圖的數據結構和流程圖,接下來需要大量編寫軟件代碼,進行周密測試,開發周期比較耗時。因此本設計擬基于第二種方案來實現基于LBS的智能移動終端電子地圖系統,即在智能移動重點電子地圖系統中直接通過后臺架設的LBS平臺的Web網址和監聽線程接口數據調用LBS平臺,該LBS平臺整合了GIS系統和各種接口,借鑒云的理念,電子地圖文件的比例尺調整、電子地圖層操控以及計算并整合電子地圖的各種參數等均由后臺全部完成,對瘦客戶機即智能移動終端沒有計算能力要求。
由于針對電子地圖文件的比例尺調整、電子地圖層操控以及計算并整合電子地圖的各種參數等均由后臺胖服務端全部完成,后臺胖服務端即LBS平臺需要獲取各類電子地圖所需操控參數,如電子地圖文件所需存儲空間、分圖層電子地圖的操控參數等必須的操控數據。電子地圖為用戶提供的基本功能模塊應該包括:基于選定區域或地點如城市、街道、單位進行電子地圖查詢、智能移動終端所在準確位置電子地圖定位、智能移動終端1KM、2KM、3KM范圍內或者自選范圍各類商務信息查詢、同城市間公交交通方式路徑規劃和導航、同城市和不同城市間自駕交通方式路徑規劃和導航、同城市和不同城市間步行交通方式路徑規劃和導航等?;谀K化開發的實現,將以上功能提煉如下:電子地圖查詢、智能移動終端定位、智能移動終端可選范圍內查詢和公交、自駕、步行路徑規劃和導航等。由于智能移動終端實現各個模塊功能的功能原則比較相似,上下行數據通信方式和顯示方式也是一致的。
點擊地圖后,在搜索輸入框中輸入準確的查詢中心點,比如“湖南人文科技學院”,然在查詢輸入框中輸入被檢索的對象,比如“飯店”,最后點擊“搜索”按鈕,系統將查詢的結果顯示在地圖上。同時,還可以選擇其他相關信息點再次查詢,查詢結果圖2如示。
(四)電子地圖測量功能實現
電子地圖距離測量用來測量地圖上任意兩點或多點組成線段間的實際距離,圖3所示是在電子地圖上測量隨機選定的兩點之間的距離。通過Cheliang()方法和End Cheliang()方法來實現地圖數據測量,測量距離的時候首先判斷測量是否結束,如果測量結束,調用map 類中的方法計算測量結果,方法的主要代碼如下:
測量距離
var map = new BMap.Map("allmap");
map.centerAndZoom("婁底",17); // 初始化電子地圖,設置城市和地圖級別
var pointA = new BMap.Point(106.486654,29.490295); // 創建起點坐標人行山公園
var pointB = new BMap.Point(106.581515,29.615467); // 創建終點坐標珠山公園
alert('距離為:'+map.getDistance(pointA,pointB)+' 米。'); //獲取兩點距離
var polyline = new BMap.Polyline([pointA,pointB], {strokeColor:"blue", strokeWeight:6,
strokeOpacity:0.5}); //定義線條
map.addOverlay(polyline); //添加線條到電子地圖上
四、小結
目前,該設計只是實現了電子地圖定位和查詢方面的一些基本功能,但它仍然有很大的二次開發的空間,在3G時代,基于GPS、GIS等先進技術,LBS將會發展成為基于移動網絡本身的核心應用。智能移動終端的迅猛發展,信息內容的不斷豐富,各方面條件的改善會促使LBS具備更加強大的實用性。
參考文獻:
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作者簡介:
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)04-0226-02
教育部《2003-2007年教育振興行動計劃》中提出要“實施研究生教育創新計劃”,探索并建立與社會主義市場經濟體制相適應的研究生教育體制和運行機制,鼓勵在研究生培養體制、培養目標、課程設置、教學內容和教學方法、教材教案、培養方式、科研訓練、社會實踐、導師指導方式、學位論文標準、管理與運行機制等方面加強創新研究[1],促使我國研究生培養質量和研究生教育的整體水平接近或達到發達國家水平,為實施科教興國戰略和人才強國戰略奠定堅實的人才基礎。目前,我國一些工科專業招收工學碩士和工程碩士兩類碩士研究生,此外由于專業間交叉研究等需求,不同專業本科畢業生進入同一專業攻讀碩士學位,形成同一專業在讀全日制碩士研究生具備不同專業基礎和培養目標的現狀,通過控制研究生培養過程中的一些培養環節[2],[3],來完成并檢驗碩士研究生的培養,而在碩士研究生課堂課程教學上卻大都采取統一授課、同等評價等本科教學方式,既影響教學效果,又不利于在教學中培養研究生創新與工程實踐能力。
因此,本文結合“大地測量學與測量工程”專業碩士研究生課程《衛星大地測量基礎》教學內容與教學方式,探討以“研究型”和“工程任務”相結合的組合式教學方式,以有效提升研究生理論水平和創新實踐能力。
一、明確課程教學目標
由于計算機微處理與自動化技術、機械制造、新型材料、數值算法等方面的飛速發展,一些工科專業碩士學位課程理論與實踐技術更新較快,加上課程改革與調整,課堂理論與實踐教學學時壓縮,導致最終演變成課堂講座。學生了解了專業新技術與新理論、開闊專業視野,卻難以通過該課程學習系統掌握某一專業方向的研發基礎,或解決某類專業實際工程問題的能力。因此,講授基本原理,注重專業課程前沿理論與技術,并顧及工學碩士和工程碩士的培養目標,合理安排教學內容與區分學習任務,是研究生個性化教學培養的保證。
《衛星大地測量基礎》課程主要講授衛星定位理論與技術及其在大地測量領域中的應用。近十年,“大地測量學與測量工程”專業全國優秀碩士論文中有1/5與衛星定位理論和技術相關。GNSS數據處理與應用研究已成為該專業攻讀碩士學位的主要研究領域。目前,衛星定位技術正處于一個快速發展與變化時期:GPS、GLONASS、Galileo、北斗等系統已經或正將實現全功能[4];網絡RTK(VRS)、PPP、PPK、快速靜態、多系統聯合網平差等GNSS新技術不僅理論研究趨于成熟,且已在一些測繪項目中應用,原有GPS靜態、單基站RTK等教學內容可能導致工程碩士研究生畢業后不能勝任GNSS工程任務;同時,在講座式授課方式下工學碩士研究生難以鍛煉計算機編程能力,開展GNSS理論算法或拓展應用研究,降低其創新能力。故有必要建立最新的、培養研究型與工程應用高素質人才的課程教學內容。此外,依據寧津生院士對“測繪工程”專業認證的論述,各高校應揚長避短,建設有本校特色的課程體系。碩士研究生課程教學內容在創新能力培養與實踐應用上也可考慮向本校優勢學科傾斜。
二、設計雙向、組合式教學內容
工學碩士教育以培養教學和科研人才為主,側重于研究能力的培養;工程碩士專業學位則強調工程應用,培養應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才[5]。研究生課程體系在研究生培養方案中處于核心地位,作為一門專業學位課程除強調理論學習外,創新思維與創新能力啟發與培養,及最新工程實踐技術傳授更具重要作用。
1.公共教學內容
工科專業學位課程基本原理與基本理論、與課程相關的當前理論與技術最新進展狀況,是碩士研究生必須掌握或了解的專業背景知識?!缎l星大地測量基礎》碩士學位課程為2個學分共32個學時,此部分設置4~5次課,以講座方式介紹課程理論基礎與前沿內容,如圖1公共教學內容所示。無論工學碩士與工程碩士,還是有無本專業知識背景,此部分教學內容皆可起到入門或回顧,并激發與本課程內容相關的創新思考。
2.研究型教學內容
工科專業學位課程傳授的理論與技術其自身也存在不斷發展和變化的過程。算法研究與技術創新,一般離不開計算機輔助編程、計算與控制。工程中儀器設備改造與控制、觀測信號捕獲、測量數據采集、計算模型優化等都可成為研究生創新能力培養的研究方向。
偽距單點定位既是《衛星大地測量基礎》課程教學內容的一個綜合性知識點,也是GPS定位技術在工程領域中已廣泛進行應用創新的基礎,如旅行導航、物流行車優化、精細農業、安全防盜等等。對于工學碩士、具備相關專業背景知識的學生,利用Matlab、VC#、VB或Fortune等編程語言,參考GPS中間交換數據文件RINEX協議進行觀測數據的提取、解析、解譯與存儲,依次建立衛星軌道方程、偽距觀測方程等數值計算模型,從而逐步實現偽距單點定位,如圖1所示。以課外動手編程為主,課內輔導答疑為輔,設置5~6次課,構建形成性測試項目,既分散集中考核的壓力,又鍛煉了學生編程與數據處理能力。
3.工程任務型教學內容
提高碩士研究生實際操作能力、加強實際工程問題解決能力的培養,是當前國家擴大工程碩士研究生招生規模的動因。根據教育部的要求,工程碩士將逐步取代工學碩士成為研究生教育主體。購置國內外一流專業設備與數據處理軟件,參考現行國家標準與行業規范,培養研究生應用專業設備完成實際工程任務的能力,符合國家對工程碩士的培養要求。
GPS網約束(聯合)平差、網絡RTK定位等是《衛星大地測量基礎》課程主要理論與實踐教學內容。利用美國Trimble公司開發并發行的Trimble TGO/TBC、Trimble Data Transfer、Trimble Configuration Tools、Trimble Survey Controller等專業軟件,掌握GPS數據下載、RINEX數據格式轉換、Trimble 5800/R8接收機設置、GPS基線處理、GPS無約束平差和約束平差或聯合平差、網絡RTK測量與道路放樣等,培養能利用GPS專業設備與軟件進行GPS(快速)靜態定位、網絡RTK動態定位等工程應用實踐能力,將有利于提高工程碩士研究生的實際動手能力。此部分教學內容以課外自學軟件為主,課內輔導答疑、現場演示等為輔,設置5~6次課,構建形成性測試項目,如圖1所示。
參考文獻:
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[2]吳瑞林,王建中.研究性教學與研究生創新能力培養[J].學位與研究生教育,2013(3):10-15
中圖分類號:P258 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)01-0085-02
1 概述
三維激光掃描技術又稱作高清晰測量(High Definition Surveying,簡稱HDS),它是利用激光測距的原理,通過記錄被測物體表面點的三維坐標信息、反射率、紋理等信息,將被測實體和場景的三維數據完整地采集到電腦中,進而快速復建出被測目標三維模型及線、面、體等圖件數據。
項目位于內蒙古敖侖花銅鉬礦露天采場,面積約1平方公里,掃描區域如圖1。作業要求:全野外三維點云數據采集、填挖方量計算、1:2000地形圖、建立三維模型、生成三維視頻。
2 三維激光掃描系統的原理
脈沖式三維激光掃描儀工作原理是激光器發射出單點的激光,通過記錄激光的回波信號,計算激光的飛行時間,來計算目標點與掃描儀之間的距離。這樣連續地對空間以一定的取樣密度進行掃描測量,就能得到被測物體的密集的三維彩色散點數據,稱作點云。三維激光掃描儀通過脈沖測距法獲得測距觀測值S,精密時鐘編碼器同步測量每個激光脈沖橫向掃描角度觀測值α和縱向掃描角度觀測值θ。三維激光掃描一般使用儀器內部坐標系統,X軸在橫向掃描面內,Y軸在橫向掃描面內與X軸垂直,Z軸與橫向掃描面垂直,由此可得點云坐標(XS,YS,ZS)的計算公式,如圖2、3所示。
3 儀器介紹
本項目點云采集三維激光掃描儀,圖4。
此儀器是當今最先進的三維激光掃描系統之一,它是一種高速脈沖式掃描儀,特點如下:
(1)完全的視場角:掃描視場角為水平360°,垂直270°,可獲取頂部,垂直方向、水平方向和水平方向以下區域的數據;(2)測量級精度的雙軸補償器:可架設在已知點上進行導線測量、可輸入點坐標來放樣、精度1”,補償范圍+/-5’;(3)基于標準反射率表面工作距離:300m-90%反射率;134m-18%反射率;(4)高速掃描:掃描速度可達50000點/秒;發射的光斑大小為50m處恒定3mm,大大提高了掃描的速度和精度。(5)測量級精度如表1。
4 Scanstation2外業三維數據掃描
三維點云數據采集,關鍵步驟如下:
4.1 外業踏勘
首先,要進行現場踏勘、制作掃描規劃草圖,規劃的內容包括:外業操作人員、掃描區域和時間、站點設置、標靶位置等。其次,科學設站,在保證儀器發揮最大功效的同時,應避免重復掃描,另外,后期如進行標靶拼接,一定要設計好下一站標靶的位置以確保兩站標靶通視,如進行點云拼接,設站要盡量采集到較多的特征點。最后,標靶設置要規范,標靶擺設要穩固,盡量不要共線,同時標靶的位置最好設置在兩站公共空間的最大距離處,以保證拼接精度。
4.2 外業掃描
外業點云數據掃描,主要步驟如下:(1)連接掃描儀和電腦,設置IP地址;(2)添加數據庫,確定數據存儲位置;(3)添加掃描儀,設置掃描儀參數,主要包括:照片曝光率、掃描范圍、點云間隔密度等;(4)選擇掃描數據存儲的位置并連接掃描儀;(5)三維點云數據及標靶掃描。
5 點云數據處理
在Cyclone系統軟件內進行,步驟如下:
5.1 剔除噪音點
在掃描過程中,由于受掃描系統本身的系統誤差,如數據采集時激光雷達旋轉引起的抖動、在掃描過程中雜散光和被測物體表面粗糙程度、波紋、表面材質等因素及外界環境影響,會產生不屬于掃描實體本身的冗余數據,稱為噪音點,如圖5,6,為了保證數據計算及模型的精度,在數據拼接之前需進行噪音點剔除。
5.2 點云拼接
每站掃描的數據都是獨立的自由坐標系統,坐標系原點為掃描儀鏡頭,其X方向為掃描儀開機時的鏡頭朝向。因此為了統一坐標系,需將各站數據進行拼接處理。拼接的思路是先將每天各測站的數據拼接成一個整體,然后將各天的數據進行拼接。
(1)點云拼接原理:外業掃描時用全站儀測得標靶的真實三維坐標,各測站掃描時均兩兩包含三個以上不共線同名標靶,利用各測站間的同名點將各測站數據拼接在一起。
(2)點云拼接方法:共有四種方法:在已知點上設測站掃描(即坐標拼接)、使用標靶將數據轉換到統一坐標系中(即標靶拼接)、用點云匹配的方法將點云轉換到統一坐標系中(即特征點云拼接)、綜合使用上述三種方法。
第一種方法屬于直接法地理坐標轉換。與傳統的測量方法一樣,首先進行控制測量,獲得控制點坐標,掃描時在已知點上設站,掃描相當于碎部測量。第二和第三種方法屬于間接法的地理坐標轉換。首先用至少三個公共點來將相鄰測站的點云進行拼接,公共點可以是專用標靶或特征點(如窗戶的邊角、房角等)。
5.3 點云建模
建模的過程是在Cyclone軟件下利用海量點云進行精確計算、擬合幾何物體的形狀,精確表現掃描物體。礦區掃描點云數據如圖7。
點云經過剔除噪音點、拼接、構建TIN三角網,生成Mesh三維模型。如圖8所示。
5.4 成果輸出
(1)地形圖制作:在Cyclone下利用Mesh三維模型自動生成等高線如圖9,將點云與等高線導出,在CAD中制作1:2000地形圖。
(2)填挖方量計算:項目采用了兩種計算方法,一是利用點云數據構建三角網,用方格網法計算;二是在Mesh模型中選定參考面,設置取樣間隔,計算土方量,如圖10所示。
在Cyclone系統里,應用Mesh三維模型計算時,取樣間隔的數值可以設置成0.01至1米之間,均可保證土方量計算又快又準,但如采用傳統的方格網法計算,取樣間隔即使設置到1米,也是相當費時費力的。
6 結語
本項目采用世界先進的三維激光掃描系統采集三維點云數據,在Cyclone系統里進行數據處理、模型制作,采用兩種方法計算土方量,通過與傳統測量方法相比,得出以下結論:
(1)數據采集速度快,ScanStation2的掃描速度是50000點/秒,短時間就可完成大區域面積內三維點云數據的采集,既節約成本又提高了工作效率;(2)激光三維掃描,不需要接觸被測物體,且是根據物體的反射率和材質來采集數據信息,可進行全天候掃描;(3)點云數據完整精確,在軟件下可進行多視角、三維可視化漫游瀏覽,方便、直觀;(4)三維激光掃描儀獲取的點云數據信息量豐富,既包含被測物體X,Y,Z坐標信息,還包括RGB顏色及反射率信息,后期對矢量數據可進行深挖掘及研究應用,一舉多得;(5)應用三維點云數據可以提取任何線性特征,可以出任意比例的二維圖,也可以在圖上量取任何想要得到的信息,在保證高精度的同時還大大提高了生產效率,這是目前現有的方法中所不能比擬的。
參考文獻
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一、引言
隨著3DGIS的高速發展,越來越多的學者把目光關注到了GIS研究和應用的新領域――時態GIS(temporal GIS,TGIS)?,F有的GIS大多不具有處理數據的時間動態性,只能描述時間的一個瞬態,伴隨著GIS應用領域的不斷擴大,時間維必須作為與空間等量的因素加入到GIS中來,這就使得GIS 所描述的現實世界可以隨時間連續變化,即產生了時態GIS或稱四維GIS。另一方面目前許多應用領域(如地籍管理)要求GIS能提供完善的時序分析功能,高效的回答與時間相關的各類問題,能夠在時間和空間兩方面全面處理地理信息系統。隨著海量數據存儲技術和可視化技術的飛速進步,它為大容量時態數據存貯和高效處理提供了必要的物質條件,使TGIS的研究和應用成為可能。
二、TGIS概述
時態GIS是一種采集、存儲、管理、分析與顯示地理實體隨時間變化信息(或時空信息)的計算機系統。它包含傳統地理信息系統空間特性的同時也涵蓋了時間特性,不僅能夠反映事物和現象的存在狀態,還能表達其發展變化過程及規律。時態GIS的操作對象是時空信息,其特點是在系統中增加對時間維的分析表達能力,提供歷史分析與趨勢分析的功能??偠灾?時態GIS是能夠跟蹤和分析隨時間變化的空間、非空間信息的地理信息系統。從功能意義上講,TGIS除了具備靜態GIS的所有功能外,還可以提供檔案記錄功能(記載相關區域隨時間的演變過程)、圖形和屬性分析功能(以變化為參照,考察歷史數據,預測未來)、數據更新功能(保持GIS數據的現勢性,延長系統的服務期)、查詢和顯示功能(回答用戶關于“哪里”、“何時”、“怎樣”的詢問,并將查詢結果顯示出來)、其他功能(包括檢查新舊數據的邏輯一致性,預定義某些時空臨界狀態,并識別、預報它們)。
三、TGIS在地籍管理中應用的必要性
地籍管理(Cadastral Management)是國家為獲得地籍資料而采取的一系列地政措施。它通過地籍調查和土地登記工作,對土地的利用狀況、產權產籍狀況及其法律關系依法進行確認,為國土資源管理工作和社會經濟發展提供服務。地籍信息時態特征的顯著性是其他空間信息所不及的,隨著社會經濟增長和城市化發展進程的日益加快,各種形式的變更、繼承、轉讓、抵押等以房地產為主題的經濟活動尤為頻繁。地籍的生命力和使用價值就在于其現勢性和歷史與現狀的連續性。地籍數據庫的建設要體現現勢性、連續性和變化性等特點,就必須建立具有“運行中的電子檔案”特性的地籍數據庫。它可用于國土資源精細化管理的戰略性數據資源,服務于社會和經濟生活,為政府管理和決策提供信息支持。
目前的地籍管理信息系統大多只涉及到空間信息和屬性信息,叫做靜態地籍。靜態地籍只對當前數據狀態進行“快照”式的描述,狀態更新時,舊數據被刪除或被孤立地備份。狀態變化的過程是模糊的,系統既不能對“過去”進行基于時間的統計分析,更不能預報“將來”。由于來自不同時間的信息的錯誤匹配,往往造成分析中的邏輯錯誤。地籍變更是客觀存在、不可轉移的,時間要素是其變更的唯一標識?;诖?提出了時態地籍,即引入時態信息并將宗地的時間、空間和屬性數據有效地結合起來進行存儲、管理、查詢、變化演繹、動態顯示的地籍管理信息系統。與傳統的靜態地籍相比,時態地籍具有以下優點:(1)能完整地描述每一時刻的土地利用狀況;(2)能詳細權威地記錄宗地的過去和現狀,便于提供必要的法律依據;(3)能對地籍信息的歷史狀態演變進行保存、恢復、跟蹤和預測等;(4)通過反演變化,找出規律,從而預測未來土地的利用趨勢;(5)能作為校核現有資料質量和完整性的手段。
四、TGIS在地籍管理中的功能應用及前景展望
綜合現有的技術水平以及管理現狀,TGIS在地籍管理中的功能應用(參考下圖1)主要有以下幾點:
TGIS在地籍管理中的應用
圖1TGIS在地籍管理中的應用
1.數據管理。地籍管理主要面向各省市的土地管理部門,數據管理是其基本功能之一,土地信息數據管理主要是指土地信息的錄入、維護、更新等??傮w上來講,土地信息主要是依據土地資源的用途不同來分類的,據此我們將土地信息分為建設用地、耕地、林地、景區公園用地等,在進行土地變化信息研究時,面對不同土地類型、不同比例尺、不同格式的資料,通過適當轉化處理,TGIS能夠有效地獲取、存儲、更新、顯示各種相關數據,把空間信息、屬性信息和時間信息聯系起來,對數據進行有效的管理。TGIS在地籍管理中的作用優于傳統手段,因為其數據庫本身是基于時間、空間數據的,這樣就可以避免傳統GIS的許多弊端,如數據產生的時間問題等等。
2.動態監測土地變化信息。我們將TGIS應用于地籍管理中,TGIS可以根據實際需要對數據進行邏輯性或空間、時間性的分類和分層,不僅能夠詳細的展示當前的土地利用狀況、土地利用記錄,還可以根據歷史記錄來進行跟蹤和預測,展現地籍信息的歷史狀態演變過程。
3.智能咨詢系統與輔助決策。地籍管理實際上是對各種類型土地(歷史的、現在的、未來的)空間數據進行分析并提供輔助決策的過程。通過我們建立的模型庫、知識庫、專家庫等結合TGIS強大的空間、時間分析功能,可以為地籍管理部門提供一個智能咨詢系統,有助于地籍管理部門對土地利用進行有效的管理和決策。
4.土地資源利用的趨勢預測。利用TGIS不僅可以進行以時間為線索的單個宗地的發展變化進程研究和以區域為線索的歷史宗地重構,也能預測未來土地變化情況和土地利用需求趨勢。這一技術主要是利用數學方法,對未來時間段進行的預測,地籍管理規劃部門據此就可以對本地的土地資源進行合理的評價與規劃。也可以用預測結果來檢驗規劃方案的可實施性,也能為決策提供服務。
5.地籍管理的動畫表達。過去一般借助軌跡線等方法描述地理數據的時態特征,現在的研究是向借助動畫技術表述地理數據時間維的方向發展。時態地籍可以便利地繪制各種不同比例尺的常規規劃圖件,能夠交互、高效、無縫、無級縮放地對地籍信息進行顯示和查詢。并能對地理實體進行幾何量算、統計和分析,使地籍管理工作變得十分方便。更為重要的是,可利用其與多媒體技術、Flash等動畫制作技術結合,靜態或動態地模擬土地利用的現狀和發展趨勢,實現動畫表達,這樣比傳統的靜態或紙制地圖表達更為生動,表現的信息也更為豐富。
6.前景展望。目前我國的各種地籍管理系統還存在著大量依賴手工作業,處理效率不高、精度不夠等落后技術環節,另外在地籍圖形變更自動識別、圖形全自動更新、宗地自動重構等技術層面上還有待于深入研究。將TGIS引入地籍管理中之后,在地籍數據的更新以及實時動態顯示和分析中起到了很大作用。
TGIS是對現有地理信息系統的更高層次的發展,能加快GIS的社會化、普及化。與傳統GIS相比TGIS有著更多的優越性,目前世界對它的研究還處于理論模糊階段,技術還不夠成熟,需要在以下幾個方面深入研究:(1)加深對時空語意的研究和理解;(2)時空數據模型的進一步拓展;(3)時空數據庫的設計與研究;(4)時態GIS的查詢語言的開發;(5)時空動態模擬與推理;(6)時空數據的模糊性和不確定性理論的研究;(7)時空數據的可視化表達。相信隨著科學技術的不斷進步,對TGIS的研究也必將更加深入,TGIS的應用也必將更加深入。
在地理信息領域,隨著社會的發展和科技的進步,傳統的GIS已不能滿足需要,而擁有著時間、空間和屬性三重特性的TGIS有著更為廣泛的優越性。雖然,目前對TGIS的研究還處于比較淺顯的階段,但其優越的功能吸引了人們,尤其是對于從事地籍管理工作的人員,他們將通過TGIS系統來解決因地籍管理的動態特征所帶來的一系列管理難題。
參考文獻
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1. 引言
隨著衛星技術的迅猛發展和精度的提高,利用GPS獲得地面高程數據已在工程當中廣泛應用,而GPS所獲得的高程數據是基于WGS-84坐標系下的大地高,并不是我國工程領域所用的正常高,二者存在著差異—高程異常, 此差異主要取決于地理位置和地面地形情況,山區地形起伏較大,差異就大,平原地勢平坦區域,差異就小。
基于最新的GOCE衛星重力梯度數據,結合地面重力數據,ICGEM已推出最新高階重力場模型—EIGEN-6C(1420階),相對于EGM2008的2190階,體現的優勢在于采用了重力梯度數據—重力位的二階導數,能直接反映出重力位水準面的曲率與力線彎曲,從而更能反映出地球重力場的精細結構,更能敏感地探測出地球重力場的短波信息。
本文旨在運用“移去-恢復”的方法,通過某一隧道控制測量數據,來分析EGM2008與EIGEN-6C兩種不同的重力場模型在擬合高程異常方面的精度問題。
2. 原理與方法
2.1 重力場模型計算高程異常
高程異常是大地水準面與參考橢球體之間的差距,根據布隆斯公式可推出高程異常與擾動位之間的關系:
(1)1
,是似地球面上的正常重力。
式中,GM為地心引力常數;n為地球重力場模型展開的最高階數,對于高階Legndre函數計算要特別注意計算的穩定性。
2.2 移去-恢復方法
高程異??梢员硎緸椋?/p>
(2)
式中:—高程異常的中長波部分,可以由地球重力場模型計算得到(m);
—高程異常的短波部分,是由地形起伏引起的,稱為地形改正項(m);
—殘差高程異常(m)。
移去-恢復法基本原理是利用數學模型進行高程轉換之前,首先移去通過地球重力場模型獲得的高程異常的中長波部分,然后對剩余的部分進行擬合或內插,最后把移去的高程異常部分恢復,得到該點的高程異常,本文并沒有考慮地形改正項。把高程異常分為兩部分,即
(3)
式中:—用地球重力場模型求得的高程異常(m);
—實測高程異常與地球重力場模型算出的高程異常的差值(m)。
由許多已知正常高()的GPS點,算出高程異常,就可以利用移去-恢復法對待求點的高程異常進行擬合或內插,最后得到待求點的正常高。具體計算步驟如下:
(1) 移去:假設有n個GPS水準聯測點(既有大地高又有正常高),就能夠得到這n個點的高程異常值(1,2,…,n),用地球重力場模型算出這n個點的高程異常的近似值,算出高程異常差值。
(2) 擬合:把求出的n個高程異常差值作為已知數據,從而求出擬合模型的待定系數,再根據擬合函數的數學模型求出待求點的高程異常差值。
(3) 恢復:由地球重力場模型求出待求點上的高程異常的近似值,再和擬合內插求出的高程異常差值相加,得到待求點的最終高程異常值,由公式得到待求點的正常高。
3.計算分析
本文以某鐵路隧道洞外控制網為例,由洞口控制網和洞口子網間的聯系網組成,同時考慮GPS觀測對控制點的具體要求。一共布設了15個GPS控制點,并按照二等水準測量的精度要求對各點進行了聯測,
由于重力場模型的發展,為了分析與評價這兩種重力場模型的精度,單獨采用純幾何法(二次曲面法)來進行高程異常擬合,稱為方法1;加入EGM2008地球重力場模型的“移去-擬合-恢復”法,稱為方法2;加入EIGEN-6C地球重力場模型的“移去-擬合-恢復”法,稱為方法3。并將計算結果列于下表中,并分別計算各方法的內外符合精度:
(4)
內(外)符合精度—V等于已知點(檢核點)高程異常值與通過模型計算出的高程異常的差值,n代表已知點(檢核點)個數。
通過表1的結果可以看出:直接采用純幾何法擬合出的結果比較差;而加入了重力場模型改正,精度有了大大地提高,從兩個重力場模型擬合的效果來看,內符合精度相差不大,而外符合精度,EGM2008明顯優于EIGEN-6C,說明EGM2008模型比較穩定,擬合的高程異常精度高于EIGEN-6C。
4.結束語
本文采用擬合高程異常的方法來比較兩種模型的精度,同時與純幾何法比較,體現出加入重力場模型的優勢,通過實例比較,得出以下結論:
1) 利用重力場模型來擬合高程異常,以此計算正常高,精度有了大大提高,從精度來看,可以達到常規四等水準的要求,同時為局部或區域性大地水準面的精化提供了一個比較高精度的參考模型。
2)從兩種模型擬合的精度來看,EGM 2008要優于EIGEN-6C,EIGEN-6C模型是采用GOCE衛星的重力梯度數據計算出來的,而重力梯度數據主要包含的是重力場短波數據,而高程異常數據主要取決與重力場中長波數據,并且其展開的階數相對低于EGM2008模型,所以精度略低于EGM2008模型。
3) 由于缺少數字高程模型數據,本文并沒有考慮地形改正,在后續的研究中將會重點考慮地形改正對重力異常的影響。
參考文獻
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文章編號:2095-4085(2016)09-0065-04
隨著房地產“去庫存”政策的落實,限購政策的再次啟動,房地產企業利潤進一步緊縮,只有通過項目成本精細化管理實現更大利潤和持續發展。
1精細化管理的研究背景
2015年12月18日至21日在北京召開的中央經濟工作會議上,中央提出的明年經濟社會發展要抓好“去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板”五大任務,首次提到“鼓勵開發商適當降房價”。2016年10月15日中國“去庫存”大會在山東德州召開。
2016年10月7日新浪新聞指出:9月30日起,北京、武漢、深圳、蘇州、南京、廈門、合肥、無錫、天津等19個城市重新啟動住房限購限貸政策。專家認為,中國樓市政策的拐點已在今年第四季度正式開啟,而市場拐點會在明年,2017年第二季度部分城市或有“量價齊跌”的現象出現[1]。
隨著房地產“去庫存”政策的落實,限購政策的再次啟動,房地產企業低利潤時代也悄然而至。如何在激烈的競爭環境中取勝,如何在國家政策環境下盈利發展,房地產成本精細化管理必然成為房地產企業首選。
2精細化管理的含義
關于精細化管理,有專家認為精細化管理是“五精四細”(即精華、精髓、精品、精通、精密,以及細分對象、細分職能和崗位、細化分解每一項具體工作、細化管理制度的各個落實環節等),“精”是精進,精益求精;“細”是細致,注意細節、細化目標,在每一個細節上精益求精,實現利益最大化;有專家認為精細化管理通過專業化、系統化、數據化、信息化手段來改進產品、服務和運營過程的一種技術方法;有專家認為精細化管理是一種管理理念和管理技術,是通過系統化精細化理念,運用流程化、標準化和數據化的手段,使組織管理的各部分精確、高效、協同和持續運行。綜上所述,精細化管理就是將精細化管理的思想和作風貫穿企業各個階段的管理中。它包括以下內容。
2.1精細化規劃
企業的精細化規劃,首先企業根據近幾年的房產銷售情況和對未來發展趨勢的預測,制定企業未來幾年的發展規模、利潤目標、管理模式的改進和企業文化等中長期目標;企業的決策者根據企業目標和調查報告分析并制定出合理的具有可操作性的計劃。
2.2精細化操作
企業要先對員工的具體工作進行梳理和完善,并形成具體的規范制度讓員工熟悉,通過獎懲制度幫助員工形成規范化和標準化操作的習慣。企業的標準化運作可以更好的總結經驗,并加以推廣。
2.3精細化控制
精細化控制是精細化管理的一個重要環節,良好的控制過程,可以減少管理失誤,加深流程參與人員對企業的認同感,增加員工的歸屬感,更愿意服務企業。
2.4精細化核算
企業資金的流入支出都要有記賬、核算、審核環節。通過精細化核算,可以發現企業在經營管理中的不足并加以改進,可以提高資金利用率,減少企業的運行成本,提高企業的利潤空間。
3房地產企業項目成本精細化管理理論基礎
3.1房地產項目成本構成
房地產項目成本是指在項目從決策、設計、施工到竣工驗收交付使用過程中所消耗的一切費用的總和。根據費用用途,房地產項目成本構成如下。
(1)土地使用權取得費,為開發商依法獲得土地使用權時,所交付的土地使用權出讓、轉讓稅費和征地拆遷及安置補償費用??闪腥胪恋厥褂脵嗳〉觅M的項目有,土地出讓金、耕地占用稅、耕地開墾費、地價評估費、土地補償費、地上物補償費、房屋拆遷安置補償費、房屋拆遷管理費、房屋拆遷服務費、征地事務管理費、土地使用權注冊登記發證費、場地清理費。
(2)前期工程費,是指在工程施工前期為項目可行性研究,水文地質勘察、測繪,環境評估,規劃、設計,臨時水、電、路、氣、通訊、場地平整費等支出。
(3)建筑、安裝工程費,為房屋主體部分的建筑(含樁基)、裝飾及安裝等工程建設所發生的費用。主要包括建筑安裝工程費,建設工程許可證執照費,臨時占路執照費,臨時用地和臨時建設工程費,建筑節能與發展新型墻體材料專項基金,工程建設監理費,建設工程質量監督費。
(4)基礎設施建設費,是指經規劃部門批準的規劃紅線以內的水、電、氣、通訊等設施及道路、照明、園林、綠化、排污、排洪等工程建設所發生的費用。包括基礎設施工程費,供電建設承發包管理費,居住小區路燈維護費,地下水資源費,防空地下室建設費,供電貼費,建設項目共用電力設施代維護費,綠化補償費?;A設施建設費按住宅面積和營業性面積所占比例分攤計入成本。
(5)公共配套設施建設費,是指為居住小區服務的非盈利性公共設施和生活服務設施的建設費用,如教育、醫療、文化體育、商業服務、金融郵電、社區服務、行政管理、市政公用設施等。這項費用按住宅面積和營業性面積所占比例分攤計入成本。
(6)開發間接費,是指開發企業組織、管理開發項目所發生的各項費用,包括工資、職工福利費、折舊費、修理費、辦公費、水電費、勞動保護費、周轉房攤銷等項支出。開發間接費,按照房地產開發企業財務會計制度核算,并據實列入開發成本。
3.2成本精細化管理原則
(1)遵循“成本-效益”原則 項目成本控制的根本目的,就是通過各種成本管理手段,不斷改進方法,優化方案,完善管理體系,以實現最低成本目標?!俺杀?效益”原則在實行時,成本節約的代價必需要小于成本控制所帶來的收益,這樣才可以為企業增加效益。增加企業效益有以下五種方式,即成本降低,收入不變;成本不變,收入增加;成本略微增加,收入大幅增加;成本大幅減少,收入略有減少;降低成本,收入增加。結合企業的生產和管理水平確定的最低成本目標,是可以實現的最低成本,可以激發企業挖掘降低成本的潛能,不斷提高生產水平和管理水平。
(2)全面成本控制原則 全面成本管理是全方位、全員和全過程的管理。是指項目成本管理所涉及到的每個人都應該明確工作內容及相應責任,做到工作內容清楚,責任分明,在項目的各個階段對涉及成本的每個細節都要考慮到節約成本,使項目成本始終處于有效的控制狀態。
(3)動態控制原則 所謂動態控制就是在項目形成過程中,按期收集因變更、意外等各種原因造成的成本變化,將成本實際值與目標值比較,檢查是否產生偏差,如有偏差,則要查明原因,實施糾偏措施。
(4)責權利相結合原則 在成本管理過程中,各個不同層次的工作人員都有一定的成本責任與成本使用權限,在規定的權利范圍內可以決定部分費用的支出。企業管理人員可以對工作人員進行考核,其結果與員工的工資、獎金掛鉤,做到獎罰分明,這樣才可以使得每個員工明確責任,自覺控制成本。
3.3房地產企業實行精細化管理的意義
隨著行業競爭規范,企業通過精細化管理的引入,嚴格成本控制程序,最終實現降低成本,擴大效益。
(1)規范管理提升核心競爭力,規范的管理可以讓企業在目前中國房地產行業這種粗放的管理環境中脫穎而出,減少各個環節不必要的成本,獲得最大利潤。良好的市場形象也可以為企業帶來更多的市場機會,從而進入良性運轉模式,提升企業的競爭力。
(2)精細化的全面預算可以有效避免資金困擾,通過精細化的全面預算管理,可以對企業的全盤進行規劃管理,利用較少的成本開發更多更大的項目;精細化的管理可以讓資金使用計劃更細致具體,也能讓項目的資金流向更明確,從而發揮的作用更大;精細化的管理也可以使項目前期的融資計劃具體明確,更容易操作,也可以減少資金使用成本;精細化的管理可以讓資金的支付更規范,程序化的操作可以讓合作各方對企業產生信任,不擔心企業的資金鏈問題,合作更加暢通。
(3)通過精細化的成本管理可以降低成本提升效益,中國房地產企業目前的管理多數還是最基本的管理方法,每個部門提出本部門的成本計劃,公司沒有進行匯總統計,歸納分析,不能給出全盤計劃,導致成本無法控制,往往出現成本比預期多出很多的現象,而這些費用花在哪些部位、誰負責、如何管控、怎么改進卻無從得知。隨著國家政策的完善,市場的發展,房地產企業必將面臨更加嚴峻的形勢,控制成本勢在必行。
4各階段房地產項目成本精細化管理內容
房地產開發項目通常都要經歷投資決策階段、設計階段、招投標階段、施工階段、營銷階段、竣工階段等幾個階段。
4.1投資決策階段的成本管理與控制
據統計,房地產項目使用壽命周期內,在投資決策階段能影響95%的成本費用,設計階段則能影響75%的成本費用,到了施工階段后只能影響項目費用 25%??梢娡顿Y決策階段和設計階段是房地產項目成本控制的重點階段。在決策階段,項目可調整的空間最大,通過科學選擇項目的方案、建設規模市場定位都可以很大程度改變成本。
4.2設計階段的成本管理與控制
在設計階段,設計單位在工程設計中盡可能保證使用安全,設計人員一般為追求安全穩妥,較少考慮項目的最終成本,這很大程度影響到設計階段項目成本的有效控制。設計階段成本管理與控制措施如下。
(1)實行限額設計,控制設計變更,限額設計是將上一個環節批準的投資額通過工程量合理分配到每個單項工程、單位工程、分部工程直到分項工程,在設計時通過控制每個分項的投資額來進行限額設計。在保證結構安全的前提下,初步設計總概算金額不能突破已批準的投資估算,初步設計總概算一經批準,施工圖設計時就不能突破。限額設計可以控制設計階段不合理的變更。
(2)提高設計深度,優化設計方案,設計深度提高,對于項目的內容會更好把握,對項目的施工成本就更容易預測,這對于項目成本的控制會更有利。優化設計是指在滿足設計限額要求下,形成多種方案,經過對比判斷,最終確定出工程量少、成本低的方案。在方案的深化設計和比選過程中,盡量讓企業的銷售和成本部一起參與結構選型、基礎設計,參與材料、設備的經濟評估,給設計部門提供多方面的角度和客觀資料,從而做到設計的經濟性和合理性的有機結合。
(3)推行設計招標,擇優選擇設計單位,通過招標方式,可以吸引更多的設計單位參與,從而可以從多個方案中擇優選擇設計單位。這不但可以最大限度滿足設計要求,提高設計質量,還可以確定合理的設計成本;在同時滿足工程質量和使用功能的基礎上,通過不同方案的成本對比,擇優選出最低的全壽命周期成本方案。
(4)多方收集資料,規范設計合同,房地產企業在設計前要多方面收集相關資料,盡量確定項目的各項技術經濟指標,并預測成本。在設計招標時規范合同條款,尤其是關于限額設計要求的條款,這在設計招標時可以預防成本增加或質量下降的風險。
(5)加強施工圖會審與審查,控制設計質量和工程成本,施工圖設計完成之后,房地產企業應組織設計部、工程部、成本部和監理各方面的人員組成審查小組,對施工圖設計的符合性、完整性、一致性、可操作性等進行會審,書面提出審查意見和改進要求,以完善設計圖,減少不合理的設計,節約投資。
4.3采購及施工招投標階段的成本管理與控制
采購及施工招投標主要包括設備、材料、服務采購招投標和施工招投標。招標過程包括招標文件編制、標底編制、標前預備會、投標、評標、定標等環節。
(1)材料設備采購管理,在工程建設過程中,材料、設備最好由建設方自行采購,在進行采購時,由工程部和成本部相關人員組成采購小組通過對供貨商的比選,最終選擇相應的供貨商。
由于建設方根據公司項目數量較多,可以采用固定供應商,大量供貨,這樣不但可以保證設備材料質量,還可以在采購價格方面獲得一定的優惠,能同時滿足高質量和低價格的雙重要求。
(2)施工招標過程中成本控制,第一、招標必須做到公開、公平、公正、誠實信用,對潛在的投標人要一視同仁,要嚴格審查投標的施工單位資質,條件允許的話可以對施工單位進行考察,應避免沒有資質或不夠資質的施工單位以其他單位的名義進行投標。第二、招標文件應嚴密詳盡,成本管理人員應收集本企業不同時期的項目資料和近期其他同行業項目資料,分析、預測、評價項目成本影響因素,合理規避風險,編制招標文件。成本管理人員要參與編制招標攔標價的圖紙會審、招標答疑會和確定答疑會議紀要等各個環節。第三、定標應選合理低價,合理低價應為在保證質量的前提下的最低成本。選定中標人后,房地產企業要根據合同內容明確協議條款,對合同中涉及費用的部分仔細推敲后簽訂合同,避免過多的設計變更和爭議事件發生。
4.4施工階段的成本管理與控制
施工階段影響因素最大、投資資源最大,投入資金成本最大,加強施工成本管理,主要是加強建筑安裝工程合同管理。目前清單計價模式使用較多,要求清單報價的工程,分部分項綜合單價已經確定,當工程產生變更時,需在合同價的基礎上進行調整,確定實際的工程成本。
(1)人工、材料和機械組成施工三要素,人工費、材料費和機械費也是建筑安裝工程中的主要的成本支出,特別是材料費。一個項目中材料費約占建筑產品成本的 60%~65%,屬于重點管理對象。
(2)在房地產項目施工過程中,工程變更主要是導致現場施工工程量的變化;現場簽證則導致成本發生變化,這就成為項目施工成本控制的主要內容。工程變更要嚴格執行審批制度,不論哪家單位提出變更都需要最終報給工程部,經成本部測算后決定是否同意變更。
(3)在項目施工過程中,工程款是施工單位保持充足生產資源的保證,工程款支付必須貫穿整個項目建設過程,同時由于工程款支付時間、支付條件和支付金額都會對成本控制產生影響,所以要嚴格執行工程款審批制度。對合同外追加工程款,通常在竣工結算時支付,并要提供追加工程用款的有關證據和資料。
(4)質量、進度和成本作為項目的三大控制目標,存在著既對立又統一的關系。保證在工期一定時,嚴格控制工程質量,會增加前期建設成本,但可以降低后期使用過程中的運行維護費用,使全壽命周期總成本降低。因此施工階段的成本管理,必須兼顧工程質量和進度。
4.5竣工階段的成本管理與控制
竣工階段是項目建設的最后階段,也是成本控制的最后關鍵。這個階段主要是根據協議書、合同、現場簽證、圖紙、預算及費用定額、相關規定、竣工資料,對送審的竣工決算進行審核,使竣工決算真正體現工程實際造價。
(1)審核合同條款,只有按照要求完成合同內容并驗收合格才可以進行竣工結算,所以要審核工程內容是否與合同保持一致;另外要審核工程的主材價格、收費標準、付款方式等內容是否與合同保持一致。若發現合同條款不明確,有爭議或未說明,應盡量本著合理的原則與施工方溝通,明確結算要求。
(2)審核結算工程量,審核結算工程量主要是建設單位和審計單位對施工單位呈報的工程量進行核對,看是否按合同內容完成施工,審查工程計量是否根據計算規則進行,計算是否準確。審核時要注意工程變更單和現場簽證一定要有建設單位的簽字,工程量計算書以及各種審批文件、會議記錄等資料要詳盡齊全。
(3)審核工程價格,審核工程價格包括兩方面,一方面要看分項工程綜合單價和合同中的綜合單價是否保持一致,另一方面也要看竣工結算最終造價是否準確,造價指標是否合理。對因設計變更而增加的分項工程,如果合同沒有約定項目單價,審核時重點看項目的綜合單價是否編制合理。
5結語
總之,在每一個階段細化成本精細化管理內容,嚴格執行成本精細化管理制度,才可以嚴格控制項目成本,獲得最大利潤。
參考文獻:
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中國古典園林素有“無水不成園”的傳統,正所謂“水隨山轉,山因水活”。水是園林的靈魂所在。改革開放后,城市建設的腳步越來越快,伴隨著社會的發展和房地產行業的興起,人們擺脫了以往的居住觀念,對于居住環境品質的關注度越來越高。居住區水景不但滿足了人們親近自然的心理需求,同時在凈化空氣、調節小氣候和活躍居住區的氣氛等方面具有重要的作用。
1 居住區水景的分類
按照水的形態可分為動態水景和靜態水景;按照藝術風格可分為規則式水景和自然式水景;從歷史文化發展角度又可以分為現代水景和古典水景。按照表現形式來分,可分為點綴型水景,如噴泉、跌水等;生態型水景,如池塘、人工湖等;親水型水景,如泳池、旱噴等;意象型水景,如日本的枯山水做法。
2 居住區水景的特征和作用
2.1 居住區水景的特征
居住區水景在規模上并不大,有水池、瀑布、噴泉等表現形式;集觀賞、娛樂、生態、游憩等功能于一體;安全性較好,服務對象具有特定指向性;設計方法多樣,多借用于建筑的設計手法;并且對局部小氣候有一定影響。
2.2 居住區水景的作用
2.2.1 美化環境。居住區水景在實際應用過程中,是以動水和靜水在形態上的融合,結合水生、地被、喬灌木等植物,用假山、置石、雕塑小品、亭臺樓榭等做點綴,同居住區環境和建筑風格相契合,并運用現代技術,配以燈光、音響等設施,在聽覺和視覺等方面體現水景的美化作用。
2.2.2 休閑游憩。親水是人們對水的需求的強烈表現,水是人們進行休閑娛樂活動的載體。居住區水景在設計過程中往往同亭、橋或者植物相結合,形成景色優美的濱水空間,濱水空間往往是人們聚集活動的場所,這樣的場所不僅可以起到聚集人群的作用,又可以拉近人和水的距離,滿足居民親水的需求。
2.2.3 美化心靈,調節情緒。親水的設計會拉近人和水之間的距離,水景可以安撫人們躁動的情緒,給人們心靈釋放的空間。環境心理學研究表明,水環境可以使人體溫下降、脈搏平穩,特別有助于消除城市人在精神上的壓抑感,有著重要的鎮靜安神的作用,從而使緊張的神經得以放松,產生舒暢的心理感受。
2.2.4 空間的引導和拓展。點狀的水面或者水池,是空間中的視覺焦點,在景觀環境中起到點景的作用;線形的水景具有分隔空間、引導暗示的作用,直線型的造型會提升空間的秩序感,曲折的水面則暗示空間的連續和環境的含蓄;大面積的水面,具有控制空間環境尺度的作用,弱化的邊緣有助于空間的拓展,水中的倒影更是增加了空間的深遠。
2.2.5 調節小氣候,提升居住質量。水景可以增加居住區環境的空氣濕度,降低周邊環境的溫度,同時還可以降低粉塵濃度,凈化空氣,降低噪音,改善空氣質量,尤其是它能明顯增加居住區域環境中的負氧離子濃度,使人感到心情舒暢,具有一定的保健作用。
2.2.6 防災功能。一些居住區內的水體景觀,在設計之初就考慮到了雨季和旱季可能出現災害的情況,雨季洪澇,一些水景設施可以蓄水,以減少災害;旱季又可以利用蓄存的水澆灌植物或者抵擋旱災、火災等一些災害的發生;特殊條件下,還可以作為飲用水提供給居民所使用。
2.2.7 社會經濟效益。由于水景在居住區環境中的重要性,加上人們對居住區環境的新要求,在房地產行業中,有水景的項目可以直接提升項目的檔次和社會影響力,從而提升房價,轉為經濟方面的效益,促進城市經濟的發展。
3 居住區水景設計的影響因素
3.1 社會因素
社會因素包括社會制度、道德規范、法律法規、風俗習慣等方面內容,這些內容直接影響著人們態度的形成和改變。在一定區域空間內,不同的生活方式和行為準則直接影響當地的價值觀念,這對居住區水景的設計具有很大的影響。
3.2 經濟因素
對開發商而言,投資是否會產生經濟效益,這是影響居住區水景乃至整個居住區景觀品質的最大因素;對于管理部門而言,水景日常運行產生的管理費用和后期的維護費用,都取決于水景的規模大小和復雜程度,這對居住區水景的品質是很大的制約;而以上兩種投資費用的來源,歸根結底都是來自居民的物業費和購房費用,費用過高,居民自然不會買賬,所以居民對于費用的承受能力也會影響到居住區水景的設計。
3.3 文化因素
理水”則是中國造園文化的重要組成部分。水是園林靈魂的載體,是園林生機盎然的動力。中國古典園林中的“理水”講求的是意境和手法,即寓情于景,情景交融,通過對水的品格的理解,運用一定的技藝和處理方法,并賦予其情感色彩和文化內涵,使其具有生命力,但這是對水體的再創造,并不是對自然水體的簡單濃縮和模仿。
不同地域的文化也是影響水景設計的重要因素,水景設計應該充分考慮所處的地理位置和環境條件,融合當地的民俗風情和文化特征,體現當地的地域特色,使景觀具有標識性和地方代表性。
3.4 地理環境因素
地理環境因素主要包含自然地理因素和人工環境因素。自然地理因素主要包括地形地貌、動植物分布情況等自然生態環境;光照、風向、氣溫、降水等氣候環境;聲音、空氣質量等物理環境。人工環境因素主要包括居住區所處的城市風貌和建筑風格等方面。居住區水景的設計應在保護生態環境,充分利用地理環境的條件下,營造符合當地地理環境的景觀。
3.5 人為因素
水景的誕生過程,離不開建設單位、設計單位和施工單位的參與,建設單位對水景的意向,如規模、樣式、風格等方面有決定性作用;設計單位的設計水平,職業素養,以及團隊的協作能力,直接決定了水景的形式;施工單位的實地操作能力,在施工過程中對于圖紙的理解和深化能力,則直接影響水景的最終效果。
4 結語
文震亨曰:“石令人古,水令人遠。園林水石,最不可無。一峰則太華千尋,一勺則江湖萬里?!崩硭侵袊鴪@林的重要主題,理水的關鍵就在于將水的靈秀通過藝術加工,賦予抒情寫意的意境。未來居住區水景的設計應秉承我國傳統理水理念,將中國歷史文化融入其中,結合創新思路,創造出符合時代需求,意蘊深厚的現代居住區水景。
參考文獻
[1] 丁自峰.城市居住區水景設計研究[D].浙江大學碩士論文,2009.
一、引言
與傳統控制測量相比,GPS技術具有精度高、速度快、全天候測量、不需要控制點之間通視等優點,GPS布設控制網被廣泛應用于各種工程測量中[1]?;€解算是GPS數據處理中至關重要的一步。GPS基線解算過程基本相同,使用的大多數軟件是接收機廠家配置的處理軟件,本文以南方測繪GPS4.4000數據處理軟件為例進行基線解算的。
二、GPS基線解算過程
(一)解算準備
GPS基線解算就是利用GPS觀測值,通過數據處理,得到測站的坐標或測站間的基本線向量值?;€準備包括:觀測數據的讀入、輸入數據的檢查、設置基線解算的參數[2]。
將GPS接收機記錄的數據傳輸到計算機中,選取*.STH格式的文件。然后把觀測數據輸入到計算機中,對原始觀測數據進行初步檢查,如有錯誤立刻進行修改。
接著是基線解算的參數設置,主要有單基線解、衛星截止高度角、電離層改正模型,L1與L2頻率選擇、解算模糊度的基線長度、時段選擇等。
(二)觀測值的預處理
對原始觀測數據進行初步檢查后,需要進行預處理。目的是對原始觀測數據進行編輯,提取專用信息。預處理主要包括:對原始觀測數據進行平滑濾波的檢查,對于一些粗差和無用的觀測值進行剔除;GPS衛星軌道方程的標準化;對觀測值進行系統誤差改正;對觀測數據的標準化等等。預處理所采用的方法和模型的優劣,將直接影響最終成果的質量,是提高GPS測量精度的重要環節。
(三)基線解算
采用三差模型法對基線向量進行預求解,然后在采用雙差模型對基線向量進行精確求解。對20km以下的基線,常采用所謂的固定雙差解,即整周未知數取為整數后的基線平差解。對于30km以上的基線,一般采用浮點雙差解即整周數不取整,以實數作為整周值。
三、GPS布設控制網基線計算優化方法
GPS基線解算受很多因素影響,如衛星方面帶來的影響、起算點坐標誤差過大帶來的影響和一些不明因素帶來的影響[3]。在實際工作中,可以先對GPS基線進行結算,然后通過查看基線解算報告,對基線質量進行分析。當自動處理未能獲得滿意的結果時,可對其進行優化,本文簡述了4中可以提高基線精度的方法。
(一)提高起算點坐標精度
在GPS基線解算時,需要一個固定的基線端點作為起始點,一般點為WGS-84坐標系下的坐標值。如該起算點的坐標精度較低,對GPS基線計算的精度會帶來影響。根據現階段的設備情況,要準確定位一個WGS-84點的精確坐標比較困難,可以對測區里的起算點進行兩次獨立觀測或者進行多次長時間的觀測,把多次觀測的坐標值取平均,作為基線解算的起始點坐標?;蛘咴诨€解算時,采用同一個固定的點坐標作為起始值,在進行網平差時引入參數。
(二)刪除或優化衛星組合
根據GPS的工作原理,GPS接收機在工作時一般會接收多個衛星的數據,就會對一些衛星觀測時間較短,而且接收到的每個衛星的星歷時間長短不一。在利用軟件進行GPS基線解算時,接收機所接收到的衛星數據都會參加計算,導致解算時部分觀測時間短的衛星整周模糊度無法確定,對結算結果產生影響。對于這種現象,可以對衛星組合進行優化或刪除。對于衛星數據也不可隨意刪除,可以根據軟件顯示的衛星跟蹤圖,可以較為直觀的看到衛星的觀測時間。
(三)電離層的延遲改正
電離層對不同長度基線有不同的影響,對短基線進行解算時影響較小,對于中長基線,在進行解算時需要消除電離層的影響。對于電離層影響解算精度的問題,可以對電離層進行延遲改正,比如:利用雙頻觀測進行改正,采用數學模型對電離層帶來的影進行修正,或者觀測雙頻值也可以消除電離層對解算帶來的影響等。
1.利用雙頻觀測進行改正。對于短基線電離層帶來的影響較小,因為基線兩個端點的測站距離很近,測站的衛星高度角也基本一樣,要消除電離層折射對解算帶來的影響,可采用Ll載波進行單頻差分進行處理,提高基線解算的精度。中長基線由于兩測站的距離較遠,電子密度的相關性較差,采用單基線的方法只進行差分是不夠的,需要進行雙頻觀測來消除電離層對解算帶來的影響,從而獲得較高精度的基線。
2.利用電離層模型進行修正。這種方法是指采用固定的數學模型對電離層延遲加以修正,由于電離層的數學模型函數較為復雜,可以消除部分電離層對基線解算帶來的影響。
3.利用同步觀測值求差進行改正。這種方法較為簡單,對同一組衛星利用兩臺或者多臺GPS接收機進行同步觀測,在進行基線解算時達到減弱電離層折射影響的目的。
(四)調整控制參數
在對基線解算時,調整衛星截止高度角也是一種提高精度的方法。增大衛星截止高度角可以提高相對觀測值的精度,但是也會對解算帶來一定的影響,會減弱衛星圖形的強度,從而影響到點位坐標的精度。降低衛星截止高度角則可以使中誤差值減小,但是會增加對流層誤差的影響。所以根據實際的GPS觀測情況,來對衛星截止高度角進行調整。增大衛星截止高度的情況適用在在對衛星數目觀測的足夠多時。如果觀測的GPS衛星數目較小,則可以降低衛星截止高度角,來達到讓更多衛星參與解算的目的。一般來說,衛星截止高度角以15°較為適宜。
四、總結
本文通過對起始點坐標不準確、衛星組合、及電離層延遲造成的基線解算誤差、調整衛星高度截止角參數設置這幾種情況對基線解算結果帶來的影響進行簡單分析,并通過動手實際操作對不同因素的影響分別進行調整作。提高GPS控制網基線解算精度,還需要準備判斷出影響GPS基線解算結果的主要原因,并進行相對應的處理,來達到獲取高精度的定位點坐標的目的。
參考文獻: