序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇建筑可視化分析范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

建筑施工工藝課程是建筑課程教育中的專業(yè)必修課程，主要目的就是研究建筑工程中一些主要施工工藝及相應(yīng)施工方法和一般規(guī)律。一體化教學(xué)方法的運用應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，在教師幫助下，學(xué)生自行制定科學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。施工工藝課程需要大量實訓(xùn)輔助教學(xué)，能夠較好地解決理論和實踐之間的脫節(jié)問題，增強(qiáng)教學(xué)實效性，充分發(fā)揮學(xué)生參與作用，提高學(xué)生專業(yè)技能。那么，教師應(yīng)當(dāng)采取怎樣的措施教會學(xué)生轉(zhuǎn)變呢？筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)做到以下幾點。

一、課程構(gòu)思，科學(xué)開端

“萬事開頭難”，要讓一體化教學(xué)成功，首先要有一個科學(xué)的開端，也就是最重要的課程構(gòu)思，建筑施工工藝課程涉及選材、設(shè)計、施工及造價等方面內(nèi)容，這門課程要求學(xué)生在掌握最基本概念原理的基礎(chǔ)上，多加熟悉其中的材料選擇及相應(yīng)工藝流程，注重理論和實踐的結(jié)合，注重各種項目的設(shè)計。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，建筑材料也日新月異，從單一的材料到復(fù)合型材料都有極大變化。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，單一的教材和理論性極強(qiáng)的課堂已經(jīng)無法滿足教學(xué)需要，學(xué)生畢業(yè)后將面臨尷尬局面。要想讓建筑施工工藝課程取得良好的教學(xué)效果，就需要實施一體化教學(xué)模式，將理論與實踐相結(jié)合，不僅對材料市場及簡單理論加以理解，而且應(yīng)當(dāng)對市場上的材料價格及工程造價有十足把握，在現(xiàn)場施工過程中需要充分了解各個項目的流程工藝，對各種施工工具都能有深刻透徹的認(rèn)識并熟練使用。所以，本課課程的教學(xué)思路需要對實踐內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)思，從傳統(tǒng)理論轉(zhuǎn)向?qū)嵱?xùn)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的實踐施工工藝課程教學(xué)體系，建立一體化的教學(xué)機(jī)制。

二、課程設(shè)計，關(guān)鍵舉措

隨著市場對建筑施工人才的需求增加，建筑施工工藝課程中的設(shè)計理念可以歸結(jié)為：“以理論為基礎(chǔ)，以實踐為核心，以市場為背景，以創(chuàng)新為目標(biāo)。”這一設(shè)計理念的提出是為了讓學(xué)生擁有發(fā)散性的設(shè)計思維，提高學(xué)生施工組織和設(shè)計管理能力，最終培養(yǎng)出能夠從事相關(guān)設(shè)計工作的應(yīng)用型人才。

對于施工工藝課程的設(shè)計，筆者認(rèn)為可以從以下四個方面組織，也就是任務(wù)的提出、任務(wù)的準(zhǔn)備、任務(wù)的實施及任務(wù)的考核。任務(wù)的提出是課程設(shè)計的基礎(chǔ)，包括項目理論及課外項目兩大板塊，課內(nèi)項目需要學(xué)生掌握熟悉一些最基本的材料種類和基本性質(zhì)，課外項目可以讓學(xué)生以小組為單位尋找建筑施工市場進(jìn)行采樣和調(diào)查；任務(wù)的準(zhǔn)備需要學(xué)生完成相應(yīng)的市場報告分析并發(fā)表相關(guān)報告；任務(wù)的實施階段，也是至關(guān)重要的階段，需要學(xué)生將理論與實踐加以很好地整合，按照教師所教，在掌握各項建筑材料及基本的工藝流程之后進(jìn)行實踐；最后一個任務(wù)的考核，教師就需要提高自身評價能力，讓學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)，實現(xiàn)一體化教學(xué)設(shè)計。

三、課程發(fā)展，根本保障

縱觀整個建筑施工行業(yè)的發(fā)展，課程如何發(fā)展是施工工藝課程一體化教學(xué)的根本保障，現(xiàn)在的課程教學(xué)仍然有很大不足，如很多教師自身素質(zhì)有待提高，對外交流平臺還不夠完善，現(xiàn)在的教學(xué)資源仍有很大局限性，為改變這一局面，就需要讓課程具有可持續(xù)發(fā)展的可能性，據(jù)此，筆者對未來課程教學(xué)提出以下思考。

1.加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)。教師應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，通過多種途徑積極投入到實踐中，迅速提升教師的實戰(zhàn)經(jīng)驗和能力，如果教師做出了好的項目，則學(xué)生能更好地接受，教師手上有項目，才是教學(xué)的最好載體，通過活的例子鼓勵學(xué)生積極參與實踐，讓學(xué)生敢于接受社會的挑戰(zhàn)。

2.加強(qiáng)校企合作交流。無論是口頭教會學(xué)生實踐，還是在學(xué)校建設(shè)實訓(xùn)基地，都沒有讓學(xué)生親自體驗效果來得更明顯。建筑施工工藝的學(xué)習(xí)，最關(guān)鍵的還是實訓(xùn)，所以，學(xué)校應(yīng)當(dāng)經(jīng)常邀請那些經(jīng)驗豐富的設(shè)計師到學(xué)校現(xiàn)場開展講座，與學(xué)生洽談，這樣能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的市場競爭力，邀請施工專門人員與學(xué)生面對面交流，和學(xué)生進(jìn)行直接的互相感悟，通過這樣一些形式，橫向加深學(xué)生對施工工藝的理解，增強(qiáng)對材料的使用能力和應(yīng)用創(chuàng)造力。

3.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，讓他們及時了解當(dāng)前建筑施工的最新動態(tài)，可以根據(jù)課程內(nèi)容衍生出一些“工藝技術(shù)交流會”等類似的交流創(chuàng)新性活動，鼓勵學(xué)生積極參加各種各樣的施工工藝設(shè)計大賽，以此啟發(fā)學(xué)生思維，拓寬眼界，加強(qiáng)與建筑市場的交流，實現(xiàn)一體化教學(xué)。

四、結(jié)語

建筑施工工藝課程的一體化教學(xué)，最根本的就是讓學(xué)生通過多種渠道認(rèn)識和了解施工工藝，培養(yǎng)出應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才，通過課程體系的不斷改革及實訓(xùn)基地的建立，不斷提高學(xué)生的參與度，達(dá)到“教學(xué)做”的有機(jī)統(tǒng)一，真正實現(xiàn)一體化教學(xué)。筆者希望廣大建筑施工工藝課程的教學(xué)者能夠通過不斷探究，共同推動一體化教學(xué)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏燕靖.對我國高校藝術(shù)設(shè)計本科專業(yè)課程結(jié)構(gòu)的探討[D].南京藝術(shù)學(xué)院，2007.

篇（2）

中圖分類號：TU976+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）13-0396-01

1 引言

隨著近年來我國建筑高度的不斷提升，使得消防問題也被受到了前所未有的重視。在現(xiàn)今高層建筑中，消防給水系統(tǒng)可以說是非常重要的一項消防設(shè)施，對于建筑的消防安全具有著至關(guān)重要的作用。而在消防日常工作開展中，則需要做好消防給水系統(tǒng)可靠性優(yōu)化工作，以此為消防給水系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性作出保障。

2 高層建筑消防給水系統(tǒng)所存在的問題

2.1 自動噴水系統(tǒng)選擇不當(dāng)

自動噴水系統(tǒng)是大型建筑重要的一項消防設(shè)施，其所具有的材料更是保證其運行穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，需要保證自動噴水系統(tǒng)材料的堅固性，尤其是支架位置，以此保證其能夠?qū)φ麄€噴水系統(tǒng)的重量進(jìn)行承受；其次，耐腐蝕性也是非常重要的一項因素，目前，很多建筑的噴水系統(tǒng)都或多或少的存在著一定的腐蝕現(xiàn)象，對于該系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的隱患。對此，就需要在實際選材、安裝時能夠選擇更好的耐腐蝕材料，以此避免出現(xiàn)管道、噴頭被腐蝕的情況。

2.2 消火栓設(shè)計不合理

消火栓也是高層建筑消防系統(tǒng)非常重要的一個環(huán)節(jié)，但是在目前很多建筑的消防系統(tǒng)設(shè)計中，在消火栓方面還存在著一定的設(shè)計不合理問題。在我國相關(guān)防火規(guī)范中，明確指出了“室外消火栓的數(shù)量應(yīng)保證供應(yīng)建筑物需要的用水量，其中包括室內(nèi)、室外兩部分”，但是在實際情況中，很多建筑還存在著消火栓數(shù)量不足的問題，對于火災(zāi)的控制能力存在很大的不足。

3 大型建筑消防給水系統(tǒng)可靠性優(yōu)化設(shè)計方式

3.1 消火栓系統(tǒng)設(shè)計

在現(xiàn)今的城市大型建筑中，消火栓系統(tǒng)所具有的設(shè)備類型非常多，如消防通道、消防水池、水槍以及水箱等等，這部分設(shè)備共同組成了建筑的消火栓系統(tǒng)，在平時必須能夠做好其維護(hù)工作，保證每一個設(shè)備的穩(wěn)定性。其中，消防電梯也是建筑的一項重要消防設(shè)施，當(dāng)建筑出現(xiàn)火災(zāi)情況時，消防人員則能夠通過消防電梯進(jìn)入到建筑之中實施救援工作，是提升消防人員到達(dá)現(xiàn)場速度的有效方式。而對于消防員來說，其在進(jìn)入到發(fā)生火情的建筑后，也不會在使用消火栓開道后再實施救火工作，尤其是部分塔式、單元式的建筑，在消防前室外并沒有設(shè)置消火栓的墻面，僅僅能夠通過前室消火栓進(jìn)行滅火工作。【1】同時，對于建筑前部有可能進(jìn)入到前室的煙氣，則可以通過正壓送風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用在對空氣正壓進(jìn)行提升的基礎(chǔ)上實現(xiàn)保護(hù)功能。從這里我們則可以看出，當(dāng)建筑出現(xiàn)特殊情況時，建筑內(nèi)部的消火栓除了能夠幫助消防員更快進(jìn)入到建筑內(nèi)部之外，也能夠保證水柱能夠到達(dá)建筑的其余著火部位。

3.2 供水分區(qū)劃分

在我國《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中，明確指出了當(dāng)消火栓凈水壓力超過1Mpa時，應(yīng)當(dāng)對供水分區(qū)進(jìn)行劃分，通過這種方式，不僅能夠起到滿足消防供水供應(yīng)的需求、避免建筑內(nèi)部消防用水過早被用光，對于消防隊員的實際應(yīng)用來說也具有著較強(qiáng)的便利性。同時，當(dāng)建筑消火栓同防水箱的垂直距離大于80m時，也應(yīng)當(dāng)選擇這種分區(qū)給水的方式進(jìn)行供水。而如果建筑消火栓出水壓力超過了0.5Mpa，則應(yīng)當(dāng)在消火栓位置設(shè)置一定的減壓裝置，如減壓閥、減壓孔以及具有減壓能力的消火栓等，且當(dāng)消火栓的凈水壓力處于1Mpa以下時，則可以不對其進(jìn)行分區(qū)給水。另外，在建筑的消火栓給水系統(tǒng)中，其主要為消防泵以及高位水箱的聯(lián)合供水方面，在滅火前期，會先由建筑屋頂設(shè)置的水箱進(jìn)行供水，之后的用水再由地下室消防泵組提供。而當(dāng)當(dāng)?shù)刂鞴懿块T允許建筑方通過消防水泵直接進(jìn)行抽水時，則可以在對所處城市供水管網(wǎng)情況進(jìn)行結(jié)合的基礎(chǔ)上在建筑周圍形成一個獨立的供水分區(qū)【2】。

3.3 自動噴水滅火系統(tǒng)

對于該系統(tǒng)來說，其也是現(xiàn)今建筑非常重要的一項滅火設(shè)施，具有著投入滅火速度快、跟蹤火勢自動化的特征。對于該系統(tǒng)而言，其在分區(qū)方面同建筑的消火栓給水系統(tǒng)較為接近，在實際設(shè)置時應(yīng)當(dāng)保證兩個供水分區(qū)不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)交叉情況。同時，該系統(tǒng)主要以噴灑頭噴水的方式實現(xiàn)滅火功能，為了能夠保證在實際滅火過程中該系統(tǒng)具有著穩(wěn)定、均勻的噴水特點，我們在對供水分區(qū)進(jìn)行設(shè)置時則可以將分區(qū)在以豎向進(jìn)行分割之后再對其劃分若干個小分區(qū)，保證每個分區(qū)都具有相對獨立的報警閥以及足夠的噴頭數(shù)量。一般來說，該噴水裝置所具有的噴頭數(shù)控制在600以內(nèi)，且保證高、低噴頭之間的最大垂直高度應(yīng)當(dāng)控制在50m以內(nèi)，并在實際應(yīng)用過程中需要對噴頭的腐蝕情況進(jìn)行定期的檢查，避免出現(xiàn)由于腐蝕而使噴頭被堵的情況出現(xiàn)。【3】另外，對于入口壓力大于0.4Mpa的入口管而言，則需要以獨立的方式進(jìn)行設(shè)計，并通過減壓閥以及減壓孔板等裝置的應(yīng)用更好的實現(xiàn)應(yīng)用效果，真正的保證當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)情況時，自動噴水滅火系統(tǒng)能夠正確、及時的出水以減小火勢。

3.4 水池設(shè)計

隨著城市的發(fā)展、建筑密集程度的增加，使得城市的用地情況目前已經(jīng)越來越緊張。在城市的大型建筑中，一般情況下同一個消防水池會同時擔(dān)負(fù)著很多消防系統(tǒng)的供水任務(wù)，且將建筑的地下箱式基礎(chǔ)作為儲水池。對于這種方式來說，不僅是對于建筑地下空間的一種充分利用，也能夠?qū)Φ孛嬗玫仄鸬捷^好的節(jié)約作用。容量方面，則需要保證地下消防水池能夠在建筑出現(xiàn)火情時、在不適用建筑外部水源的前提下能夠滿足建筑的消防用水需求。在設(shè)置方面，一般來說消防水池能夠以獨立的方式進(jìn)行設(shè)計，但是在具體設(shè)計時，為了能夠?qū)ο浪氐睦眯蔬M(jìn)行提升，很多建筑都會將建筑的消防用水以及生活用水進(jìn)行合并，則能夠在滿足儲水量的同時避免消防水池由于很長時間不使用而出現(xiàn)變質(zhì)情況。但是，對于部分規(guī)模特大的建筑來說，其在消防用水方面的需求也就更高，對此，就需要我們能夠?qū)⑾浪赝钣盟M(jìn)行分離，并在此基礎(chǔ)上在消防、生活兩個水池的底部通過專用管道的使用對其進(jìn)行連接，以此更好的便于實現(xiàn)水量調(diào)節(jié)功能。

3.5 消防管網(wǎng)優(yōu)化

在現(xiàn)今規(guī)模逐漸增大的城市建筑中，消防管網(wǎng)成為了建筑非常重要的一個環(huán)節(jié)，其所具有的連接方式將對建筑所具有的消防設(shè)計工作產(chǎn)生十分積極的意義。通過良好消防管網(wǎng)的設(shè)計，不僅能夠滿足建筑在出現(xiàn)火情時消防用水的需要，同時還能夠?qū)ο烙盟偭窟M(jìn)行有效的降低，在對水資源進(jìn)行節(jié)約的同時也大大縮減了的消防成本。通常而言，并聯(lián)結(jié)構(gòu)是我國現(xiàn)今大型建筑的主要消防管網(wǎng)設(shè)計方式，通過這種連接方式，則能夠保證在消防管網(wǎng)局部環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時也不會對整體消防系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響，具有更好的應(yīng)用穩(wěn)定性[4]＼。

4 結(jié)束語

可以說，在我國現(xiàn)今建筑規(guī)模、高度不斷增加的情況下，需要我們能夠?qū)ㄖ南拦ぷ饕鸪浞值闹匾暋Υ耍托枰覀兡軌驅(qū)ΜF(xiàn)有的建筑消防給水系統(tǒng)進(jìn)行良好的設(shè)計、完善，以此對建筑的安全性作出保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳正.淺談高層建筑消防給水系統(tǒng)基本常識[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2011（25）：55-56.

[2] 張永建.高層建筑消防給水排水系統(tǒng)給水方式的設(shè)計選擇[J].科技風(fēng).2011（21）：77-78.

[3] 陳秀娟.超高層建筑消防給水系統(tǒng)的的組成與給水方式[J].中國水運（下半月）.2012（01）：253-254.

篇（3）

現(xiàn)如今的初中教育中，數(shù)學(xué)學(xué)科教育工作在保證學(xué)校教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生思維邏輯性方面起著至關(guān)重要的作用。數(shù)學(xué)以其特有的科學(xué)神秘性質(zhì)，千百年來吸引著無數(shù)的智慧者為之折腰，學(xué)好數(shù)學(xué)能夠提高整個民族的思維能力。隨著全球化的發(fā)展，世界逐步走向多元化，人才選擇應(yīng)用也逐步走向個性化。這就更凸顯了初中數(shù)學(xué)小班教學(xué)模式的重要地位，小班教學(xué)以其較小的規(guī)模，給了每個學(xué)生實現(xiàn)自我能力飛躍的機(jī)會，為學(xué)生的個性化展示與師生之間的互動了解提供了前所未有的廣闊空間。小班化教學(xué)有利于學(xué)生個性化德育素質(zhì)的展示，可謂是教育界的一場革命。小班教學(xué)模式是現(xiàn)代化教育變革課堂教學(xué)的表現(xiàn)，在這一過程中必須不斷探索，找出最適合我國初中數(shù)學(xué)小班化課堂教學(xué)發(fā)展的道路，最終促成教育模式的轉(zhuǎn)變。

一、注重小班教學(xué)過程中的分層學(xué)習(xí)

1.分層學(xué)習(xí)的具體概念。在分層教學(xué)的概念中，主要強(qiáng)調(diào)了根據(jù)不同學(xué)生現(xiàn)有的學(xué)習(xí)能力，知識掌握水平，以及綜合素質(zhì)進(jìn)行課堂知識的分層級教學(xué)，努力達(dá)到使所有學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和水平都得到提高的統(tǒng)一目標(biāo)。教師在這一過程中是學(xué)生分組的重要引領(lǐng)，根據(jù)教師對學(xué)生的了解，將學(xué)生分成不同層次的學(xué)習(xí)能力相近的學(xué)習(xí)組別，在互相幫助與團(tuán)隊合作中促進(jìn)知識的有效吸收和理解，最終達(dá)到提高學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)的目的。

2.分層教學(xué)的理論來源。分層學(xué)習(xí)這種科學(xué)合理的學(xué)習(xí)思想自我國古代就有所體現(xiàn)，從古代的“因材施教，因人而異”到前蘇聯(lián)某知名教育家提出的“最近發(fā)展區(qū)”理論都包含著分層教學(xué)的理論精華，這兩種理論概括起來就是，每個人在一段的時間內(nèi)都擁有著兩種水平，現(xiàn)有的發(fā)展水平與潛在的水平，此兩種水平的發(fā)掘并不是隨機(jī)的，而是分別在特定的環(huán)境下受到刺激才能夠得以發(fā)展。這種教育環(huán)境要求將不同水平的要求和特點充分突出，從個體差異個性分析出發(fā)，最終挖掘出潛在能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

3.我國的分層教學(xué)理念最初是上世紀(jì)九十年代被提出的，現(xiàn)階段在國內(nèi)初中數(shù)學(xué)的分層教學(xué)模式中大概有以下幾種：班內(nèi)分層目標(biāo)教學(xué)模式，分層走班模式，能力目標(biāo)分層監(jiān)測模式，“個別化”學(xué)習(xí)模式，以及課堂教學(xué)的分層互動模式。班內(nèi)分層目標(biāo)教學(xué)模式保留了以往的行政班級，但是在班級內(nèi)部根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的好、中、差三個等級確定各自的學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行分組學(xué)習(xí)；分層走班模式是最常規(guī)的根據(jù)摸底測試的成績將學(xué)生分為不同的組別，這種模式不破壞原來的行政班級，知識根據(jù)文化課摸底考試成績的不同，按班級級別分類進(jìn)行上課；能力目標(biāo)分層監(jiān)測模式是由學(xué)生自身由下而上地進(jìn)行較授課級別選擇，根據(jù)自身評價的學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)，選擇適合自己的教學(xué)層級；“個別化”學(xué)習(xí)模式設(shè)計出適合不同學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，以便學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)模式；課堂教學(xué)的分層互動模式主要依靠教師對學(xué)生平時的學(xué)習(xí)成績的掌握，按主觀能動性將學(xué)生分成不同的組別，促進(jìn)他們共同成長。

二、小班教學(xué)中構(gòu)建因材施教的高效課堂教學(xué)模式

1.加深對初中數(shù)學(xué)教材的進(jìn)一步探索調(diào)研，讓教材發(fā)揮核心作用。在初中數(shù)學(xué)小班化課堂教學(xué)過程中，教材一直以來都是貫穿整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)階段的重要主體。現(xiàn)階段各大學(xué)校對數(shù)學(xué)教材的使用不能夠達(dá)到深刻挖掘的目的，只是泛泛地教授學(xué)生書本知識。當(dāng)然對教材的深入挖掘是必不可少的。初中數(shù)學(xué)的小班教學(xué)種教材固然重要，但是對教材不僅僅停留在表面階段，更要對其進(jìn)行拓展延伸，注重數(shù)學(xué)的實踐教學(xué)，將課堂教學(xué)延伸到學(xué)生生活中，加強(qiáng)教師與家長之間的聯(lián)系。例如，教師可以運用微信、QQ等交流工具與學(xué)生家長時刻保持聯(lián)系，讓家長在現(xiàn)實生活中傳達(dá)教師的要求。

2.加深對學(xué)生的了解和交流，從學(xué)生自身特點出發(fā)進(jìn)行授課。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行了解是一個長期的過程，在小班化教學(xué)中更是如此。數(shù)學(xué)任課教師應(yīng)對每一名學(xué)生進(jìn)行具體了解，做好相應(yīng)學(xué)生資料的收集等授課前期準(zhǔn)備工作。教師應(yīng)充分了解不同的學(xué)生群體對每一階段學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識不同理解程度，讓學(xué)生充分表達(dá)出自己的思維過程與不懂之處。例如，教師可以通過課堂提問、卷子形式的小測驗等方式，總結(jié)不同學(xué)生群體的知識吸收情況與接受能力，分為各種等級，進(jìn)行分級授課。加強(qiáng)對學(xué)生的了解和與學(xué)生的交流，同時可以密切師生關(guān)系，為學(xué)生的健康成長與日后步入社會后的人際交往打下堅實的基礎(chǔ)。

3.完善數(shù)學(xué)課堂教學(xué)評價體系，充分吸收學(xué)生意見。數(shù)學(xué)小班化課堂教學(xué)的成員包括教師與學(xué)生，而學(xué)生是這一過程中的主體，所以數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效果如何，有著親身體驗的學(xué)生最了解。為此，學(xué)校必須重視學(xué)生對數(shù)學(xué)教學(xué)模式的態(tài)度和評價，建立完善的校內(nèi)校外數(shù)學(xué)教學(xué)評價系統(tǒng)，可以定期邀請學(xué)生家長和教育界知名人士蒞臨指導(dǎo)，向?qū)W生了解實情。通過調(diào)查與評價，可以從中看出學(xué)生對數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的關(guān)注度，從而進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效率的提高與教學(xué)模式的改進(jìn)。

綜上所述，初中數(shù)學(xué)的小班教學(xué)形式已成為現(xiàn)代化教育中不可缺少的教學(xué)原則及理念，是現(xiàn)代化教育發(fā)展帶來的重大改變。在小班化教學(xué)模式的探索過程中，要求教育者不斷總結(jié)經(jīng)驗，在實踐中發(fā)展理論，用分層教學(xué)促進(jìn)因材施教的實施，更好地促進(jìn)現(xiàn)代化教育和人才培養(yǎng)事業(yè)的發(fā)展。

篇（4）

關(guān)鍵詞:三維地質(zhì)建模;地質(zhì)分析;工程地質(zhì);水利水電工程

Key words: three-dimensional geological modeling; geological analysis; engineering geology; water resources and hydropower engineering

中圖分類號:TV22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)06-0045-01

1三維地質(zhì)模型的建立

1.1 水利水電工程地質(zhì)三維統(tǒng)一模型的構(gòu)建

1.1.1 統(tǒng)一建模結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)以地質(zhì)對象建模為主線,其主要技術(shù)包括面向?qū)ο蟮牡刭|(zhì)分類技術(shù)、地質(zhì)實體NURBS擬合構(gòu)造技術(shù)、改進(jìn)的地質(zhì)趨勢面分析技術(shù)和三維幾何對象的任意布爾算法等。[1]

1.1.2 主要建模技術(shù)。

(1)面向?qū)ο蟮牡刭|(zhì)分類技術(shù)。面向?qū)ο蠹夹g(shù)通常采用分類的思想,可根據(jù)實際工程中地質(zhì)對象的幾何形態(tài)特征和屬性特征對其進(jìn)行分析歸類,水利水電工程區(qū)域內(nèi)主要的地質(zhì)信息可分為地形類、地層類、斷層類和界限類四類,并形成各自的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系。面向?qū)ο蟮牡刭|(zhì)分類技術(shù)有利于相應(yīng)建模方法的研究和模型的建立。

(2)改進(jìn)的地質(zhì)趨勢面分析技術(shù)。根據(jù)鉆孔、平硐的直接數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)趨勢面分析,是對三維地質(zhì)模型重構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充和驗證修改的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的地質(zhì)趨勢面分析是指,利用平面或曲面對地質(zhì)空間觀測點數(shù)值進(jìn)行擬合的一種多元回歸統(tǒng)計分析方法。考慮到一個復(fù)雜地質(zhì)系統(tǒng)的本質(zhì)屬性包括非平衡性、非線性、突變性、自組織性和自相似性等特性,而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)在這方面具有優(yōu)勢,可用來進(jìn)行地質(zhì)趨勢面分析。由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動構(gòu)建具有非線性映射關(guān)系的地質(zhì)趨勢面函數(shù),將可獲得更接近實際的地質(zhì)擬合曲面。

1.2 模型的可靠性分析與三維統(tǒng)一模型的建立

模型的可靠性分析和檢驗,是三維地質(zhì)建模工作中極其重要的環(huán)節(jié),可靠性分析技術(shù)在整個模型建立的過程中貫穿始終。結(jié)合工程實踐,我們從以下四個方面進(jìn)行模型的可靠性分析:①模型組成部分的幾何性檢查。②地質(zhì)結(jié)構(gòu)合理性的檢查。③原始數(shù)據(jù)的精度檢驗。④模型的反饋檢查與檢驗。完成地質(zhì)模型的可靠性分析后,我們可以運用三維幾何對象的任意布爾切割算法,以三維地質(zhì)幾何模型為對象,利用工程建筑物模型對其進(jìn)行一系列圖形操作運算,構(gòu)建水利水電工程地質(zhì)三維統(tǒng)一幾何模型。為了更真實清楚地表達(dá)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)間的物理特征和視覺差別,我們可以建立三維圖例庫,并采用擾動函數(shù)法來模擬表面凹凸紋理的真實效果,最終獲得逼真且特征鮮明的效果。

2基于三維統(tǒng)一模型的水利水電工程地質(zhì)分析

2.1 三維統(tǒng)一模型的可視化分析

通過較為復(fù)雜的三維地質(zhì)建模過程,可以獲得地上地質(zhì)體的三維地質(zhì)模型。通過模型可以直觀的看到各個地質(zhì)單元的空間布局和相互關(guān)系,既驗證了已完成的勘察工作成果,也可以通過模型的可視化分析,為后續(xù)的勘察、設(shè)計乃至施工工作提供強(qiáng)有力的依據(jù)。三維統(tǒng)一模型的可視化分析具體表現(xiàn)為以下幾個方面:[2](1)形象地表示出地上地質(zhì)體的輪廓。(2)揭示地質(zhì)體所在的地層和巖性,為施工人員選擇合適的挖洞地址提供有力的依據(jù)。(3)在模型上可以任意切割地質(zhì)剖面,從而獲得所需要的地質(zhì)信息。

2.2 主體工程三維地質(zhì)分析

2.2.1 大壩工程地質(zhì)分析。

大壩是水利水電工程中最重要的擋水建筑物,對地基巖體的穩(wěn)定條件有很高的要求。因此,在大壩設(shè)計和施工過程中,應(yīng)以三維巖級模型為主,進(jìn)行建基面開挖與基礎(chǔ)處理分析,或針對大壩重點部位進(jìn)行剖切分析等,對壩基或壩肩巖體的地質(zhì)條件加以充分地分析研究,為建基面的方案選擇與優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)。[3]

2.2.2 地下工程地質(zhì)分析。

目前,水利水電工程中地下建筑物的數(shù)量迅猛增加,其規(guī)模也愈來愈大,復(fù)雜的地質(zhì)條件和大量的地質(zhì)問題,給地下工程設(shè)計與施工帶來困難。而三維地質(zhì)模型或巖級模型,可提供多方面的地質(zhì)分析。例如:地下洞室群地質(zhì)開挖分析、針對地下洞室關(guān)鍵部位的剖切分析、地下洞室布置方案選擇的地質(zhì)評價、地下工程施工開挖的宏觀超前地質(zhì)預(yù)報以及結(jié)合地質(zhì)模型的地下洞室施工過程動態(tài)分析等。它們?yōu)閺?fù)雜地下工程設(shè)計與施工中遇到的工程地質(zhì)問題提供了一種有效的分析手段。

3結(jié)語

三維地質(zhì)建模是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。建模前,需要運用有關(guān)地質(zhì)知識,對資料進(jìn)行篩選分析;建模中,需要根據(jù)地質(zhì)、地層、構(gòu)造及工程等有關(guān)知識,對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行推測分析;建模后,仍需根據(jù)實際情況進(jìn)行核實,運用交互式編輯工具進(jìn)行完善。將三維動態(tài)可視化技術(shù)引入到地下三維地質(zhì)環(huán)境中,可以形象地描述三維地質(zhì)體的形態(tài)和分層結(jié)構(gòu)等特征。將可視化技術(shù)引入3D礦體模型中,可實現(xiàn)礦體的生成和仿真,有助于更好地理解礦體形態(tài)結(jié)構(gòu)。[4]隨著當(dāng)前計算機(jī)三維仿真技術(shù)和GIS技術(shù)不斷結(jié)合和發(fā)展,三維GIS技術(shù)在地礦中的應(yīng)用必將成為一個新的熱點和發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn):

[1]王剛.水利水電工程三維數(shù)字地形建模與分析[J].中國工程科學(xué),2005,7(7):65-70.

篇（5）

前言

在建筑工程中，其核心管理技術(shù)就是BIM技術(shù)，該技術(shù)的主要作用就是避免在三維空間中出現(xiàn)階段性的信息缺失，其中BIM技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在對建筑設(shè)計過程各個專業(yè)之間的協(xié)調(diào)以及對建筑工程的數(shù)據(jù)管理。BIM將建筑物所有的數(shù)據(jù)都進(jìn)行統(tǒng)一管理并提供分析軟件的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入以及建模計算，分析該建筑的整體或是構(gòu)件的情況。

一、BIM與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

1.標(biāo)準(zhǔn)化BIM構(gòu)件庫的建立

裝配式建筑的典型特征是標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件或部品在工廠生產(chǎn)，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場裝配、組裝成整體。裝配式建筑設(shè)計要適應(yīng)其特點，在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中是通過預(yù)制構(gòu)件加工圖來表達(dá)預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計，其平立剖面圖紙還是傳統(tǒng)的二維表達(dá)形式。在裝配式建筑BIM應(yīng)用中，應(yīng)模擬工廠加工的方式，以“預(yù)制構(gòu)件模型”的方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成和表達(dá)，這就需要建立裝配式建筑的BIM構(gòu)件庫。通過裝配式建筑BIM構(gòu)件庫的建立，可以不斷增加BIM虛擬構(gòu)件的數(shù)量、種類和規(guī)格，逐步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫。

2.可視化設(shè)計

與傳統(tǒng)建筑方式采用BIM類似，裝配式建筑的BIM應(yīng)用有利于通過可視化的設(shè)計實現(xiàn)人機(jī)友好協(xié)同和更為精細(xì)化的設(shè)計。

3.BIM構(gòu)件拆分及優(yōu)化設(shè)計

在裝配式建筑中要做好預(yù)制構(gòu)件的“拆分設(shè)計”，俗稱“構(gòu)件拆分”。傳統(tǒng)方式下大多是在施工圖完成以后，再由構(gòu)件廠進(jìn)行“構(gòu)件拆分”。實際上，正確的做法是在前期策劃階段就專業(yè)介入，確定好裝配式建筑的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，在方案設(shè)計階段根據(jù)既定目標(biāo)依據(jù)構(gòu)件拆分原則進(jìn)行方案創(chuàng)作，這樣才能避免方案性的不合理導(dǎo)致后期技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的不合理，避免由于前后脫節(jié)造成的設(shè)計失誤。BIM信息化有助于建立上述工作機(jī)制，單個外墻構(gòu)件的幾何屬性經(jīng)過可視化分析，可以對預(yù)制外墻板的類型數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化，減少預(yù)制構(gòu)件的類型和數(shù)量。

4.BIM協(xié)同設(shè)計

BIM模型以三維信息模型作為集成平臺，在技術(shù)層面上適合各專業(yè)的協(xié)同工作，各專業(yè)可以基于同一模型進(jìn)行工作。BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設(shè)備信息、成本信息等，這些信息可以用來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而使各專業(yè)的協(xié)同達(dá)到更高層次。

二、BIM與工廠化生產(chǎn)

1.構(gòu)件加工圖設(shè)計

通過BIM模型對建筑構(gòu)件的信息化表達(dá)，構(gòu)件加工圖在BIM模型上直接完成和生成，不僅能清楚地傳達(dá)傳統(tǒng)圖紙的二維關(guān)系，而且對于復(fù)雜的空間剖面關(guān)系也可以清楚表達(dá)，同時還能夠?qū)㈦x散的二維圖紙信息集中到一個模型當(dāng)中，這樣的模型能夠更加緊密地實現(xiàn)與預(yù)制工廠的協(xié)同和對接。

2.構(gòu)件生產(chǎn)指導(dǎo)

BIM建模是對建筑的真實反映，在生產(chǎn)加工過程中，BIM信息化技術(shù)可以直觀地表達(dá)出配筋的空間關(guān)系和各種參數(shù)情況，能自動生成構(gòu)件下料單、派工單、模具規(guī)格參數(shù)等生產(chǎn)表單，并且能通過可視化的直觀表達(dá)幫助工人更好地理解設(shè)計意圖，可以形成BIM生產(chǎn)模擬動畫、流程圖、說明圖等輔助培訓(xùn)的材料，有助于提高工人生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量效率。

3.通過CAM實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)字化制造

借助工廠化、機(jī)械化的生產(chǎn)方式，采用集中、大型的生產(chǎn)設(shè)備，只需要將BIM信息數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，就可以實現(xiàn)機(jī)械的自動化生產(chǎn)，這種數(shù)字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

三、BIM與裝配化施工

1.施工現(xiàn)場組織及工序模擬

將施工進(jìn)度計劃寫入BIM信息模型，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，就可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。提前預(yù)知本項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡，總體計劃、場地布置是否合理，工序是否正確，并可以進(jìn)行及時優(yōu)化。

2.施工安裝培訓(xùn)

通過虛擬建造，安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知裝配式建筑的組裝構(gòu)成，避免二維圖紙造成的理解偏差，保證項目的如期進(jìn)行。

3.施工模擬碰撞檢測

通過碰撞檢測分析，可以對傳統(tǒng)二維模式下不易察覺的“錯漏碰缺”進(jìn)行收集更正。如預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部各組成部分的碰撞檢測，地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題。

4.復(fù)雜節(jié)點的施工模擬

通過施工模擬對復(fù)雜部位和關(guān)鍵施工節(jié)點進(jìn)行提前預(yù)演，增加工人對施工環(huán)境和施工措施的熟悉度，提高施工效率。

四、BIM與一體化裝修

1.裝修部品產(chǎn)品庫的建設(shè)

土建裝修一體化作為工業(yè)化的生產(chǎn)方式可以促進(jìn)全過程的生產(chǎn)效率提高，將裝修階段的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計集成到方案設(shè)計階段可以有效地對生產(chǎn)資源進(jìn)行合理配置。

2.可視化設(shè)計

通過可視化的便利進(jìn)行室內(nèi)渲染，可以保證室內(nèi)的空間品質(zhì)，幫助設(shè)計師進(jìn)行精細(xì)化和優(yōu)化設(shè)計。整體衛(wèi)浴等統(tǒng)一部品的BIM設(shè)計、模擬安裝，可以實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化、成本統(tǒng)計、安裝指導(dǎo)。

3.信息化集成

產(chǎn)業(yè)鏈中各家具生產(chǎn)廠商的商品信息都集成到BIM模型中，為內(nèi)裝部品的算量統(tǒng)計提供數(shù)據(jù)支持。對裝修需要定制的部品和家具，可以在方案階段就與生產(chǎn)廠家對接，實現(xiàn)家具的工廠批量化生產(chǎn)，同時預(yù)留好土建接口，按照模塊化集成的原則確保其模數(shù)協(xié)調(diào)、機(jī)電支撐系統(tǒng)協(xié)調(diào)及整體協(xié)調(diào)。

五、BIM與信息化管理

1.經(jīng)濟(jì)算量分析

經(jīng)濟(jì)算量的主要原則是做到“準(zhǔn)量、估算”，按照工業(yè)化建筑的組成及計價原則分為預(yù)制構(gòu)件部分和現(xiàn)澆構(gòu)件部分。結(jié)合工業(yè)化住宅的特點自主開發(fā)了裝配式設(shè)計插件，通過該插件可以將預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件進(jìn)行分類統(tǒng)計。通過分類統(tǒng)計可以快速地對設(shè)計方案進(jìn)行工程量分析，從而進(jìn)行方案比選，再由確定的工程量結(jié)合地區(qū)的定額計算出本項目的工程量清單，實現(xiàn)在方案策劃階段對成本的初步控制。

2.RFID等實現(xiàn)裝配式建筑質(zhì)量管理可追溯

實現(xiàn)在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服務(wù)貫穿整個工程全生命周期過程。一方面，可以實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)信息化；另一方面，可以將生產(chǎn)、施工及運維階段的實際需求及技術(shù)整合到設(shè)計階段，在虛擬環(huán)境中預(yù)演現(xiàn)實，真正實現(xiàn)BIM信息化應(yīng)用的信息集成優(yōu)勢。通過在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋芯片等數(shù)字化標(biāo)簽，在生產(chǎn)、運輸、施工、管理的各個重要環(huán)節(jié)記錄相應(yīng)的質(zhì)量管理信息，可以實現(xiàn)建筑質(zhì)量的責(zé)任歸屬，從而提高建筑質(zhì)量。

3.利用BIM云平臺實現(xiàn)適時、全球化、數(shù)字化的管理

BIM信息化技術(shù)與云技術(shù)相結(jié)合，可以有效地將信息在云端進(jìn)行無縫傳遞，打通各部門之間的橫向聯(lián)系，通過借助移動設(shè)備設(shè)置客戶端，可以實時查看項目所需要的信息，真正實現(xiàn)項目合作的可移動辦公，提高項目的完成精度。

結(jié)語

綜上可知，裝配式建筑設(shè)計如何在行業(yè)BIM信息化的背景下，融入信息化大潮，發(fā)揮自身研發(fā)、設(shè)計和集成的優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈拓展和過程階段延伸，必將成為建筑產(chǎn)業(yè)化新時代的創(chuàng)新趨勢。圍繞這一創(chuàng)新趨勢，設(shè)計行業(yè)將大有可為。

篇（6）

中圖分類號：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）47-0289-01

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，全國各地不斷涌現(xiàn)出一些設(shè)計新穎、規(guī)模宏大、技術(shù)含量高、施工難度大的超高層建筑，尤其在一些發(fā)達(dá)城市建筑更具特色，這將在提升城市形象、拉動社會投資、擴(kuò)大旅游和商貿(mào)活動等方面發(fā)揮了獨特的作用。眾所周知，科學(xué)合理的建筑工程施工部署在保障施工進(jìn)度、人員安全、節(jié)約成本以及材料周轉(zhuǎn)等方面發(fā)揮著及其重要的作用

2 項目概況

深圳市南山區(qū)華潤深圳灣國際商業(yè)中心項目為一棟現(xiàn)代化超高層建筑物，建筑總高度400m。本工程體量大，其中華潤大廈結(jié)構(gòu)總層數(shù)為66層，核心筒高度達(dá)到331.5m。該工程現(xiàn)場可利用施工場地狹小，專業(yè)分包商眾多，科學(xué)合理的施工場地布置、大型機(jī)械設(shè)備的科學(xué)配置、合理組織材料運輸是確保施工進(jìn)度計劃按期履約的關(guān)鍵。同時，立體交叉作業(yè)多，高空墜落和物體打擊等均為本工程重要的危險點，因此如何合理設(shè)置施工現(xiàn)場的安全防護(hù)設(shè)施，加強(qiáng)項目的安全管理是本工程的重點。在建筑工程中應(yīng)用3D動畫技術(shù)進(jìn)行可視化分析，大大提升了工程實際施工部署中的科學(xué)性、合理性。

3 前期策劃

在該項目中，技術(shù)員通過3D動畫技術(shù)從腳本創(chuàng)作到模型制作，再到后期的電影剪輯手法，最后呈現(xiàn)了一個動態(tài)的施工部署表現(xiàn)形式。該項目在制作方面，要求熟練掌握三維軟件，從制作流程上說，包括優(yōu)化CAD圖紙，創(chuàng)建模型、貼圖、特殊材質(zhì)繪圖、動畫設(shè)計、燈光與材質(zhì)調(diào)節(jié)、設(shè)置環(huán)境、渲染輸出、后期處理等工序整合而成，它實現(xiàn)的是一種導(dǎo)演指揮式，以提前反映工程現(xiàn)場實際的施工部署狀態(tài)。

4 總體施工思路

為了貫徹“主體快速”的進(jìn)度管理理念，優(yōu)化施工部署，精心組織施工。擬定以華潤大廈為施工主線，優(yōu)先安排樁基礎(chǔ)、基礎(chǔ)底板施工，底板完成后繼續(xù)施工塔樓核心筒豎向結(jié)構(gòu)，地下室型鋼柱及其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稍后施工，與核心筒剪力墻連接的梁板鋼筋采取預(yù)留接駁器等形式預(yù)留。待核心筒施工到一定高度后開始安裝頂模系統(tǒng)，之后插入從底板以上的外框鋼結(jié)構(gòu)施工及其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工。相比通常底板施工完后，開始地下室鋼結(jié)構(gòu)安裝，地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工，地上核心筒施工，核心筒施工到一定高度后安裝頂模等施工程序，該流程有效的將地下室鋼結(jié)構(gòu)安裝，地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工由關(guān)鍵工序化解為非關(guān)鍵工序，減少了核心筒施工的等待時間。外框筒水平、豎向結(jié)構(gòu)滯后于核心筒結(jié)構(gòu)施工，機(jī)電工程、幕墻、裝飾裝修工程分段及時插入。

5 主要應(yīng)用說明

5.1 頂模系統(tǒng)安裝

工況說明：

華潤大廈塔樓核心筒施工至+9m，進(jìn)行2臺動臂塔吊（10#M600D和8#M900D型號）及頂模系統(tǒng)安裝，拆除1#C7050型號平臂塔吊。

工況說明：

華潤大廈核心筒頂模系統(tǒng)安裝完成，安裝兩臺動臂塔吊（7#M600D和9#M900D）后插入地下鋼柱吊裝。

5.2 新技術(shù)應(yīng)用交底

臨邊剪力墻外側(cè)模板加固、防漏漿

篇（7）

中圖分類號：TP391.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)06-1402-06

The Summary of Visualization Theory

ZHU Yao-hua, HAO Wen-ning, CHEN Gang

(Engineering Institute of Corps of Engineers, PLA University of Science & Technology, Nanjing 210007, China)

Abstract: There are forming too many methods and techniques of Visualization with the development in the past two decades. But each kind of classification is hard to contain the whole of Visualization. This paper introduces the characteristics of every kind of classification, provides reference for the further research, to help readers to distinguish the difference and contact between method and technology, and to understand the development of visualization in all round.

Key words: visualization; summary; handling objects; data types; data analysis

“可視化”（visualization）其實質(zhì)是利用計算機(jī)的圖形圖像處理技術(shù)，把各種數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成合適的圖形圖像在屏幕上展示出來。這一過程涉及到圖形學(xué)、幾何學(xué)、輔助設(shè)計和人機(jī)交互等領(lǐng)域知識。

在20世紀(jì)上半葉，人們就已經(jīng)利用多種統(tǒng)計表格和圖形這些相對原始的可視化技術(shù)來分析各種數(shù)據(jù)。在1986年10月，美國國家科學(xué)基金會在其舉辦的“圖形、圖像處理和工作站”討論會上，“科學(xué)計算可視化”的概念第一次被正式提出。1987年，由布魯斯?麥考梅克等人所編寫的美國國家科學(xué)基金會報告《Visualization in Scientific Computing》[1]，對可視化技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生了大幅度的促進(jìn)和刺激。人們不但利用醫(yī)學(xué)掃描儀和顯微鏡之類的數(shù)據(jù)采集設(shè)備產(chǎn)生大型的數(shù)據(jù)集，而且還利用可以保存文本、數(shù)值和多媒體信息的大型數(shù)據(jù)庫來收集數(shù)據(jù)。因而，就要高級的計算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)與方法來處理和可視化這些規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)集。二十世紀(jì)90年代初期，人們發(fā)起了“信息可視化”的研究領(lǐng)域，其支持抽象的異質(zhì)數(shù)據(jù)集的分析工作。因此，目前人們正在逐漸接受這個同時涵蓋科學(xué)可視化與信息可視化領(lǐng)域的新生術(shù)語“數(shù)據(jù)可視化”。

1基于處理對象及目的的分類

隨著可視化技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了一些分類，通常情況下，人們習(xí)慣于將可視化分為以下四類：科學(xué)計算可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化和知識可視化。這四類可視化的主要區(qū)別在于可視化處理對象以及目的的不同。科學(xué)計算可視化主要用于處理科研領(lǐng)域?qū)嶒灝a(chǎn)生和收集的海量數(shù)據(jù)，力求真實的反應(yīng)數(shù)據(jù)原貌，利于模擬實驗的進(jìn)行；數(shù)據(jù)可視化較為籠統(tǒng)，一般用于處理數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫中儲存的數(shù)據(jù)，目的在于以可視化的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，利于使用者觀察；信息可視化抽象層次較高，其目的主要在于讓使用者方便地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)部隱藏的規(guī)律；知識可視化則主要表現(xiàn)領(lǐng)域知識，使已有的知識能夠更加迅速有效的在人群中傳播。

1.1科學(xué)計算可視化

科學(xué)計算可視化也可稱作科學(xué)可視化，是指通過運用計算機(jī)圖形圖像處理等相關(guān)技術(shù)，將科學(xué)計算過程中得到的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)膱D形界面顯示出來，并能進(jìn)行人際交互處理的一系列理論、方法和技術(shù)。

隨著可視化技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)計算可視化也出現(xiàn)了一些分支方向，如體可視化、流場可視化。

可視化概念擴(kuò)展到測量數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)場時，衍生出了空間數(shù)據(jù)場可視化，一般稱之為體可視化（Volume Visualiza? tion）。體可視化技術(shù)主要研究如何表示、繪制體數(shù)據(jù)集，以觀察數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便理解事物的復(fù)雜特性。體數(shù)據(jù)集存在于很多領(lǐng)域，如工程建筑和氣象衛(wèi)星測量的空間場，超聲波探測工業(yè)產(chǎn)品和核磁共振產(chǎn)生的人體器官形成的密度場，地震預(yù)報的力場，以及航空航天實驗和核爆炸模擬等大型實驗產(chǎn)生的速度場、溫度場數(shù)據(jù)等，使得體可視化技術(shù)應(yīng)用廣泛。

流場可視化技術(shù)是流體力學(xué)的重要組成部分，是科學(xué)計算可視化的分支之一。流場可視化技術(shù)的形成與發(fā)展有力的促進(jìn)了計算流力學(xué)（Computational Fluid Dynamics）研究的深入。流場可視化技術(shù)用箭頭、流線和粒子跟蹤技術(shù)研究二維流場，重現(xiàn)計算流力學(xué)中的向量場和張量場數(shù)據(jù)。

科學(xué)計算可視化應(yīng)用廣泛，氣象預(yù)報、醫(yī)學(xué)圖像處理、物理、油氣勘探、地學(xué)、有限元分析、生命科學(xué)等眾多領(lǐng)域都已經(jīng)離不開科學(xué)計算可視化了。下面幾幅圖是科學(xué)計算可視化的一些典型應(yīng)用，圖1是美國國家海洋和大氣局的預(yù)報系統(tǒng)實驗室開發(fā)的三維可視化軟件生成的圖像，有效的讓氣象工作者從大量的二維圖像計算中解脫出來，從而可以讓精力集中于預(yù)報所需的實際數(shù)值。圖2是美國航空航天局阿姆斯研究中心的航空航天數(shù)字模擬設(shè)備構(gòu)筑的“虛擬風(fēng)洞”，該技術(shù)基于三維交互特性，為分析非定常流動中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)提供了直觀的研究環(huán)境。圖3是英國的PGS Tigress公司開發(fā)的可視化軟件生成的圖像，其可以進(jìn)行地震數(shù)據(jù)處理、測井評估以及模擬油氣存儲和生產(chǎn)的過程，在相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2數(shù)據(jù)可視化

一般認(rèn)為，數(shù)據(jù)可視化是指對大型數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。這使得用戶可以不再局限于通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫來分析處理數(shù)據(jù)，能以更加直觀的方式來觀察研究數(shù)據(jù)。廣義的數(shù)據(jù)可視化則在一定程度上或全部包含了科學(xué)計算可視化、信息可視化和知識可視化。數(shù)據(jù)可視化的一般模型如下圖所示：

數(shù)據(jù)可視化借助于計算機(jī)的快速處理能力，并結(jié)合計算機(jī)圖形圖像學(xué)方面的技術(shù)，能夠把海量的數(shù)據(jù)以圖形、圖像或者動畫等多種可視化形式更加友好的展現(xiàn)給人們。其中，豐富的交互手段能夠顯著改善用戶的使用體驗，是可視化技術(shù)的價值倍增器。用戶可以通過人機(jī)交互的手段對顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、篩選，并控制圖表的生成，便于以最佳的方式看到想要的數(shù)據(jù)。人機(jī)交互使得數(shù)據(jù)可視化技術(shù)更利于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律，為人們分析使用數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律獲取知識提供了強(qiáng)有力的手段。圖5是某銀行的一個數(shù)據(jù)可視化示例，利用Xcelsius軟件制作，后臺數(shù)據(jù)是近10年中每個月份的銀行各種業(yè)務(wù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)后，可以以餅圖、柱形圖、折線圖以及雷達(dá)圖等多種形式觀察數(shù)據(jù)，各種業(yè)務(wù)的市場表現(xiàn)規(guī)律清晰明了，并可以通過按鈕、單值指示器切換不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)展示，極大的方便了銀行業(yè)務(wù)決策。

圖5某銀行數(shù)據(jù)可視化示例

數(shù)據(jù)可視化經(jīng)過20多年的發(fā)展，形成了多種技術(shù)，這里簡單做一介紹。

1）基于幾何的可視化技術(shù)，包括散點圖、解剖視圖、平行坐標(biāo)法以及星形坐標(biāo)法等。該技術(shù)主要通過幾何學(xué)的方法來表示數(shù)據(jù)。

以星形坐標(biāo)法（如圖6）為例，它可以在二維平面上顯示出n維的空間數(shù)據(jù)。其原理是將n維的空間數(shù)據(jù)參照建立的坐標(biāo)軸映射到二維平面上，每一維對應(yīng)到一條坐標(biāo)軸上，坐標(biāo)軸在平面上交與一點。映射之后，n維的空間數(shù)據(jù)通過二維平面上的一個點來表示。

圖6星型坐標(biāo)法

2）面相像素技術(shù)（也稱密集像素技術(shù)）。其原理是通過一個彩色的屏幕像素來表示一個數(shù)據(jù)項，并把代表每一個數(shù)據(jù)的像素歸納入臨近的區(qū)域。用像素點來表示數(shù)據(jù)，面臨的主要問題是如何合理有效的安排這些像素。該技術(shù)針對不同的可視化對象采取不同的方式來安排像素，最終的顯示結(jié)果能夠?qū)?shù)據(jù)局部關(guān)系、依賴性和熱點分布情況提供較為詳細(xì)的信息。比較著名的像素安排方式有遞歸模式技術(shù)和圓周分段技術(shù)。

3）基于圖標(biāo)的技術(shù)。其原理是通過一個圖標(biāo)的各個部分來表示n維的空間數(shù)據(jù)。圖標(biāo)可以是“枝形圖”、“針圖標(biāo)”、“星圖標(biāo)”和“棍圖標(biāo)”等。該技術(shù)適用于那些在二維平面上具有較好展開屬性的n維的空間數(shù)據(jù)集。以星圖標(biāo)技術(shù)為例（如圖7），一條射線表示一個維的數(shù)據(jù)，射線的長短表示數(shù)據(jù)的大小，射線的條數(shù)即數(shù)據(jù)維數(shù)，射線起點相同，夾角想通，端點由折線段相連。

圖7星圖標(biāo)表示數(shù)據(jù)

4）基于層次的可視化技術(shù)。其原理將n維的數(shù)據(jù)空間劃分成若干子空間，同樣以層次結(jié)構(gòu)的方式組織這些子空間，并用平面圖形將其表示出來。該技術(shù)主要用于那些具有層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，如文件目錄、單位編制結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等。樹圖是其代表技術(shù)（如圖8）。1.3信息可視化

信息可視化（Information Visualization）主要是指利用計算機(jī)支撐的、交互的對非空間的、非數(shù)值型的和高維信息的可視化表示，以增強(qiáng)使用者對其背后抽象信息的認(rèn)知[2]。信息可視化技術(shù)已經(jīng)在信息管理的大部分環(huán)節(jié)中得以應(yīng)用，如信息提供的可視化技術(shù)、信息組織與描述以及結(jié)構(gòu)描述的可視化方法、信息檢索和利用的可視化等。

信息可視化的框架技術(shù)還可以分為三種：映射技術(shù)、顯示技術(shù)和交互控制技術(shù)[3]。映射技術(shù)主要是降維技術(shù)，如因素分析、自組織特征圖、尋徑網(wǎng)（Pathfinder）網(wǎng)、潛在語義分析和多維測量等。顯示技術(shù)把經(jīng)過映射的數(shù)據(jù)信息以圖形的形式顯示出來，主要技術(shù)有：Focus+Context、Tree-map、Cone Tree和Hyperbolic Tree等。交互控制技術(shù)通過改變視圖的各種參數(shù)，以適當(dāng)?shù)目臻g排列方式和圖形界面展示合理的需求數(shù)據(jù)，從而達(dá)到將盡可能多的信息以可理解的方式傳遞給使用者，主要技術(shù)有：變形、變焦距、擴(kuò)展輪廓、三維設(shè)計和Brushing。

信息可視化的典型工具有：Prefuse、CiteSpace、VitaPad和IVT。

下面三幅圖是信息可視化技術(shù)的應(yīng)用示例，圖8是樹圖的一種表達(dá)方式；圖9是魚眼技術(shù)的應(yīng)用，凸顯選中的節(jié)點，縮小其他節(jié)點；圖10是一種樹結(jié)構(gòu)瀏覽方式，選中一個節(jié)點后，就只向節(jié)點后展開兩層，使用者可以很容易的知道自己所處瀏覽的位置。

1.4知識可視化

知識可視化（Knowledge Visualization）主要是指通過可視化技術(shù)來構(gòu)建和傳遞各種復(fù)雜知識的一種圖解手段，以提高知識在目標(biāo)人群中的傳播效率。

知識域可視化（Knowledge Domain Visualization）是指對基于領(lǐng)域內(nèi)容的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化，通過使用多種可視化的思維、發(fā)現(xiàn)、探索和分析技術(shù)從知識單元中抽取結(jié)構(gòu)模式并將其在二維或三維知識空間中表示出來，即對某一知識領(lǐng)域的智力結(jié)構(gòu)的可視化[4]。

圖10 Tree View知識域可視化技術(shù)可以幫助使用者快速進(jìn)入新的知識領(lǐng)域并對其有一個總體上的直接理解，能使使用者更加高效的認(rèn)識到感興趣的領(lǐng)域概念及概念間的關(guān)系。

目前知識域可視化的研究對象具體表現(xiàn)為對某知識領(lǐng)域的科技文獻(xiàn)，一個知識域可以用一組詞來限定。研究方法主要有共引法、共詞法、空間向量矩陣、自組織特征圖和尋徑網(wǎng)等。1.5幾種可視化方法比較

科學(xué)計算可視化技術(shù)開創(chuàng)以來，現(xiàn)代可視化技術(shù)得到了長足的發(fā)展，逐漸形成數(shù)據(jù)可視化、信息可視化和知識可視化，四種可視化技術(shù)相互聯(lián)系又互有區(qū)別。其處理對象從數(shù)據(jù)到知識是一個越發(fā)抽象的過程，數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，而知識又是信息的“結(jié)晶”[5]。數(shù)據(jù)、信息、知識以及智慧（Data、Information、Knowledge、Wisdom，DIKW）至今沒有一個明確的普遍認(rèn)可的定義，它們是相對的且依賴于所處環(huán)境的[6]，Zeleny[7]認(rèn)為DIKW金字塔最能準(zhǔn)確表達(dá)四者之間的相互關(guān)系，數(shù)據(jù)是塔基而智慧是塔尖，Ackoff[8]認(rèn)為貫穿于DIKW金字塔之間的核心因素是“理解”（understanding），只有通過“理解”，才能從塔基升華到塔尖。

實際上，四種可視化技術(shù)之間的關(guān)系正如圖11所示[9]，它們之間沒有明顯的界限，從廣義上看科學(xué)計算可視化則從屬于數(shù)據(jù)可視化，數(shù)據(jù)、信息和知識在一定程度也是相通的，因此它們彼此都有交叉。

圖11常見可視化類型之間關(guān)系

2基于數(shù)據(jù)類型的分類

由本?施奈德曼（Ben Shneiderman）[10]概述的按照數(shù)據(jù)類型進(jìn)行歸類，可以將數(shù)據(jù)分成以下七類：一維數(shù)據(jù)、二維數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、多維數(shù)據(jù)、時序數(shù)據(jù)、層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等。從而將可視化分為如下七類：2.1一維數(shù)據(jù)可視化

一維數(shù)據(jù)即線性數(shù)據(jù)，如一列數(shù)字、文本或者計算機(jī)程序的源代碼等。文本文獻(xiàn)是最常見的一維數(shù)據(jù)，通常情況下文本文獻(xiàn)不需要進(jìn)行可視化。

計算機(jī)軟件是一種特殊形式的一維數(shù)據(jù)，軟件維護(hù)過程中需要分析大量的程序源代碼，并從中找出特定的部分，因此有必要對其進(jìn)行可視化。美國貝爾實驗室的Eick等人利用可視化系統(tǒng)SeeSoft實現(xiàn)了對百萬行以上的程序源代碼進(jìn)行可視化。SeeSoft系統(tǒng)可以用于知識發(fā)現(xiàn)、項目管理、代碼管理和開發(fā)方法分析等領(lǐng)域，曾被成功用于檢測大型軟件源代碼中與“千年蟲”有關(guān)的問題代碼。

2.2二維數(shù)據(jù)可視化

二維數(shù)據(jù)指包括研究對象兩個屬性的數(shù)據(jù)。用長度和寬度來描述平面物體尺寸，用X軸和Y軸來表示物置坐標(biāo)，以及各種平面圖都是二維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式。最常見的二維數(shù)據(jù)可視化示例當(dāng)屬地理信息系統(tǒng)（GIS），地理信息的數(shù)據(jù)可視化極大的滿足了人們對地理信息的需求，各種基于位置的社交類軟件在電腦和智能手機(jī)領(lǐng)域如雨后春筍般繁榮起來，也從一個側(cè)面反映出二維數(shù)據(jù)可視化的重要性。

2.3三維數(shù)據(jù)可視化

三維數(shù)據(jù)指包括研究對象三個屬性的數(shù)據(jù)。相對于一維的“線”和二維的“面”，三維引入了“體”的概念。三維數(shù)據(jù)可視化在建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，很多科學(xué)計算機(jī)可視化也屬于三維數(shù)據(jù)可視化，通過計算機(jī)用三維可視化方法模擬現(xiàn)實物體，幫助研究人員進(jìn)行模擬實驗，能有效的降低成本、提高效益。

2.4多維數(shù)據(jù)可視化

多維數(shù)據(jù)指研究對象具有三個以上屬性的數(shù)據(jù)。多維信息已經(jīng)難以在平面或空間中構(gòu)建出形象的模型，因此人們對多維數(shù)據(jù)的認(rèn)知也相對困難。現(xiàn)實生活中有著大量的多維數(shù)據(jù)，例如學(xué)校里的學(xué)生信息，其中包含姓名、性別、民族、年齡、專業(yè)、班級、地址等。美國馬里蘭大學(xué)人機(jī)交互實驗室開發(fā)了一個動態(tài)查詢的框架結(jié)構(gòu)軟件HomeFinder，該軟件可以連接華盛頓特區(qū)的售房數(shù)據(jù)庫，使用者可以選擇按照價格、面積、地址和房間數(shù)量等進(jìn)行可視化的動態(tài)排序。

2.5時間序列數(shù)據(jù)可視化

時間序列數(shù)據(jù)指那些具有時間屬性的數(shù)據(jù)，也稱時序數(shù)據(jù)。時序數(shù)據(jù)容易反映出事件前后發(fā)生的持續(xù)情況。學(xué)者Liddy建立了一個從文本信息中抽取時間信息的系統(tǒng)SHESS，該系統(tǒng)可以自動生成一個知識庫，該知識庫能夠聚集關(guān)于任何已命名的實體信息，并且按照時序組織這些知識，時序覆蓋知識庫的整個周期。

2.6層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可視化

層次結(jié)構(gòu)是抽象數(shù)據(jù)信息之間一種普遍的關(guān)系，常見的如單位編制、磁盤目錄結(jié)構(gòu)、圖書分類方法以及文檔管理等。描述層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法是利用目錄樹，這種表示方法簡單直觀，然而對于大型的層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)而言，由于層次結(jié)構(gòu)在橫向和縱向的擴(kuò)展不成比例，樹結(jié)構(gòu)的分支很快就會交織在一起，顯得混亂不堪。在對層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可視化研究的過程中出現(xiàn)了一些新的方法，如1.3小節(jié)中提到的Tree-map等。

Xerox PARC的科研人員開發(fā)了Cone and Cam Trees。該方法用三維空間來描述層次信息，根節(jié)點放置在空間的頂端或者最左端，子節(jié)點均勻的分布在根節(jié)點的下面或者右面的錐形延展部分。Cone and Cam Trees可以動態(tài)的顯示，當(dāng)使用者點擊了某個節(jié)點時，該節(jié)點就會高亮顯示，同時樹結(jié)構(gòu)將該節(jié)點旋轉(zhuǎn)到圖形的前方。一個完整的Cone and Cam Trees圖形能夠持續(xù)旋轉(zhuǎn)，便于使用者觀察大型層次等級結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而理解其中的關(guān)系。研究人員在單獨的一個屏幕范圍內(nèi)創(chuàng)造的Cone and Cam Trees圖形能夠描述80頁書本的有組織內(nèi)容。2.7網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可視化

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)沒有固定的層次結(jié)構(gòu)，兩個節(jié)點之間可能會有多種聯(lián)系，節(jié)點與節(jié)點之間的關(guān)系也可能有多個屬性。網(wǎng)絡(luò)信息不計其數(shù)，分布在全球各地的網(wǎng)站上，彼此之間通過超鏈接交織在一起，其規(guī)模還在繼續(xù)膨脹。如何方便有效的利用網(wǎng)絡(luò)信息，成為一個迫切需要解決的問題。

數(shù)據(jù)可視化的概念范圍較大，也有認(rèn)為這七類可視化更是信息可視化的細(xì)分[11]。信息可視化是近年來提出的一項新課題，其研究對象以多維標(biāo)量數(shù)據(jù)為主，研究重點在于設(shè)計合理的顯示界面，便于用戶更好的從海量多維數(shù)據(jù)中獲取有效的信息。

3基于可視數(shù)據(jù)分析技術(shù)的分類

由Daniel Keim[12]提出的基于可視數(shù)據(jù)分析技術(shù)的分類方法，從數(shù)據(jù)類型、可視化技術(shù)和交互技術(shù)的角度來分析研究可視化的分類方法。事實上，這三個要素即是數(shù)據(jù)可視化的主要組成部分。圖12描述了這三要素的具體內(nèi)容[13]。

數(shù)據(jù)類型和可視化技術(shù)在上文中分別都有介紹。交互和變形技術(shù)越來越是可視化技術(shù)中必不可少的一項技術(shù)，它使用戶能夠直接生動的與可視化視圖進(jìn)行交互，并根據(jù)用戶研究重點的變化動態(tài)的跟進(jìn)改變視圖呈現(xiàn)方式。用戶根據(jù)研究對象的相關(guān)知識和具體需求可以通過交互變形技術(shù)使可視化視圖以多種不同的效果來進(jìn)行展示，方便從多角度對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析觀察，從而達(dá)到更好的使用效果。

4結(jié)束語

以上列舉三種可視化分類方法，這三種分類方法比較典型，具有很強(qiáng)的代表性，事實上還有Ed H Chi[14]提出的基于數(shù)據(jù)狀態(tài)模

型的分類方法等。可視化理論歷經(jīng)了20多年的發(fā)展形成了多種方法和技術(shù)，已經(jīng)難以用某一種分類方法去包羅所有，它們的共同

特點都是利用相關(guān)的計算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行分析并合理顯示數(shù)據(jù)，然而其概念眾多，研究重點也不盡相同，實現(xiàn)方法則更是多種多樣。可視化分類方法可以用來實現(xiàn)需求與可視化技術(shù)的匹配[15]。它可以指導(dǎo)使用者選擇合適的可視化方法并利用合理的技術(shù)來實

現(xiàn)不同的目的。本文首先從基于處理對象及目的對可視化方法進(jìn)行分類，這是最常見的分類方法，并介紹了一些常見的可視化技

術(shù)；然后介紹了基于數(shù)據(jù)類型的分類方法，這種分類方法同樣較為常見，而實現(xiàn)技術(shù)則跟分類方法沒有太大關(guān)系；最后介紹了基于

可視數(shù)據(jù)分析技術(shù)的分類方法，這種方法將之前介紹的可視化技術(shù)以及數(shù)據(jù)類型跟交互和變形技術(shù)結(jié)合在一起，這種分類方法能

夠讓使用者從宏觀上把握可視化分類，并系統(tǒng)的認(rèn)識可視化技術(shù)，加強(qiáng)了可視化類型和可視化技術(shù)之間的聯(lián)系。

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篇（8）

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling）。它是利用三維數(shù)字技術(shù)創(chuàng)建的工程數(shù)據(jù)模型，并利用該模型集成建筑工程項目各種相關(guān)信息，來提高工程項目設(shè)計、建造、運營的效率。

BIM的技術(shù)核心是在計算機(jī)中建立虛擬的建筑工程三維模型，同時利用數(shù)字化技術(shù)，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)信息及狀態(tài)信息，而且還包含了非構(gòu)件對象（例如空間、運動行為）的狀態(tài)信息。借助這個富含建筑工程信息的三維模型，可以大大提高建筑工程信息的集成化程度，這就為建筑工程項目的相關(guān)利益方都提供了一個工程信息交互和共享的平臺。這些信息能夠幫助建筑工程項目的相關(guān)利益方增加效率、降低成本、提高質(zhì)量。結(jié)合更多的相關(guān)數(shù)字化技術(shù)，BIM模型中包含的工程信息還可以被用于模擬建筑物在真實世界中的狀態(tài)和變化，使得在建筑物建成之前，項目的相關(guān)利益方就能對整個工程項目的成敗做出最完整的分析和評估。

BIM的特征三維可視化

可視化即“所見所得”的形式，對于建筑行業(yè)來說，可視化三維平面的作用是非常大的，例如經(jīng)常拿到的施工圖紙，各個構(gòu)件的信息在圖紙上是采用線條繪制表達(dá)的，其真正的構(gòu)造形式就需要建筑業(yè)參與人員去自行想象。而當(dāng)前建筑形式各異，造型復(fù)雜，這種平面的圖紙呈現(xiàn)出諸多的局限性。所以BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們面前。

當(dāng)然，目前也有許多設(shè)計單位會做各種效果圖，這種效果圖是分包給專業(yè)的效果圖制作團(tuán)隊通過識讀設(shè)計制作出的線條式信息制作出來的，并不是通過構(gòu)件的信息自動生成的，缺少了同構(gòu)件之間的互動性和反饋性。而BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動性和反饋性的可視，這種可視化的結(jié)果不僅可以用于效果圖的展示及報表的生成，更重要的是項目的設(shè)計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。

*模擬性

在設(shè)計階段，BIM可以對設(shè)計上需要進(jìn)行模擬的一些東西進(jìn)行模擬實驗，例如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等；在醫(yī)院建筑策劃和設(shè)計中可以利用BIM對醫(yī)院的物流系統(tǒng)、二級醫(yī)療系統(tǒng)流程進(jìn)行模擬，以求最優(yōu)化的功能布局。

在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬（三維模型加項目的發(fā)展時間），也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計模擬實際施工，從而確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。同時還可以進(jìn)行5D模擬（基于3D模型的造價控制），從而實現(xiàn)成本控制；后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。

*信息集中與優(yōu)化

事實上，整個設(shè)計、施工、運營的過程就是一個海量信息集中并不斷優(yōu)化的過程，在BIM的基礎(chǔ)上可以做更好的集中、更好的優(yōu)化。沒有準(zhǔn)確的信息做不出合理的優(yōu)化結(jié)果，BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息，還提供了建筑物變化以后的實際存在。現(xiàn)代建筑物的復(fù)雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對復(fù)雜項目進(jìn)行優(yōu)化的可能。

建筑全生命周期中BIM的應(yīng)用

從建筑的全生命周期來看，BIM的應(yīng)用對于提高建筑行業(yè)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)建筑業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化，具有巨大的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。隨著BIM在中國被逐漸認(rèn)識與應(yīng)用，特別在國內(nèi)工程建造行業(yè)高速發(fā)展的背景下，BIM已在國內(nèi)一些大型工程項目中得到積極應(yīng)用，涌現(xiàn)出很多成功案例，充分展現(xiàn)了BIM在建筑工程行業(yè)的應(yīng)用價值。在國內(nèi)的部分醫(yī)院工程已經(jīng)開始采納BIM，將其運用于工程建設(shè)和日常運營管理。

BIM的信息具有可追溯性、共享性、透明性的特點，貫穿于工程整個生命周期，使之成為智能化（制造）建設(shè)和數(shù)字化醫(yī)院管理的平臺。

根據(jù)項目建設(shè)進(jìn)度建立和維護(hù)BIM模型，實質(zhì)是使用BIM平臺匯總項目團(tuán)隊所有的項目信息，消除項目中的信息孤島，并且將得到的信息結(jié)合三維模型進(jìn)行整理和儲存，以備項目全過程中各相關(guān)利益方隨時共享。

由于BIM的用途決定了BIM模型細(xì)節(jié)的精度，同時目前僅靠一個BIM工具并不能完成所有的工作，所以目前業(yè)內(nèi)主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程項目現(xiàn)有條件和使用用途的BIM模型。根據(jù)需要，這些模型可能包括：設(shè)計模型、施工模型、進(jìn)度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。

這種“分布式”模型往往由相關(guān)的設(shè)計單位、施工單位或者運營單位根據(jù)各自工作范圍單獨建立，最后通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)合成。這將增加對BIM建模標(biāo)準(zhǔn)、版本管理、數(shù)據(jù)安全的管理難度，所以有時候業(yè)主也會委托獨立的BIM服務(wù)商，統(tǒng)一規(guī)劃、維護(hù)和管理整個工程項目的BIM應(yīng)用，以確保BIM模型信息的準(zhǔn)確性、時效性和安全性。

BIM在醫(yī)療建設(shè)項目策劃與設(shè)計中的運用

*場地與交通組織分析――得出最佳方案

在醫(yī)院建筑工程中，場地的選擇和布置對醫(yī)院的后期運行起到至關(guān)重要的作用。

場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素、確定建筑物的空間方位、確定建筑物的外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系過程。在規(guī)劃階段，場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設(shè)計決策的重要因素，因此需要通過場地分析來對景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進(jìn)行評價及分析。例如：利用BIM模擬醫(yī)院交通流線和出入口布置分析以求最佳方案。

傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端，尤其是一些山坡地、河道低洼地，通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱 GIS），對場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，通過BIM及GIS軟件的強(qiáng)大功能，迅速得出令人信服的分析結(jié)果（如土方平衡量、排水泄洪方案等），幫助項目在規(guī)劃階段評估指定場地的使用條件和特點，從而做出新建項目最理想的場地位置、交通流線組織關(guān)系、建筑主體布局等關(guān)鍵決策。

*模擬空間發(fā)展――做關(guān)鍵性規(guī)劃

在醫(yī)院建筑策劃時，我們總希望在用地與建筑空間留有發(fā)展余地，用于滿足日后發(fā)展或功能轉(zhuǎn)變之需。

策劃是在總體規(guī)劃目標(biāo)確定后，根據(jù)定量得出設(shè)計依據(jù)的過程。相對于根據(jù)經(jīng)驗確定設(shè)計內(nèi)容及依據(jù)（設(shè)計任務(wù)書）的傳統(tǒng)方法，醫(yī)療建筑策劃利用對建設(shè)目標(biāo)所處社會環(huán)境及相關(guān)因素，包括對城市化進(jìn)程、人口圖譜、疾病譜和當(dāng)?shù)蒯t(yī)療資源及分布等進(jìn)行邏輯數(shù)理分析，研究項目任務(wù)書對設(shè)計的合理導(dǎo)向，制定和論證建筑設(shè)計依據(jù)，科學(xué)地確定設(shè)計的內(nèi)容，并尋找達(dá)到這一目標(biāo)的科學(xué)方法。在這一過程中，主要是以實態(tài)調(diào)查為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)分析為手段對目標(biāo)進(jìn)行研究。

BIM能夠幫助項目團(tuán)隊在建筑規(guī)劃階段，通過對空間進(jìn)行分析來理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，從而節(jié)省時間，為團(tuán)隊提供更多增值活動的可能。特別在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時，借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù)，可以做出關(guān)鍵性的決定。

在建筑策劃階段，BIM還會幫助建筑師隨時查看初步設(shè)計是否符合業(yè)主的要求，是否滿足建筑策劃階段得到的設(shè)計依據(jù)，通過BIM連貫的信息傳遞或追溯，大大減少設(shè)計階段因不合理設(shè)計造成修改的巨大浪費。

*評估設(shè)計方案――獲得較高的互動效應(yīng)

在方案論證階段，項目投資方可以使用BIM來評估設(shè)計方案的布局、照明、安全、聲學(xué)、色彩及是否符合相關(guān)規(guī)范。BIM甚至可以做到利用建筑外觀部分的細(xì)節(jié)來迅速分析設(shè)計和施工中可能需要應(yīng)對的問題。

以某醫(yī)院某科室門診區(qū)域的設(shè)計為例，我們可以利用BIM去模擬測算，以判別門診設(shè)計的合理性。該科室日常常規(guī)參數(shù)如下：

常規(guī)門診量：150人（最高峰250人）；

峰值門診時段：9：00―11：00 （平均1人/5分鐘）；

平均就診時間：20分鐘；

患者可容忍等候時間：老人45分鐘，中青年30分鐘。

通過對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬動態(tài)測試，可以對設(shè)計方案進(jìn)行論證，具體內(nèi)容包括：

人群是否始終或長時間處于聚集狀態(tài)，從而判斷整個科室診室區(qū)域面積是否足夠；

什么時間就診人群開始聚集，聚集在何處，以此判斷整個診室區(qū)域面積、診室數(shù)量和候診空間的比例是否合理；

根據(jù)診量高峰與低谷的比例，調(diào)整部分專科門診的開放時間，如某些慢性專科門診，高峰時段不開門，而在低谷時段開放；

根據(jù)對患者就診路徑、就診時間、等候時間規(guī)律的判別，考慮在診室區(qū)域植入相關(guān)醫(yī)技、治療功能。

在這個案例中，通過BIM平臺的運用，可以優(yōu)化診室設(shè)計方案，使之更高效、舒適、方便，達(dá)到診室設(shè)計效果最佳狀態(tài)。

方案論證階段還可以借助BIM方便地、低成本地提供不同的解決方案以供項目投資方進(jìn)行選擇，通過數(shù)據(jù)對比和模擬分析，找出不同解決方案的優(yōu)缺點，幫助項目投資方迅速評估建筑投資方案的成本和時間。

對設(shè)計師來說，通過BIM來評估所設(shè)計的空間，可以獲得較高的互動效應(yīng)，以便從使用者和業(yè)主那里獲得積極的反饋。設(shè)計的實時修改往往基于最終用戶的反饋，在BIM平臺下，項目各方關(guān)注的焦點問題比較容易直觀地展現(xiàn)并迅速達(dá)成共識，相應(yīng)地，決策所需的時間會比以往減少。

*可視化設(shè)計――真正的三維方式來完成建筑設(shè)計

建筑師在與醫(yī)生溝通的過程中，往往會出現(xiàn)醫(yī)生無法判別使用面積是否足夠的問題，3Dmax、Sketchup這些三維可視化設(shè)計手段的出現(xiàn)，有力地彌補(bǔ)了業(yè)主對傳統(tǒng)建筑圖紙識別能力缺乏造成的和設(shè)計師之間的交流鴻溝，但由于這些軟件設(shè)計理念和功能上的局限，使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲，還是用于階段性的效果圖展現(xiàn)，與真正的設(shè)計方案之間均存在相當(dāng)大的差距。

對于設(shè)計師而言，除了用于前期推敲和階段展現(xiàn)，大量的設(shè)計工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺來完成。但由于CAD平臺的功能局限，使得設(shè)計師不得不放棄三維空間的思考方式，退而求其次地使用平、立、剖三視圖的方式表達(dá)和展現(xiàn)自己的設(shè)計成果。這種由于工具原因造成的信息割裂，在遇到項目復(fù)雜、工期緊的情況下，非常容易出錯。

BIM的出現(xiàn)，使設(shè)計師真正回歸到了三維的世界，使用三維的思考方式來完成建筑設(shè)計，同時也使業(yè)主真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制，隨時了解自己的投資與回報。

*多專業(yè)協(xié)同設(shè)計――從單純的設(shè)計階段擴(kuò)展到建筑全生命周期

協(xié)同設(shè)計是一種新興的建筑設(shè)計方式，它可以使分布在不同地理位置的不同專業(yè)的設(shè)計人員通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同展開設(shè)計工作。協(xié)同設(shè)計是在建筑業(yè)環(huán)境發(fā)生深刻變化、建筑的傳統(tǒng)設(shè)計方式必須得到改變的背景下出現(xiàn)的，也是數(shù)字化建筑設(shè)計技術(shù)與快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

現(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計主要是基于CAD平臺。這種基于二維的協(xié)同設(shè)計并不能充分實現(xiàn)專業(yè)間的設(shè)計信息交流，這是因為CAD的通用文件格式僅僅是對圖形的描述，無法加載附加信息，并且由于平臺局限，專業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致計算機(jī)圖形技術(shù)和專業(yè)設(shè)計內(nèi)容未能很好融合。

BIM的出現(xiàn)，使協(xié)同已經(jīng)不再是簡單的文件參照。BIM技術(shù)為協(xié)同設(shè)計提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設(shè)計的技術(shù)含量。協(xié)同設(shè)計不再是單純意義上的設(shè)計交流、組織及管理手段，它與BIM融合，成為設(shè)計手段本身的一部分。借助于BIM的技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)同的范疇也從單純的設(shè)計階段擴(kuò)展到建筑全生命周期，需要規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，從而帶來綜合效益的大幅提升。

*建筑性能化分析――可自動完成

利用計算機(jī)進(jìn)行建筑物理性能化分析，國外的研究開始于20世紀(jì)60年代，甚至更早，早已形成較為成熟的理論，并已開發(fā)出豐富的工具軟件。但是在CAD時代，無論什么樣的分析軟件，都必須通過手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開展分析計算。而操作和使用這些軟件不僅需要由專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過培訓(xùn)才能完成，同時由于設(shè)計方案的調(diào)整，造成原本就耗時耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復(fù)錄入或者校核，導(dǎo)致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設(shè)計的最終階段，使得建筑性能化分析趨于象征性。最終導(dǎo)致了建筑師在進(jìn)行方案設(shè)計時，無法非常方便地對設(shè)計方案進(jìn)行定性與定量的性能化計算分析，或者建筑設(shè)計與性能化分析計算之間發(fā)生嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。

利用BIM技術(shù)，建筑師在設(shè)計過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計信息（包括幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等），只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件，就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果，原本需要專業(yè)人士花費大量時間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程，如今可以自動完成，這大大降低了性能化分析的周期，提高了設(shè)計質(zhì)量，同時也使設(shè)計公司能夠向業(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務(wù)。

BIM在醫(yī)院工程建設(shè)中的運用

*工程量快速統(tǒng)計――可用于成本估算

BIM是一個富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實地提供造價管理需要的工程量信息，借助這些信息，計算機(jī)可以快速對各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計分析，從而大大減少根據(jù)圖紙或者CAD文件統(tǒng)計工程量帶來的繁瑣人工操作和潛在錯誤，同時能夠非常容易地實現(xiàn)工程量信息與設(shè)計方案保持完全一致。

BIM在這一領(lǐng)域的成功應(yīng)用，給工程項目的造價管理帶來質(zhì)的飛躍。通過BIM獲得的準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計，可以用于前期設(shè)計過程中的成本估算；在業(yè)主預(yù)算范圍內(nèi)，探索不同的設(shè)計方案，或者對不同設(shè)計方案的建造成本進(jìn)行比較；進(jìn)行施工開始前的工程量預(yù)算以及施工完成后的工程量決算。

*3D管線綜合――及時排除施工中的碰撞沖突

在CAD時代，設(shè)計院主要由建筑或者機(jī)電專業(yè)牽頭，將所有圖紙打印成硫酸圖，然后各專業(yè)將圖紙疊在一起進(jìn)行管線綜合，由于二維圖紙的信息缺失以及缺失直觀的交流平臺，導(dǎo)致管線綜合成為建筑施工前最讓業(yè)主不放心的“最后一公里”。

利用BIM技術(shù)，通過搭建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)的BIM模型，設(shè)計師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設(shè)計能力和工作效率。這不僅能夠及時排除項目施工環(huán)節(jié)中可能遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請單，而且大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，降低由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。

*4D施工模擬――直觀、精確地反映整個施工過程

通過BIM與施工進(jìn)度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D（3D+Time）模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。4D施工模擬技術(shù)可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、精確掌握施工進(jìn)度，優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場地布置，對整個工程的施工進(jìn)度、資源和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。

此外，BIM可以協(xié)助評標(biāo)專家從4D模型中很快地了解投標(biāo)單位對投標(biāo)項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計劃是否基本合理等，從而對投標(biāo)單位的施工經(jīng)驗和實力做出有效評估。

*施工組織模擬――按月、日、時進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化

通過BIM可以對項目的重點或難點部分進(jìn)行可建性模擬，按月、日、時進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導(dǎo)措施進(jìn)行模擬和分析，以提高計劃可行性；也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計劃進(jìn)行預(yù)演以提高復(fù)雜建筑體系的可造性（例如：施工模板、玻璃裝配、錨固等）。

借助BIM對施工組織的模擬，項目管理方能夠非常直觀地了解整個施工安裝環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和安裝工序，并清晰把握在安裝過程中的難點和要點，施工方也可以進(jìn)一步對原有安裝方案進(jìn)行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。

*數(shù)字化構(gòu)件加工――自動完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制

將BIM模型與數(shù)字化建造系結(jié)合，可實現(xiàn)建筑施工流程的自動化。盡管建筑不能像汽車一樣在“加工”好整體后發(fā)送給業(yè)主，但建筑中的許多構(gòu)件的確可以異地加工，然后運到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中（例如：門窗、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件）。通過數(shù)字化建造，可以自動完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制，這些通過工廠精密機(jī)械技術(shù)制造出來的構(gòu)件，不僅降低了建造誤差，并且大幅度提高構(gòu)件制造的生產(chǎn)率，使得整個建筑建造的工期得以縮短并且容易掌控。

BIM模型直接用于制造環(huán)節(jié)還可以在制造商與設(shè)計人員之間形成一種自然的反饋循環(huán)，即在建筑設(shè)計流程中提前考慮盡可能多地實現(xiàn)數(shù)字化建造。同樣與參與競標(biāo)的制造商共享構(gòu)件模型也有助于縮短招標(biāo)周期，便于制造商根據(jù)設(shè)計要求的構(gòu)件用量編制更為統(tǒng)一的投標(biāo)書。同時標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本。

*材料跟蹤――與RFID互補(bǔ)

在BIM出現(xiàn)以前，建筑行業(yè)往往借助較為成熟的物流行業(yè)的管理經(jīng)驗及技術(shù)方案（如：RFID無線射頻識別電子標(biāo)簽）。通過RFID可以把建筑物內(nèi)各個設(shè)備構(gòu)件貼上標(biāo)簽，以實現(xiàn)對這些物體的跟蹤管理，但RFID本身無法進(jìn)一步獲取物體更詳細(xì)的信息（如：生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸等）。而BIM模型恰好詳細(xì)記錄了建筑物及構(gòu)件和設(shè)備的所有信息。此外BIM模型作為一個建筑物的多維度數(shù)據(jù)庫，并不擅長記錄各種構(gòu)件的狀態(tài)信息，而基于RFID技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)對物體的過程信息都有非常好的數(shù)據(jù)庫記錄和管理功能。這樣BIM與RFID正好具有了互補(bǔ)性，來解決建筑行業(yè)由日益增長的物流跟蹤帶來的管理壓力。

*施工現(xiàn)場3D配合――為各方提供交流的溝通平臺

BIM可成為施工現(xiàn)場各方交流的溝通平臺，這一平臺不僅史無前例地集成了建筑物的完整信息，同時還提供了一個三維的交流環(huán)境。這大大提高了傳統(tǒng)模式下項目各方人員在現(xiàn)場從圖紙堆中找到有效信息進(jìn)行交流的溝通效率。

通過在施工現(xiàn)場搭建基于BIM模型的交流平臺，可以讓項目各方人員方便地通過BIM模型協(xié)調(diào)項目方案，增加項目的可造性，及時排除矛盾，顯著地減少由此產(chǎn)生的變更。由于BIM模型直觀的表現(xiàn)力，也為機(jī)構(gòu)和專業(yè)人員之間的交流減少了語言交流障礙。這些都有助于縮短施工時間，降低由于設(shè)計協(xié)調(diào)造成的成本增長（譬如業(yè)主需求變化），提高施工現(xiàn)場生產(chǎn)效率。

*竣工模型交付――為業(yè)主提供完整的建筑物全局信息

建筑作為一個系統(tǒng)，當(dāng)完成建造過程準(zhǔn)備投入使用時，首先需要對建筑進(jìn)行必要的測試和調(diào)整，以確保它可以按照當(dāng)初的設(shè)計來運營。在項目完成后的移交環(huán)節(jié)，物業(yè)管理部門需要得到的不只是常規(guī)的設(shè)計圖紙、竣工圖紙，還需要正確反映真實的設(shè)備、材料安裝使用情況，常用件、易損件等與運營維護(hù)相關(guān)的文檔和資料。可實際上這些有用的信息都被淹沒在不同種類的紙質(zhì)文檔中了，而紙質(zhì)的圖紙是具有不可延續(xù)性和不可追溯性的，這不僅造成項目移交過程中可能出現(xiàn)的問題隱患，更重要的是需要物業(yè)管理部門在日后的運營過程中從頭開始摸索建筑設(shè)備和設(shè)施的特性和工況。

BIM模型能將建筑物空間信息和設(shè)備參數(shù)信息有機(jī)地整合起來，從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供平臺。通過BIM模型與施工過程的記錄信息相關(guān)聯(lián)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程圖像資料在內(nèi)的全生命周期建筑信息集成，不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利，并且可以在未來進(jìn)行翻新、改造、擴(kuò)建過程中為業(yè)主及項目團(tuán)隊提供有效的歷史信息，減少交付時間，降低風(fēng)險。

BIM在醫(yī)院運行管理中的應(yīng)用

BIM不是一個簡單的醫(yī)院建筑數(shù)字模式，它更是一個數(shù)字化的信息平臺。

例如，在醫(yī)院日常運營中，監(jiān)控系統(tǒng)可以自動發(fā)現(xiàn)某個水泵控制閥門出現(xiàn)故障，查閱在庫存記錄中已無該閥門配件，于是提出采購申請――財務(wù)審核――主管領(lǐng)導(dǎo)審批――采購――安裝（維修清單）――設(shè)備信息重新錄入――最后重新進(jìn)入設(shè)備運營監(jiān)測。

整個過程涵蓋了樓宇自動化系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等等，而這一切都是建立在BIM的基礎(chǔ)上的。將原有離散的控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和決策系統(tǒng)整合在BIM的平臺上。

*運營信息集成

在建筑物使用壽命期間，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施（如墻、樓板、屋頂?shù)龋┖驮O(shè)備設(shè)施（如機(jī)械、電氣、管道等）都需要不斷得到維護(hù)。一個成功的維護(hù)方案將提高建筑物性能，降低能耗和修理費用，進(jìn)而降低總體維護(hù)成本。

BIM模型結(jié)合運維管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定維護(hù)計劃，分配專人專項維護(hù)工作，以降低建筑物使用過程中突發(fā)狀況的維修風(fēng)險的次數(shù)。對一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護(hù)工作的歷史記錄，以便對設(shè)備的適用狀態(tài)提前做出判斷。此外在三維的環(huán)境下，維護(hù)人員對于設(shè)備的位置十分清楚，大大提高了維護(hù)效率。

*設(shè)施及資產(chǎn)管理

當(dāng)前企業(yè)對資產(chǎn)的管理已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式中脫離，一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效地提升建筑資產(chǎn)或設(shè)施的管理水平。但是由于建筑行業(yè)和設(shè)施管理行業(yè)的割裂，使得這些資產(chǎn)信息需要在運營階段依賴大量的人工操作來錄入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，這不僅需要更多的系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間，而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯誤。

BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導(dǎo)入現(xiàn)有的資產(chǎn)管理系統(tǒng)，這對于資產(chǎn)管理而言，大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時間及人力投入。此外由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準(zhǔn)確定位資產(chǎn)位置，通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標(biāo)簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然，實現(xiàn)精確定位，快速查詢。

*輔助能源管理

建筑系統(tǒng)分析是對照著設(shè)計規(guī)定來衡量建筑物性能的過程。其中包括機(jī)械系統(tǒng)如何操作，建筑物能耗分析、內(nèi)外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評估。BIM模型結(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件避免了重復(fù)建立分析模型，不僅可以驗證建筑物是否按照特定的設(shè)計規(guī)定和可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)建造，而且可以通過模擬更換整棟建筑所使用的材料設(shè)備，創(chuàng)建假設(shè)的解決方案，來顯示建筑物性能更好或更差的狀態(tài)。通過這些分析模擬，最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計劃，以提高整個建筑的性能。

*空間管理

空間管理是業(yè)主為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好工作、生活環(huán)境并促進(jìn)人員的溝通與協(xié)調(diào)而對建筑空間所作的管理。空間管理最重要的是進(jìn)行空間控制，做到經(jīng)濟(jì)而有效地利用空間。

BIM不僅可以用于有效管理建筑設(shè)施及資產(chǎn)等資源，也可以幫助資產(chǎn)管理團(tuán)隊記錄空間的使用情況，處理業(yè)主要求空間的變更請求，分析現(xiàn)有空間的使用情況，以及評估設(shè)備試用期間空間相關(guān)環(huán)境參數(shù)的變化情況。

通過BIM模型結(jié)合空間追蹤系統(tǒng)可以合理分配建筑物空間，追蹤當(dāng)前空間的使用情況，確保設(shè)施空間資源最大利用率，還能根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)協(xié)助日后空間改造時的空間使用需求。

*災(zāi)害應(yīng)急模擬分析

建筑作為人類棲息的場所和進(jìn)行各類活動的物質(zhì)條件，安全是第一位的。直接影響安全的因素，除房屋結(jié)構(gòu)外，還包括各類災(zāi)害對其造成的破壞以及由此引發(fā)的連鎖反應(yīng)。利用BIM模型及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件，可以在災(zāi)害發(fā)生前以模型和災(zāi)害預(yù)警信息為基礎(chǔ)，模擬災(zāi)害發(fā)生的過程，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，制定避免災(zāi)害發(fā)生的解決措施，以及發(fā)生災(zāi)害后人員疏散、救援支持的應(yīng)急預(yù)案。

此外，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應(yīng)對措施。此外樓宇自動化系統(tǒng)能及時獲取建筑物及設(shè)備的狀態(tài)信息，通過BIM和樓宇自動化系統(tǒng)的結(jié)合，使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置，甚至到緊急狀況點最合適的路線，救援人員可以由此做出正確的現(xiàn)場處置，提高應(yīng)急行動的成效。

BIM的實施

雖然BIM能為行業(yè)帶來巨大的價值，但我們也看到，實施BIM方面并不是一帆風(fēng)順，原因之一在于用戶對BIM的實施方式缺乏足夠的認(rèn)識。

對于運用BIM的設(shè)計方來說，在成功實施BIM之前，需要充分考慮BIM的實施策略。不僅要考慮購買軟件和安排培訓(xùn)，而且要考慮伴隨BIM而至的工作流程和組織變更問題。例如：

――希望BIM解決哪些問題？BIM能做很多事情，但在實施BIM的初期，最好先設(shè)定一些具體的目標(biāo)，然后根據(jù)目標(biāo)來選擇合適的軟件工具和人員配置。

――是讓現(xiàn)有設(shè)計團(tuán)隊學(xué)習(xí)BIM軟件并直接用于設(shè)計，還是成立平行于現(xiàn)有設(shè)計團(tuán)隊的全新BIM團(tuán)隊？相當(dāng)一部分企業(yè)現(xiàn)在傾向于成立新的小型BIM團(tuán)隊，從輔助設(shè)計開始做起，例如專門進(jìn)行碰撞檢查或綠色分析，以后再逐步擴(kuò)展到使用BIM軟件完成整個設(shè)計流程。

――是否具備合適的硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境？BIM軟件對硬件的要求可能略高于二維CAD軟件，但并不超出大部分設(shè)計企業(yè)能接受的范圍。

BIM代表一種新的建筑設(shè)計模式，而不僅僅是采用一種新的支撐技術(shù)，因而企業(yè)需要考慮這一變革性團(tuán)隊的組織結(jié)構(gòu)。參與試點項目的團(tuán)隊成員應(yīng)當(dāng)具備靈活的頭腦、進(jìn)取心和大局觀，并且熱衷于BIM的宣傳普及。

篇（9）

BIM技術(shù)是一種構(gòu)建在建筑三維模型化的技術(shù)，同時附帶有整個全專業(yè)建筑工程當(dāng)中的信息，能夠?qū)崟r做到數(shù)字化分析的技術(shù)。目前BIM自2005年引入我國后，在應(yīng)用層面上獲得了很大的進(jìn)步，對提升我國工程建設(shè)質(zhì)量，起到了巨大的推進(jìn)作用。在當(dāng)今建筑工程領(lǐng)域，除了土建部分，其房屋智能化、城市智慧化、人工智能的程度不斷提高，因此與之相關(guān)的機(jī)電工程項目的占比正在不斷提升，作為智能樓宇系統(tǒng)、智慧城市的關(guān)鍵神經(jīng)系統(tǒng)和傳輸中樞的機(jī)電系統(tǒng)、設(shè)備、管道的安裝精度和復(fù)雜程度也在不斷提升。將BIM技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電安裝項目中，實現(xiàn)對機(jī)復(fù)雜電設(shè)備快捷安裝、管道綜合精確布置的施工管理-可視化技術(shù)交底，增強(qiáng)現(xiàn)實安裝工程能力，避免實際工程的失誤。

1基于BIM平臺的AR技術(shù)

AR技術(shù)又稱之為現(xiàn)實增強(qiáng)技術(shù)，是一種將現(xiàn)實同計算機(jī)模擬進(jìn)行交互的技術(shù)，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實與虛擬場景的實時互動，主要用于校準(zhǔn)兩個場景的目標(biāo)位置，在施工現(xiàn)場主要用于三維立體模型的展示，讓使用者直觀的看到真實物體的情況，也可以進(jìn)行全角度的管材。例如在機(jī)電設(shè)備的安裝時，無法觀察較深層的裝配情況，則可以使用AR比較設(shè)備安裝位置及偏差尺度是否符合BIM模型的工程要求。

2基于BIM技術(shù)平臺的輔助技術(shù)

傳統(tǒng)機(jī)電安裝施工技術(shù)存在一些問題較難以解決，由于目前建筑工程的復(fù)雜程度越來越高，重難點區(qū)域管線安裝復(fù)雜，深化設(shè)計人員無法準(zhǔn)確把握現(xiàn)場實際情況，容易造成圖紙同施工現(xiàn)場無法匹配，造成返工或變更，使項目進(jìn)度被耽誤。其次目前管線與機(jī)電設(shè)備安裝的定位，基本又施工隊完成某，在建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下，存在效率低下，空間局限性大，導(dǎo)致施工精度不足的問題，最終體現(xiàn)為機(jī)電安裝工程最終驗收時的設(shè)備安裝精度、管線水平度、垂直度不足的情況。因此基于BIM技術(shù)平臺的輔助技術(shù)采用的是測量機(jī)器人，通過同BIM技術(shù)平臺當(dāng)中的網(wǎng)絡(luò)將BIM模型導(dǎo)入測量機(jī)器人當(dāng)中，進(jìn)行現(xiàn)場校核BIM模型的情況，完成BIM模型的調(diào)整、碰撞點的優(yōu)化。同時以平臺為基礎(chǔ)對個管道、橋架的支架點進(jìn)行分布測量，準(zhǔn)確定位支架點。最后利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，選取放樣點以三維坐標(biāo)的形式進(jìn)行分析并儲存，同時對標(biāo)三維模型，完成數(shù)據(jù)處理工作。

3AR技術(shù)在BIM平臺當(dāng)中的融合使用

1)通過測量機(jī)器人的坐標(biāo)采集功能對BIM平臺運用的機(jī)電安裝工程項目進(jìn)行測量，完成現(xiàn)場實際施工現(xiàn)場與三維模型的信息交互(預(yù)判碰撞點位置、優(yōu)化后模型、再次測量、確認(rèn)無誤)。2)根據(jù)測量所獲得的信息及三維建模，進(jìn)行AR二次建模深化，對原有BIM進(jìn)行拆分，并進(jìn)一步處理成按照不同專業(yè)分類的AR虛擬場景模型，分類儲存入機(jī)電安裝企業(yè)已經(jīng)架構(gòu)好的BIM服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，模型的二次深化可以繼續(xù)使用BIM平臺中的Revit軟件，也可以使用3Dmax軟件，但都必須保持?jǐn)?shù)據(jù)格式的一致性即后期協(xié)調(diào)工作-數(shù)據(jù)共享與交換的標(biāo)準(zhǔn)格式做準(zhǔn)備。3)將符合機(jī)電設(shè)備、管道深化模型的模型通過ARToolkit導(dǎo)入在VS2013及以上版本的開放環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)基于AR設(shè)備的機(jī)電安裝、管道安裝與定位系統(tǒng)，成功后檢查程序正確性，修復(fù)BUG，進(jìn)行實時通訊測試，并發(fā)數(shù)容量測試，無問題后即可在相關(guān)設(shè)備上查看虛擬融合的場景，實現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實效果。4)采用BIM放樣機(jī)器人，進(jìn)行現(xiàn)場定位放樣，連接施工作業(yè)。例如管道作業(yè)時，按照預(yù)制管件的拼接流程，對管件進(jìn)行拼裝，同時利用已有該場景的AR模型設(shè)備進(jìn)行查看安裝工藝及步驟，另外通過AR具有的增強(qiáng)現(xiàn)實的能力，對放樣及機(jī)器人已定位的標(biāo)高在設(shè)備上進(jìn)行虛擬安裝查看(設(shè)備可以為手機(jī)及平板，帶有單攝像頭)，為安裝的順利進(jìn)行打下基礎(chǔ)。5)利用測量機(jī)器人對施工安裝后的管線或機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)，對安裝管線位置、設(shè)備進(jìn)行復(fù)核檢測，同時利用AR設(shè)備雙攝像頭具有點與點的圖像識別功能，進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備、管道的逆向建模采集，同BIM平臺的模型進(jìn)行三維比較，通過這樣實時的現(xiàn)場驗收數(shù)據(jù)與平臺中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對實現(xiàn)施工驗收過程的真實可靠。

4效益分析

篇（10）

中圖分類號：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）04-0106-02

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代也隨之到來，大數(shù)據(jù)處理已經(jīng)成為當(dāng)今各個行業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理的熱點研究課題。大數(shù)據(jù)技術(shù)是一種新的技術(shù)和數(shù)據(jù)構(gòu)架，以低成本、高速采集、處理和分析技術(shù)，從各種大規(guī)模的數(shù)據(jù)中提取價值，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲，并在很大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能[1][2]。因此，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性監(jiān)測系統(tǒng)，對于結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)管理性能的提升具有很大的幫助。

1 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性大數(shù)據(jù)種類

不同于大規(guī)模數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)具有自身鮮明的4V特征[3]：Volume（規(guī)模性）、Variety（多樣性）、Velocity（高效性）和Value（價值性）。與大數(shù)據(jù)的特征類似，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)也具有多樣性、規(guī)模大、辨別難度高等特點。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)主要包括：

（1）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的荷載以及工業(yè)廠房環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)；

（2）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力的動靜態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)；

（3）鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)表面形態(tài)數(shù)據(jù)；

（4）結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測信號狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲管理，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的高效存儲及篩選優(yōu)化，并且使得系統(tǒng)管理員能夠?qū)I(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行實時、數(shù)字化及可視化管理。大數(shù)據(jù)應(yīng)用于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的價值體系如圖1所示。

在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)將應(yīng)用于結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的采集、管理、分析以及后期的綜合評估等各個階段。將使得工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)的高效性、穩(wěn)定性及可靠性等性能得以很大提升。

2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性大數(shù)據(jù)模型

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)復(fù)雜多樣，需要高性能的無線監(jiān)測系統(tǒng)去完成結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的采集、篩選及存儲管理等工作，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)需要多服務(wù)器的協(xié)同工作。大數(shù)據(jù)技術(shù)在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用的模型如圖2所示。

大數(shù)據(jù)應(yīng)用模型中各階段的主要工作如下：

（1）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲階段，主要依靠結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)測節(jié)點去完成主要的監(jiān)測工作。此階段工作的好壞主要取決于無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性及可靠性。

（2）結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)篩選及預(yù)處理階段，對無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分類。數(shù)據(jù)質(zhì)量是指能夠一致地滿足用戶需求的程度，它是區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)好壞的重要依據(jù)[3]。在此階段主要是對結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，保證結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的完整性、正確性及有效性等。

（3）數(shù)據(jù)整合與特征提取階段的主要工作是將工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，將有關(guān)系的結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為后期的結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)評估做準(zhǔn)備。

（4）采集的結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)往往含有大量的噪聲，在結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)階段，主要工作是把含有噪聲的結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用的數(shù)據(jù)信息。

（5）在結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)可視化與應(yīng)用階段，將傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為簡明的圖形化數(shù)據(jù)，使得工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)更加直觀的展示。

（6）結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)智能評估與實時交互階段，主要工作是從工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)庫中提取結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用智能算法進(jìn)行建模預(yù)測，對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)進(jìn)行評估。

（7）結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)智能管理主要是將工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)評估的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到大數(shù)據(jù)云服務(wù)器進(jìn)行存儲管理，便于定期對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)進(jìn)行查詢，了解工業(yè)建筑的服役狀態(tài)，為工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的維護(hù)加固提供重要的參考依據(jù)。

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用將貫穿于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)的各個階段，保證結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的實時性、精確性、可視化及適用性等特性，為工業(yè)建筑后期結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)評估及運營維護(hù)提供了重要的技術(shù)支撐。

3 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性大數(shù)據(jù)分析平臺

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)主要包括工業(yè)建筑服役的環(huán)境參數(shù)、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力以及位移等結(jié)構(gòu)耐久性信息。許多大量的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)分散于不同的數(shù)據(jù)源中，有的存儲在結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，有的可能存儲在其他文本文件中，需要一種智能化的數(shù)據(jù)分析管理工具來解決此類問題。

將Tableau數(shù)據(jù)分析軟件應(yīng)用于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的分析，可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的可視化。數(shù)據(jù)可視化讓枯燥的數(shù)據(jù)以簡單友好的圖表形式展現(xiàn)出來，是一種最為直觀有效的分析方式[4]。運用Tableau可視化的功能對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而更好地完成對結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的分析工作。將Tableau智能分析平臺應(yīng)用于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢有以下幾方面：

（1）具有實時性且高效率。通過分析平臺自身的內(nèi)存數(shù)據(jù)引擎，不但可以直接查詢外部的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)，而且可以動態(tài)地從結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)，實時更新連接的結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)，從而提高了針對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的訪問和查詢的效率。

（2）多種數(shù)據(jù)源連接。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，往往存在于不同類型的數(shù)據(jù)庫或者文件中。Tableau不僅可以與存儲工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的Excel、Access以及文本文件等數(shù)據(jù)源連接，而且能夠?qū)QL、Oracle等數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)耐久性稻萁行訪問、篩選及處理等操作。

（3）實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。在調(diào)用工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)文件時，Tableau可以創(chuàng)建多種鏈接，將存儲于多個文件中的結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，方便對于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行全面分析評估。

（4）云端數(shù)據(jù)連接。Tableau可以實現(xiàn)與工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性的Web數(shù)據(jù)源以及主流的云端數(shù)據(jù)服務(wù)器（如MySQL、Cloudera Hadoop、Oracle等）進(jìn)行連接。在完成對結(jié)構(gòu)耐久性云端數(shù)據(jù)的分析處理后，將篩選處理后的結(jié)構(gòu)耐久性信息返回存儲到云端服務(wù)器，便于后期對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性狀態(tài)的分析提供重要的參考數(shù)據(jù)。

采用Tableau大數(shù)據(jù)分析工具對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，將對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性的整體分析評價提供很大的幫助。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術(shù)逐步被應(yīng)用于各行各業(yè)，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性監(jiān)測系統(tǒng)具有很大優(yōu)勢，借助于數(shù)據(jù)可視化可以實現(xiàn)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)的圖形化，能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)耐久性數(shù)據(jù)清晰有效地展示給管理用戶，并使得工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)耐久性無線監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能得以很大的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]張付各，孫運良，孫宗軍，等.大數(shù)據(jù)時代下的橋梁檢測方法[J].山西建筑， 2016（33）：159-161.