数字化工程是数字地球理念在土木工程领域的应用、延伸和拓展。数字化工程概念形成大致经历了3个发展阶段：①提出概念阶段，如数字城市、数字地层、数字矿山、数字建筑、数字地下管线等，相关研究刚起步。②深化研究阶段，专业研究人员从各自应用角度对数字化工程进行解译和探索，数字化技术成果多但缺乏数字化框架体系支撑，推广应用范围有限。③框架体系发展阶段，数字化技术成果逐渐成熟，且工程界对数字化技术应用需求日益迫切，推动了数字化工程应用的发展，且相关的数字化框架体系在应用中得以完善。
数字化工程包含土木工程全寿命期数据采集、传输、处理、表达与分析。
数据采集。包括整理和录入图纸、文字、图像等基础数据；人工和自动采集监控数据；通过激光扫描和数字照相等技术采集表面、形状特征信息。
数据传输。又称数据通信，即将数据从源端通过通信信道传递到接收端的过程，该通道可以是电缆、光纤、无线通信通道或存储介质。依据接收端不同，数字通信可以分为内部通信和外部通信。在布设有可编程逻辑控制器（PLC）的设备上，内部通信可以实现实时、便捷的基础设施故障检测和动态控制；而外部通信则可以通过连接大型计算设备，实现数据存储与复杂计算，是构建基础设施数据共享平台和管理服务平台的基石。
数据处理。包括处理工程多源异构数据、建立时空数据库、数据共享等。数据处理的核心是数据标准化。顾及地学与工学数据来源、特征，通过数据编码将各种要素用易于被计算机和人识别的符号来表示，以提高数据的适用性和信息共享效率。为确保数据的最大共享，需对数据标准化，用统一的数据格式描述数据集，建立能被普遍接受和采纳的元数据标准。数据存储则要满足安全可靠、方便维护、易于检索等要求。
数据表达。包括三维建模和可视化。基础设施的三维建模包括三维地质建模、基础设施构筑物建模和周边地下管线建模。在三维空间中对地质和工程对象进行描述，建立相应的三维数据模型。基础设施具有空间数据、属性数据随时间不断变化的特点，需要在此类建模过程中引入时间因素，建立时空数据模型。可视化是一个将抽象的数据和信息展现给用户的过程，以更加容易被用户理解的三维图形方式展示数据与信息，增强对大量信息的获取和理解。可视化不仅指地质模型、基础设施模型和地下管线模型的可视化，还包括相关信息的可视化，如设计信息、施工信息和监测信息等。
数据分析。包括数字-数值一体化分析、空间分析、动态反馈分析、工程风险分析、预警分析、决策分析等。
数字化工程为工程的全寿命期信息提供了数字化共享平台；有利于避免粗放式的建设管理方法，提高了工程施工管理水平和效率；可以保障工程设施的服役性能，延长基础设施的使用寿命；是实现科学协调经济发展与生态环境的关系，促进城市经济与社会的可持续发展的坚实基础；也是土木信息工程的一个重要发展方向。
联系客服
