一、研究原因及意义

随着国民经济的高速发展，工程建设的进程加快，现代工程建筑物的规模、造型、难度等要求也愈发提高。众所周知，工程建筑物在施工和运营期间，由于受多种主观和客观因素的影响，会产生变形，沉降变形如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全，给社会和人民生活带来巨大的损失^[1]，因此，沉降监测工作的意义变得更加重要。

在对既有房屋沉降监测方面，由传统的单一监测模式向点、线、面立体交叉的空间模式发展。在变形体上布置变形观测点，在变形区影响范围之外的稳定地点设置固定观测站，用高精度测量仪器定期监测变形区内网点的三维（X、Y、Z方向）位移变化是获取变形体变形的一种行之有效的外部监测方法。这些方法主要泛指高精度地面检测技术、摄影测量方法及GPS检测系统等手段。

计算机技术迅猛发展，给房屋安全鉴定管理提供了信息化、智能化管理手段。鉴于全市的城市建设量大面广，建筑物安全鉴定与管理工作量大、时间紧，改进房屋沉降监测的外业和内业手段，完善检测数据管理，快速生成成果表、监测报告，提高工作效率和准确性。

因此，以计算机技术、数据库技术与房屋沉降监测技术为基础，借助全景技术的空间可视化、图形直观化的特点，建设一个安全可靠、功能强大、界面友好、操作简便的房屋沉降监测数据处理系统已经成为实现数据处理、管理的必然选择。

二、国内外研究现状

房屋安全信息管理系统能够将采集到的数据进行高效率组织和管理，从数据中发现建筑物变形的规律并总结趋势，在房屋变形预报发挥着重要的指导作用。

根据目前文献资料，国内房屋、建筑物变形监测分析系统方面的研究大部分还处在监测数据管理系统的阶段，在房屋、建筑物变形监测的可视化表达和管理方面研究还有待发展。王建军等人开发了深圳市罗湖断裂带活动性及建筑物安全监测系统，实现了建筑物安全监测数据的动态管理、分析、查询及建筑物基坑周围地表沉降的三维动画显示等功能^[2]。胡亚明等人建立哈尔滨GNSS综合应用系统，并运用于建筑物变形监测，该系统能将GNSS卫星获得的现场测量数据进行实时的输入，并以表格、图形等直观形式反映出来，并能客观的评价监测项目的稳定状态，设置含报警及相应的规程和规范指标等窗口^[3]。唐中秋等人建立了积石峡水电站外部变形监测系统，提出了蓄水期和施工期位移监测可行的监测方法和精度指标^[4]。中科院岩土力学研究所利用GIS技术开发了一个基于网络发布的边坡安全性评估的三维智能信息集成分析软件，开展了基于边坡地层信息的辅助分析^[5]。石杏喜等研制了具有变形监测数据管理、数据分析、报表输出、图形管理等功能的GPS变形监测信息系统，并将其应用于地铁施工监测^[6]。江苏省地质调查研究院建立了基于ArcGIS平台下的苏锡常地区地面沉降管理信息系统，开展了对苏锡常地区地面沉降及周边房屋、建筑物的变形监测^[7]。

就国内而言，现存的主要的问题是：

（1）管理主要为文件管理模式，工作量大、速度慢、不直观，采取人工的方法对监测数据进行计算、查询和统计，任务繁重，错误率高，效率低下；

（2）统计和汇总功能不健全，无法发现大量沉降监测数据的潜在价值；

因此有必要在研究现有的系统的基础上建立一个管理功能齐全的房屋沉降监测数据处理系统。

三、相关技术

3.1 SQL Server 2005

结构化查询语言SQL，结构化查询语言是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统；同时也是数据库脚本文件的扩展名。结构化查询语言是高级的非过程化编程语言，允许用户在高层数据结构上工作。它不要求用户指定对数据的存放方法，也不需要用户了解具体的数据存放方式，所以具有完全不同底层结构的不同数据库系统, 可以使用相同的结构化查询语言作为数据输入与管理的接口。结构化查询语言语句可以嵌套，这使其具有极大的灵活性和强大的功能。

3.2C#

C#从C，C 和Java发展而来，它采用了这三种语言最优秀的特点，并加入了它自己的特性。C#是事件的驱动的，完全面向对象的可视化编程语言。C#提供了很多控件用于开发应用程序，这对于本系统的设计系统非常有利。

3.3 全景显示技术

全景图是由相机以镜头为轴平转一周所拍摄到的序列照片无缝拼接而成的单视点图像。全景图的最初来源人们对计算机生成场景真实性的追求, 因此产生了基于照片的虚拟场景的构造想法, 基于照片构建的虚拟场景很真实, 因为它就是照片, 但是它只能反应一定角度的场景环境, 不是很完美, 又称为基于图像的渲染, 分为柱形全景、球形全景、多边形全景。第一套应用的商业全景系统是Apple 公司的QuickTimeVR 系统, 它是基于柱形全景图像的虚拟现实系统, 在它构建的虚拟场景中用户可以上下左右观看, 沿固定路线漫游。全景虚拟现实系统支持用户在全景空间中前进后退、360 度环视、远看、近看等操作。由于全景系统对浏览全景空间的计算机硬件要求低、无需特殊视觉生成设备、场景真实、制作周期短, 目前很多虚拟现实系统都通过全景系统开发^[8]。

3.4 全景图拼接技术

全景图像的拼接是指利用照相机的平移或旋转得到的部分重叠的图像样本，生成一个较大的甚至360度的全方位图像的场景绘制方法。换句话说，就是给定某个真实场景的一组局部图像，然后对这一组图像进行拼接，生成包含这组局部图像的新视图。目前全景图基本可分为柱面、球面、立方体等形式，以柱面全景图最易实现而普遍采用^[9][10]。

四、小结

在阅读过相关文献之后，更加深入的了解了房屋沉降监测的目的与意义、房屋沉降监测的作用。在建筑物施工的过程中既要按照国标、行标等要求严格执行要求，更要做好监测预报工作，防止意外险情的出现。因此，建立房屋沉降监测系统的必要性是十分必要的。

参考文献：

[1] 黄声享,尹晖.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2003:2-3.

[2] 王建军,张鸿旭,李荣强等.深圳市罗湖断裂带活动性及建筑物安全监测系统设计[J].灾害学,2002.17(3).

[3] 胡亚明,李兆华,王建文.哈尔滨GNSS综合应用系统在建筑物变形监测中的应用探讨[J].测绘与空间地理信息,2008.31(2):59-61.

[4] 唐中秋,轩臣金.积石峡水电站外部变形监测系统设计[J].中国水运，2011.11(3):197-198.

[5] 李邵军,冯夏庭,张希巍,周辉.边坡安全性评估的三维智能信息系统开发应用.岩土力,2005.24(19):3419-3426.

[6] 石杏喜,岳建平.基于变形监测信息管理系统的研制及其应用.黑龙江工程学院报，2002.16(3):42-45.

[7] 于军.基于ArcGIS平台的苏锡常地区地面沉降管理信息系统研究:[博士学位论文].吉林:吉林大学环境与资源学院,2006:152-153.

[8] 全秋燕.基于全景显示的几种插件的比较[J].电脑知识与技术,2006(17):165-166.

[9] 吴阳.全景图拼接技术研究[D].南京:南京理工大学硕士学位论文,2005:3-4.

[10]郭利明.图像处理及图像融合[D].西安;西北工业大学硕士学位论文,2006:135-136.