大數(shù)據(jù)技術(shù)及其在土木工程中的應(yīng)用

李福志

湛江市麻章區(qū)碧桂園房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 廣東湛江 524000

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)

所謂大數(shù)據(jù)，其也叫做巨量資料，所指的就是需要利用新型處理模式才能夠進(jìn)行處理的相關(guān)信息資產(chǎn)，目前有著較快的發(fā)展及應(yīng)用。對(duì)于大數(shù)據(jù)而言，其特點(diǎn)主要包括體量較大、多樣性以及高速度，并且具有較高價(jià)值。其中，體量大所指的就是通常情況下大數(shù)據(jù)記錄單位為TB級(jí)別或者PB級(jí)別，利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)無法滿足其實(shí)際需求；多樣性所指的就是大數(shù)據(jù)目前主要包括三種類型，分別為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；高速度所指的就是在對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)當(dāng)保證實(shí)時(shí)且快速；而有價(jià)值所指的就是通過對(duì)大數(shù)據(jù)實(shí)行充分挖掘，可將大數(shù)據(jù)中所隱藏價(jià)值較好找出。大數(shù)據(jù)技術(shù)就是對(duì)大數(shù)據(jù)實(shí)行分析處理的相關(guān)技術(shù)，簡(jiǎn)單來說大數(shù)據(jù)就是分析處理網(wǎng)絡(luò)中大量數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上得出具有較高價(jià)值的信息，并且在實(shí)際中對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析中，主要就是選擇隨機(jī)抽樣法進(jìn)行分析，并且大部分都是通過人力方式實(shí)行統(tǒng)計(jì)，在這種統(tǒng)計(jì)分析方式下很容易造成在數(shù)據(jù)收集中往往會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)比較片面，并且在數(shù)據(jù)收集過程中，往往需要耗費(fèi)較多人力及物力。相比于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理方法而言，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可得到更快的快速，并且能夠?qū)?shù)據(jù)更準(zhǔn)確進(jìn)行處理，可使數(shù)據(jù)處理效率得以有效提升，更好滿足實(shí)際需求[1]。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用方法

2.1 為建筑能耗提供輔助計(jì)算

建筑能耗其中最關(guān)鍵的因素就是建筑占用所造成的，它對(duì)的一個(gè)重要因素是建筑占用，它對(duì)建筑光照、熱交換等內(nèi)部結(jié)構(gòu)都造成了直接影響。專業(yè)人士在數(shù)據(jù)處理軟件應(yīng)用上深入提出挖掘土木工程相關(guān)數(shù)據(jù)價(jià)值的概念，從而明確建筑占用數(shù)據(jù)，輔助分析建筑能耗問題。首先利用傳感器獲取一系列數(shù)據(jù)信息，分析一棟辦公樓其中16個(gè)辦公室在為期2年內(nèi)間隔10分鐘所采集的占用數(shù)據(jù)，在此占用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)條件下，進(jìn)行歸納、分類、綜合，獲得有關(guān)聯(lián)的建筑占用時(shí)間表，分成4種工作模型。在分析工程建筑能耗時(shí)，可以將4種工作模型輸入數(shù)據(jù)軟件，針對(duì)辦公樓的設(shè)計(jì)、各辦公室的能源消耗等做出分析、研究，再提出有效的節(jié)能方案，選擇最科學(xué)、合理的工程設(shè)計(jì)。另外，其他國際專家Lee等也通過電力設(shè)備耗電的歷史數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的耗電模型，并根據(jù)此模型推算出未來一段時(shí)間內(nèi)所消耗的電力數(shù)據(jù)。這項(xiàng)研究主體主要是擁有240間辦公室、會(huì)議廳、機(jī)房的工程寫字樓，同樣利用傳感器從4月份到9月份間隔一分鐘就采集一次耗電數(shù)據(jù)，其中包括燈光照明設(shè)備、空調(diào)電氣設(shè)備、辦公設(shè)備等，所采集的數(shù)據(jù)內(nèi)存有10GB之多，信息量巨大。提取、分類、歸納之后，最終得出設(shè)備耗電平均每天的歷史數(shù)據(jù)。

2.2 對(duì)建筑破壞結(jié)果準(zhǔn)確檢測(cè)

通常，我們?cè)谡鸷蟮貐^(qū)會(huì)發(fā)現(xiàn)無人機(jī)的“小身影”，這是專家再利用無人機(jī)圖像檢測(cè)建筑破壞的結(jié)果。較短時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)就可以獲得成千上萬張圖像，圖像處理的高效、快速對(duì)于建筑破壞后的救援、評(píng)估工作影響較大。就有專家提出可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)處理無人機(jī)拍攝的圖片，盡可能快地獲得檢測(cè)建筑破壞的結(jié)果。這個(gè)處理環(huán)節(jié)其實(shí)就是利用建筑破壞前的數(shù)據(jù)信息，通過坐標(biāo)、海拔、區(qū)域范圍來模擬出震前建筑模型，利用無人機(jī)震后拍攝的圖像，提取連測(cè)點(diǎn)、校正相機(jī)清晰度，進(jìn)行密集匹配還原工作，從而模擬出震后建筑模型。再對(duì)震前建筑模型跟震后建筑模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，找出差異點(diǎn)，這樣的話，就能得到三維的建筑破壞結(jié)果，在一定程度上有助于災(zāi)后重建工作的高效進(jìn)行。另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)檢測(cè)建筑破壞的速度整整比傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)處理分析快了10倍以上，發(fā)揮其效率高、速度快的特性。如果把這些建筑破壞結(jié)果形成的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分類總結(jié)，進(jìn)行相關(guān)破壞形式分析，對(duì)不同形式、不同場(chǎng)地、不同高度的建筑破壞進(jìn)行分類儲(chǔ)存，那么對(duì)相似的新建項(xiàng)目的抗震也有很高的借鑒價(jià)值[2]。

3 土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用目前還處于起步階段?？紤]到土木工程涉及到海量數(shù)據(jù)，特別是，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可在土木工程的具體對(duì)象中可以布置更多的傳感器，以便更方便地采集數(shù)據(jù)，再通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，即可更好地把握土木工程的相關(guān)規(guī)律。利用這些規(guī)律就可以更好地進(jìn)行土木工程的建造、維護(hù)等各方面的工作，讓大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中發(fā)揮作用。土木工程是一個(gè)很大的領(lǐng)域，對(duì)任何研究者來說，全部把握該領(lǐng)域幾乎不可能。為了把握土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)可能的應(yīng)用點(diǎn)有必要借助現(xiàn)有文獻(xiàn)，特別是關(guān)于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的、議論性的文獻(xiàn)。因?yàn)?，這些文獻(xiàn)描述土木工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，往往揭示了土木工程中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的潛在應(yīng)用點(diǎn)，反映了作者對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)的預(yù)測(cè)[3]。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，我國土木工程的發(fā)展還未能很好地適應(yīng)時(shí)代的需求，造成大數(shù)據(jù)技術(shù)不能很好地服務(wù)于土木工程建設(shè)工作，對(duì)建設(shè)企業(yè)的發(fā)展帶來了一定的阻礙。不難預(yù)計(jì)，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展，我國將更加重視大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，并在土木工程新技術(shù)上不斷尋求突破，充分發(fā)展大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下土木工程技術(shù)的革新，促進(jìn)土木工程技術(shù)及相關(guān)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。