大数据技术及其在土木工程中的应用

周扬

摘要：随着网络技术的不断发展，数据信息量日渐庞大、复杂，大数据技术在一定程度上可以高效地处理庞大的数据的信息，深入挖掘其潜在价值。现如今，大数据技术已广泛应用于各行各业，尤其针对数据量巨大的土木工程行业的应用及其有效，发展前景良好。本文先简单介绍了大数据及其技术概念，在针对土木工程，分析大数据技术具体的两方面应用，最后提出未来的发展前景、道路。

关键词：大数据；土木工程；信息管理

1大数据的概念

不同的机构和团队对于大数据的概念的解释不同，对于“大数据”（Bigdata）研究机构Garter给出了这样的定义。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。麦肯锡全球研究所给出的定义是：一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。

大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换而言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式结构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘。但它必须依托云计算的分布式云计算、分布式数据库和云存储、数据化管理。随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注。分析师团队认为，大数据（Bigdata）通常用来形容一个公司创造的大量非结构化数据和半结构化数据，这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起，因为实时的大型数据集分析需要像MapReduce一样的框架来向数十、数百或甚至数千的电脑分配工作。大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘、分布式文件系統、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。总体来说，大数据是一个先进的技术，在信息的处理上有着很强的能力。

2针对土木工程来分析大数据技术在其中的应用

2.1检测建筑破坏结果

通常，我们在震后地区会发现无人机的“小身影”，这是专家再利用无人机图像检测建筑破坏的结果。较短时间内，无人机就可以获得成千上万张图像，图像处理的高效、快速对于建筑破坏后的救援、评估工作影响较大。就有专家提出可以利用大数据技术处理无人机拍摄的图片，尽可能快得获得检测建筑破坏的结果。这个处理环节其实就是利用建筑破坏前的数据信息，通过坐标、海拔、区域范围来模拟出震前建筑模型，利用无人机震后拍摄的图像，提取连测点、校正相机清晰度，进行密集匹配还原工作，从而模拟出震后建筑模型。再对震前建筑模型跟震后建筑模型的数据进行比较，找出差异点，这样的话，就能得到三维的建筑破坏结果，在一定程度上有助于灾后重建工作的高效进行。另一方面，大数据技术检测建筑破坏的速度整整比传统的计算机处理分析快了十倍不止，发挥其效率高、速度快的特性。

2.2减少能源的消耗

在施工过程中，照明灯的使用、起重设备、办公设备等的使用都会加大在能源方面的消耗，以及电力、水力等各方面的消耗，而且如果是人力的方式进行统计和计算难度是非常之大的。通过大数据对数据进行整理、计算和处理可以减少能源的消耗。通过传感器将各种电气设备与计算机相连接，大数据可以计算出相应的能源消耗。这样就知道了能源消耗点所在，并进行节制。

2.3减少人力消耗

本身由认为的数字计算的工作交给了大数据，交给了计算机。一台计算机的大数据技术可以抵消几十人甚至几百人的工作，这样就大大减少了人力的消耗，需要的人才少了，相应的财力的支出就变少了。并且人为的计算是有可能出现错误的，但是计算机是不会出现错误的，这样就会减少误差和错误的出现。

3土木工程中大数据技术应用趋势

土木工程中大数据技术应用目前还处于起步阶段。考虑到土木工程涉及到海量数据，特别是，随着物联网技术的发展，可在土木工程的具体对象中可以布置更多的传感器，以便更方便地采集数据，再通过大数据技术进行分析，即可更好地把握土木工程的相关规律。利用这些规律就可以更好地进行土木工程的建造、维护等各方面的工作，让大数据技术在土木工程中发挥作用。土木工程是一个很大的领域，对任何研究者来说，全部把握该领域几乎不可能。为了把握土木工程中大数据技术可能的应用点有必要借助现有文献，特别是关于大数据技术应用的、议论性的文献。因为，这些文献描述土木工程中大数据技术的应用，往往揭示了土木工程中应用大数据技术的潜在应用点，反映了作者对大数据技术应用趋势的预测。为此，笔者分析了议论土木工程中大数据技术应用的可能性或提出土木工程中大数据技术应用系统架构但没有实际应用的文献，对其中大数据技术的应用点进行归纳。从中可以看出，大数据技术的应用点主要在土木工程运维阶段，具体应用对象包括建筑、道路、桥梁等。其中，运维阶段相比于设计阶段和施工阶段，其数据采集更方便且数据量大，涉及的决策也多，具有运用大数据技术的天然优势。由此可见，在土木工程的运维阶段，大数据技术具有最广阔的应用前景，而在其他阶段，也具有很大的应用潜力。

4结束语

当前大数据技术在土木工程中主要应用于辅助建筑能耗分析和建筑破坏检测等方面，应用特征表现为： 数据源主要是传感器和图像设备获得的数据，数据量相对较少，较少使用真正的大数据分析方法。随着物联网技术的发展及其在土木工程中的应用，土木工程大数据将迅速发展，大数据技术在土木工程中的应用方兴未艾。

参考文献：

[1]张凯源.大数据技术及其在土木工程中的应用.农村经济与科技，2018，29.12.65.

[2]白安黔.大数据技术在土木工程中的应用分析.中外企业家，2018.16.78.

[3]黄国豪.浅谈大数据技术及其在土木工程中的应用.江西建材2016.18.80-83.

（作者单位：中国航空技术国际工程有限公司）