GBIM定制开发-静探智能分层系统搭建

在平原地区，双桥静探是常用的原位测试手段。对一个企业来说，随着某一地区的原始数据、分层经验不断积累，该地区的双桥静探分层经验可内化为一套智能分层模型。对于新项目，可利用已训练的模型，自动进行双桥静探孔分层，工程师在此基础上修改、校核即可，以提高工作效率。

本案例依托库仑GBIM数据与三维可视化管理系统，对客户提供的原始静探数据（CAD图纸、文本文档等）进行智能识别与处理，进而对处理后的数据进行智能分层训练、构建分层模型；将分层模型进行三维可视化开发，最终搭建一套文档智能识别与静探智能分层系统。

获取训练数据在进行智能分层训练之前，首先需获取原始数据及相应的标签数据。例如，要训练一个模型来识别猫的照片，在训练前，先找到成千上万张猫的照片，并给每张照片打上“猫”的标签，照片和标签共同作为训练数据来训练模型。模型完成后，当一张新照片传入模型时，即可判断是否为猫。同上，用于静探智能分层模型训练的数据包括两部分：静探孔原始数据、工程师对该孔的土层划分。快速获取上述数据，是本项目的重点之一。静探原始数据：存储于文本文档中的静探原始数据，如溧阳科尔、天津港达、华宁静探数据等，均有固定的存储规则，编写相应程序脚本即可获取；对于仅存于CAD“静力触探综合图”曲线中的原始数据，通过CAD二次开发，根据图纸中的比例尺、静探曲线，自动、批量获取曲线反映出的静探原始数据。

静探分层数据（标签）：对于存储于CAD“静力触探综合图”、“柱状图”中的静探分层数据，通过CAD二次开发，获取相应静探孔的分层结果；对于存储于word文档中的分层数据，则通过python脚本，读取word文档中的分层数据。本案例中，依据上述方法，从CAD图纸中获取2849个静探孔的分层数据；从word报告中获取476个静探孔的分层数据。若人工提取上述数据，则工作量会非常大，本案例中的提取方式，效率较高。此外，本案例中针对CAD图纸、word报告的数据自动、批量读取方法，对于企业的历史资料入库有非常重要的应用价值。

智能分层模型训练在进行智能分层模型训练时，采用四层网络，输入层、2个隐含层、1个输出层。具体操作流程如下：（1）第一个隐含层默认使用了128个神经元，第二个隐含层使用256个神经元，构建神经网络，形成多层感知机。（2）输入归一化后的数据，输出为对应位置的地层标签编号，标记在双桥静力触探孔不同的深度上。（3）学习率默认设置为0.1，训练迭代次数为40000次，损失函数采用交叉熵损失函数，使用总数据的90%进行训练，剩余10%用于使用模型进行预测，进行精度分析。

具体训练时，取训练数据中的90%进行训练，对训练集中数据进行测试，训练集数据分层正确率98.5%；取训练数据的10%作为测试集，对测试集中数据进行测试，测试集数据分层正确率96.2%。

静探可视化分层应用为方便用户使用静探智能分层模型，进行快速分层，基于web端开发可视化分层界面。在界面内，可根据导入的静探原始数据，自动绘出静探曲线。同时，随鼠标在界面内移动，会实时获取光标处的原始数据并展示给用户。对于某一个、某几个静探孔，用户可首先利用智能分层模型，对该孔进行初步分层。

对于智能分层结果，用户可通过一些快捷按钮如“引用分层”、“打点分层”、“向上合并”、“向下合并”等，高效率地进行静探数据分层；在分层界面内，用户可参照项目的标准地层（左侧孔柱），进行静探孔的分层。

上述分层结果，会实时存储于数据库中，供工程师在后续的勘察内业整理环节中进一步使用。在本项目中，针对海量历史数据，进行智能识别，并汇入大数据平台中，可助力企业积累数据资产、开展数据智能化应用。利用数字化的历史数据，进行人工智能学习，可协助企业将既有工程经验凝练于软件内，建立企业的专家系统，提升后续项目的生产效率。