062利用Google卫星图提高野外勘探孔放样工作效率QC成果文档格式.docx
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2
张启兵
正高级工程师
制定方案
3
李家财
高级工程师
4
石凯
5
周仁冬
效果检查
6
朱超
7
许宙伟
蔡家喜
2、选题理由
以前勘察二处地质干部现场放样需向业主或测量部门搜集区域交通图，再打印相关现场放样使用的勘探孔平面位置示意图，通过钢尺在图纸上测量勘探孔和参照物距离后换算成实际距离，再用皮尺量出实际孔位或根据勘探孔坐标利用RTK进行测放。
其中过程繁琐，容易出错，且耗时较大，很大程度上制约了勘察项目外业进度。
随着卫星遥感技术、互联网技术的日新月异，提供高分辨率的卫星影像图已成为可能。
作为民用的免费卫星影像清晰度也逐渐提高，而传统地图的搜集费时、费力。
因此如何利用现有免费的高清晰度卫星影像图，使其快捷、高效地应用于野外踏勘、勘探孔放样、工程地质测绘以及标记勘探孔孔位等日常勘察工作，具有重要实际应用价值。
由于近几年国家加大对水利工程的投资，我院所承担的地质勘察任务与日俱增，传统的放样技术与方法已成为制约勘察项目外业进度的一大短板。
为适应当前生产的需求，提高工程地质勘察外业放样的工作效率，勘察二处成立本QC小组。
3、活动计划
阶段
活动内容
参加人员
P阶段
2017.4.12
（4小时）
小组成立、选定课题
全组
2017.4.15～4.16
（10小时）
现状调查找出主要问题
2017.4.16～5.2
（18小时）
目标值确定及可行性分析
2017.5.10～5.20
（15小时）
原因分析
2017.5.25～6.5
要因确认及制定对策
D阶段
2017.6.5～2018.1.25
（1900小时）
实施对策
C阶段
2018.2.3～3.25
（70小时）
A阶段
2018.3.28～4.5
巩固成果及今后计划
全组及勘察二处全体地质干部
4、现状调查找出主要问题
4.1两种放样方法概况
传统放样方法即打印相关现场放样使用的勘探孔平面位置示意图，通过钢尺、皮尺或根据勘探孔坐标利用RTK进行测放。
近年来由于工程项目数量越来越多，工期越来越紧，设计变更也更加频繁；
另外由于水利工程的特点，很多项目地点较为偏僻，且线路较长，进场施工道路较少，且路况较差。
勘探现场经常出现无测量图、测量图与现状地形地貌对应不上、布置的钻孔现场条件无法施工、地质干部不能在短时间内找到最优进场道路或找不到进场道路的问题。
以上原因导致传统放样方法在现场实施过程中凸显出很多弊端。
奥维互动地图浏览器（以下简称奥维互动地图）是常用的浏览Google地图、Google卫星图、Google地形图的软件，是北京元生华网软件有限公司基于GoogleAPI、BaiduAPI、SougouAPI的跨平台地图浏览器，支持iOS（iPhone、iPad）、Android、Windows、Winphone、Web五大平台。
奥维互动地图支持离线地图下载，地图更新及时。
用户通过客户端软件,可以免费浏览全球各地的高清晰卫星影像。
奥维互动地图对于具有GPS芯片的智能手机和平板电脑，在户外空旷处精度一般可达2米范围内。
奥维互动地图在有道路时，可使用卫星图导航。
在村庄等只有乡间小道的区域，无法使用导航的，可通过人工查看卫星图寻找合适行走路线。
利用奥维互动地图强大的地图、标记、轨迹记录等功能，在进行水利水电工程野外勘探时，可以随时记录对工程有影响的各种不良地质现象位置，可添加土石料场范围边界，可导入设计规划轴线，在野外现场中使用。
奥维互动地图支持多源、多格式的地图文件，支持PC端和移动端两部分，支持自绘地图、轨迹记录、高程数据服务、导入DXF文件、自定义离线地图下载等多种在野外勘探中非常有用的功能。
利用奥维互动地图手机客户端在现场可查看详细的卫星影像图，进行钻孔放样等工作，能有效解决传统放样方法的弊端，放样效率大幅度得到提高。
4.2传统方法与Google卫星图放样工作效率对比分析
与传统的工程地质勘察放样技术流程相比，利用Google卫星图放样具备如下优势：
1）可将工程所需使用的Google卫星影像图、工程位置分布图、道路交通图、Opengcycle等高线地形图、AutoCAD图纸等不同软件和设备的功能统一整合到奥维互动地图界面下。
2）勘察过程中不再需要在可研阶段大量搜集或购买工程沿线周边地理范围内的1:
10000和1:
5000等地形图，既省去了购置无用地形图的费用，又避免了纸质地形图的老旧，购买周期长，更新地物不及时的缺点，可利用奥维互动地图中的数据进行布孔和放样工作。
3）省去了纸质图上作业和电子数据编辑之间繁琐的数据转换工作，将外业工作和内业工作全部落在奥维互动地图这一个平台上之上，抛开了纸质图作业这一过程，大大简化了工作量，提高了工作效率。
4）数据的时效性非常强，地图数据更新及时，有的影像数据就是两三个月前的数据，交通图对道路情况的变化更新非常及时，这对勘察人员在野外辨识地物、寻找线位、规划勘察路线都有很大帮助，还可查看工程区周边地物是否发生变化。
5）操作快捷简便，所有现场的线路、建筑物的布孔方案变更均可以即时即地完成保存，并可以分享给其他相关人员。
6）可在多种硬件终端上使用，所需要的硬件设备仅仅是一台电脑（内业数据整理用）和一部智能手机（野外用），手机携带方便，充电也方便，比起大量的图纸和测量仪器要轻便得多，减轻了野外工作的负担。
7）具备记录轨迹功能，野外进场路线可按照内业绘制的路线行进，提高勘察效率、节省工期、降低人力、物力消耗。
下面，我们依次对利用Google卫星图放样与传统方法放样优缺点进行对比，具体见下表：
Google卫星图放样与传统方法放样优缺点对比表
对比项
Google卫星图放样
传统方法放样
地图时效性
更新及时且免费、新近
更新不及时、老旧、更新需要收费
地图类型
交通图、遥感图、地形图（大比例）
带状图、地形图（小比例）
与实地情况的对照
直观明了
需要一定经验和识图能力
地图购置费
免费，且可以更新到最新的地图
收费且更新时需要再次收费
勘探孔布置方式
电脑操作，能避开场地条件恶劣位置，可与移动终端共享
电脑操作，但外业需要使用纸质图纸，如现场条件不允许施工，需与项目负责人沟通布孔方案的调整工作
依托的终端
智能手机或平板电脑
成册或成卷的图纸
设计变更后缺失相关图纸
现场影像图清晰可见，位置指定明确，钻孔可在移动终端布置并共享
无相关地形图，需专门派车送图纸或联系业主或设计人员带到现场指定，需手绘现场地形图，不便于发现是否存在错误
现场携带难度
携带方便
图纸大，携带不便
与AutoCAD等出图软件的对接
支持共同的文件格式，无缝对接
需要大量繁琐的数据转换工作，须由现场人员内业布置孔位
10
现场查勘轨迹记录
智能手机自动记录并上传至云端，他人容易理解，位置明确。
需要用笔记本记录主要道路和标志性建筑物，不利于他人理解。
4.3利用Google卫星图放样工作效率量化
每个工程地质勘察项目均伴随着野外勘探孔放样及具体勘探孔施工过程，这是勘察现场工作的两个核心环节。
为了将勘探孔放样工作效率量化形成直观数据体现，经小组全体成员讨论，我们通过野外勘探孔放样所需时间占项目外业所需总时间的比例来表示放样工作效率，其所占比例越低则效率越高。
现选取2016年我处所做的代表性勘察项目进行统计分析，按上述原则表述使用传统放样方法的工作效率，见下表。
2016年传统放样方法野外勘探孔放样工作效率统计表
工程名称
工作环节
项目外业所需总时间
勘探孔放样所需时间
放样时间占项目外业总时间比例
丰乐河流域
综合治理工程
勘探外业工作
50天
5.2天
10.4%
安徽省含山县清溪河
防洪治理工程
38天
3.5天
10.7%
无为县千亩至万亩圩口
防洪达标工程
82天
8.5天
引江济淮初步设计阶段工程地质勘察
126天
11.5天
9.1%
蒙城枢纽下移工程
70.0天
5.5天
7.9%
由上表可得，采用传统放样方法勘探孔放样所需时间占项目外业所需总时间的比例，不同项目差别不大，其平均值为9.7%，极大值与极小值之差为2.8%，占平均值的28.8%，取平均值9.7%作为传统放样方法工作效率有一定的可靠性。
5、设定目标值及可行性分析
5.1目标值设定
由4.2节可知，“传统放样方法”与“利用Google卫星图放样”的各自特点，利用Google卫星图放样有较大优势，可缩短外业放样工作时间，从而提高外业工作效率。
经小组全体成员的分析和讨论，最后确定小组活动的目标值为：
将勘探孔外业放样时间占项目外业总时间比例由9.7%降到6.0%。
目标值设定图分别参见图5.1。
图5.1外业工作效率目标值设计图
5.2可行性分析
人员方面：
小组成员中，有正高级工程师、高级工程师、工程师等长期从事工程地质勘察的技术人员，专业较为全面，理论水平较高，实践经验丰富，实际操作能力强。
财力方面：
我院大力支持QC小组活动，有专项资金和充足的物力投入。
技术和设备方面：
卫星遥感技术、互联网技术成熟，智能手机、电脑等设备齐全。
环境方面：
我院有专门的管理部门统一管理，科技创新气氛浓厚。
从以上分析可见，目标值可行。
6、原因分析
QC小组通过现状调查，各抒己见，从图纸、人员、环境、工作方法四个方面对利用传统放样方法进行放样的工作效率进行了认真地分析和讨论。
现绘制因果图如下：
因果分析图：
7、要因确认及制定对策
7.1要因确认
QC小组根据因果分析图认真比较分析对引起工作效率低的末端因素进行了逐项确认，并编制要因确认表。
要因确认表
末端因素
分析、论证过程
结论
技术人员对工程不熟悉
通过现场查勘可以解决。
不是要因
现场交通条件差
通过合理选择道路，多向当地人请教解决。
野外方向感不强
通过仔细观察，多向当地人请教解决。
所用图纸购置成本高
通过优化图纸利用率，合理购置图纸数量，节约成本。
部分图纸缺失
客观存在，需地方业主现场带领指定，工程位置存在搞错的风险。
是要因
图纸道路与现状不一致
通过多向当地人请教可以解决。
图纸比列尺太小
客观存在，需要现场绘制更为详细的地质草图，存在误差大，甚至出错的风险。
现场图纸易损毁丢失
通过塑封等措施保护好重要图纸可以解决。
无明显参照物
现场放样采用RTK放样解决。
皮尺测量误差大
现场放样测量可尽量将皮尺拉水平，多次测量可解决。
11
设计变更后无相关地形图
客观存在，需和设计详细沟通，工程位置存在搞错的风险。
12
相关地形图提供滞后
通过加强各专业沟通，制定完善工作计划可解决。
7.2制定对策
针对确定的主要原因，QC小组制定对策如下：
对策表
要因
对策
目标
措施
时间
负责人
部分图纸缺失、图纸比列尺太小、设计变更后无相关地形图
采用“Google卫星图”进行勘探孔放样
提高野外勘探孔放样工作效率
下载“奥维互动地图”移动终端放样
2017年4月20日
8、实施对策
根据分析出的主要原因，小组制定了下载新版本“奥维互动地图V6.4.3”移动终端进行现场放样的对策，具体实施流程图如下：
奥维
8.1奥维互动地图软件系统运行环境要求
8.1.1PC客户端环境要求
主机CPU主频内存剩余硬盘空间
推荐配置双核及以上1Ghz以上2G及以上500M以上
鼠标3键或2键鼠标一个
显示器VGA、SVGA型号的彩色显示器，分辨率1024×
768以上。
操作系统：
WinXP，Win7，Win8；
AutoCAD版本：
32位系统支持2004-2014；
64位系统支持cad2010-2014（64位的
CAD）。
8.1.2手机客户端环境要求
安卓系统智能手机：
RAM容量2GBROM容量32GB。
iPhone手机：
8.0以上iOS系统RAM容量1GBROM容量16GB。
8.2利用Google卫星图放样工作流程
1、通过室内电脑在CAD软件中布置好勘探孔，将勘探孔及主要设计轴线原坐标粘贴到新建CAD文件中，以*.dxf文件格式另存为到桌面。
2、设置一个关联点。
关联点即在CAD图及奥维卫星图上均可查找到的点，可以是路口，可以是房角等，越精确越好。
用房角一般精度可达1~3米；
在CAD中读取关联点的坐标，得到X=59****，Y=346****；
在PC客户端奥维中找到该关联点，并添加标签，起名“关联点1”（同样方法可得到关联点2、3）。
3、打开PC客户端奥维互动地图，系统→导入对象，弹出“打开”对话框（如图8.2-1）；
打开“1步骤”中的*.dxf文件，弹出“解析文件”对话框（如图8.2-2），CAD坐标设置选择“关联点转换坐标”→单击“方案管理”，弹出“关联点方案管理”对话框→单击添加关联点（如图8.2-3），选择标签分别添加关联点1~3、输入相应关联点的CAD坐标，开始解析。
图8.2-1“打开”对话框图8.2-2“解析文件”对话框
图8.2-3“关联点”对话框图8.2-4现场放样时软件界面
4、单击PC客户端奥维互动地图的收藏夹，选中解析后的*.dxf文件，右击“导出”→以*.ovobj文件格式导出文件，命名“**工程勘探孔平面位置图”，发送给现场专业负责人，专业负责人打开文件并显示所有对象（如图8.2-4），导航至孔位。
9、效果检查
经过对奥维互动地图近20天的培训学习后，QC小组在2017年6月～2018年1月期间先后选定《无为县下九连圩临江站改扩建工程》、《安徽省沿淮行蓄洪区等其他洼地治理工程》、《无为县五千亩至万亩圩口除险加固工程（Ⅱ期）工程》、《驷马山滁河四级干渠工程》、《黟县横江八都河段防洪治理工程》五个项目利用Google卫星图进行野外勘探孔放样，记录勘探孔放样时间及项目外业所需总时间，量化勘探孔放样工作效率。
具体见下表。
2017年6月～2018年1月利用Google卫星图野外勘探孔放样工作效率统计表
项目外业所需时间
无为县下九连圩临江站
改扩建工程
11.0天
0.6天
5.5%
安徽省沿淮行蓄洪区
等其他洼地治理工程
98.0天
5.0天
5.1%
无为县五千亩至万亩圩口除险加固工程（Ⅱ期）工程
42.0天
2.2天
5.2%
驷马山滁河四级干渠工程
40.0天
2.1天
5.3%
黟县横江八都河段防洪治理工程
25.0天
1.4天
5.6%
由上表可得，采用Google卫星图放样工作效率不同的项目差别不大，其勘探孔放样时间占项目外业总时间比例平均值为5.3%，极大值与极小值之差为0.5%，占平均值的9.4%，利用Google卫星图放样后勘探孔放样时间占项目外业总时间比例取平均值5.3%有较高的可靠性。
2017年6月~2018年1月，在野外勘探放样工程中，采用Google卫星图放样方法后，勘察二处各项目勘探孔放样时间占项目外业总时间比例由原来的9.7%降低至5.3%，通过本次小组活动使我处野外勘探孔放样时间占项目外业总时间比例得到明显的降低，勘探孔放样工作效率得到较大提高，具体见下列柱形图：
除此以外，小组成员通过持续改进的攻关活动，使QC知识、质量意识、创新意识、分析和处理问题能力、团队精神等方面也得到显著地提高，用以下表格和雷达图来表示：
自我评价表
项目
自我评价
活动前
活动后
QC知识
质量意识
创新意识
分析、处理问题能力
团队精神
10、巩固措施及将来计划
2018年4月5日，在勘测分院会议室召开了本小组成果总结会，小组全体成员及部门职工参加。
由本小组组长杨秀海同志对“利用Google卫星图提高野外勘探孔放样工作效率”成果进行了总结，并建议在勘测分院进行利用Google卫星图放样的技术推广和培训。
建议被分院采纳后，本小组将成果上报至院，请求在全院给予发布，并在各相关专业给予进一步推广。
通过本课题QC小组活动，不仅解决了生产中存在的实际问题，也开拓了我们的视野，找到了一条科学、规范的活动模式。
今后，我们将继续在工程地质勘察工作中不断引进新技术、新方法，提高我部门勘察工作的整体进度与质量。
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