来源： 方伟立 工程管理前沿
面向工程管理的可视化技术
可视化技术是指以计算机图像技术为基础，通过计算机生成对人体视觉刺激的图形，以便人们接受、理解原始数据、信息的技术方法。目前，可视化技术展示出了广阔的应用前景，可以将其用于工程安全、进度管理、人机交互等方面。随着深度学习等人工智能技术的兴起，使得可视化技术的研究与应用成为新兴学术研究热点，并被认为是又一个革命性的信息技术。但是，在实际工程管理应用中，工程数据类型多源异构、数据量大且信息碎片化等，因此无法充分发挥可视化技术服务于工程管理的优点。制约可视化技术在工程管理应用的一个关键瓶颈是可拓展性问题。并行计算和深度学习、5G、物联网等人工智能技术能够更准确、更高效、更智能地感知、计算和分析海量工程大数据，以支持实时的可视化与交互操作。因此，未来如何结合大规模并行计算方法、超级计算机和人工智能技术结合，使得可视化系统更加智能化，以及如何将当前有价值的可视化方法与人机交互技术提升和扩展到工程管理领域，将是未来研究的两大发展趋势。
面向工程管理的可视化技术
“可视化”源于英文“Visualization”，其词义是：“将不可见的、不能表达的或抽象的一些东西，转变为可以看到的或者大脑可以想象的图形图像”。1986年，自科学计算可视化（Visualization in Scientific Computing）的概念被提出，可视化技术被列为一项独立的重大计算机技术。可视化技术是一门交叉学科，其涵盖了众多研究领域，如，计算机图形学、计算机视觉、人机交互等技术。可视化技术使隐含于数据中不可见的现象成为可见，更好的分析、理解、挖掘数据中的规律。深度学习等人工智能技术的兴起，促进了可视化技术的发展，使得可视化技术在工程管理中的研究与应用成为新兴学术研究热点，并被认为是用于工程管理的又一个革命性信息技术。
在实际工程管理应用中，工程数据类型多源异构、数据量大且信息碎片化等，因此无法充分发挥可视化技术的优点服务于工程管理。制约可视化技术在工程管理应用的一个关键瓶颈是可拓展性问题。从专利分析来看，面向工程管理可视化技术主要包括：计算机视觉、增强现实与虚拟现实、建筑信息模型（Building Information Model, BIM）、地理信息系统（Geographic Information System, GIS）、图可视化技术。
一、计算机视觉
计算机视觉是一个跨学科的科学领域，主要解决如何利用计算模型从图像或多维数据中获得高层次信息建立人工智能系统。从工程角度来看，计算机视觉主要为了自动完成人类视觉系统可以完成的任务。虽然机器视觉能够自动的检测和理解图片中信息用于工程管理，例如，施工现场工人不安全行为识别等。但存在实时性低、准确率低等问题，不满足复杂、大场景下的工程需求。并行计算、深度学习等人工智能技术能够更准确、更高效、更智能地分析和处理图形中数据，使得机器视觉更好的服务于工程管理。
二、增强现实（AR）与虚拟现实（VR）
AR指通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间。VR是一种计算机生成的人工模拟过程或一些现实生活情境或环境的再现，旨在通过赋予用户体验模拟现实的感觉来沉浸用户。目前，关于AR和VR在实际工程管理中的应用还处于初期阶段，这主要是由于在实际应用中存在众多挑战，例如，VR与AR使用不方便，无法实时处理大量数据，容易受到外界环境干扰等。深度学习、5G等人工智能技术与VR和AR结合，有望实现数据的数据的实时采集与分析。
三、建筑信息模型（BIM）
建筑信息模型是一种数字化三维建筑物信息模型，包含了建筑物从设计、施工、运维各个阶段的信息，且BIM具有计算、协同、共享和可视化等功能，可以通过数字化技术来实现建筑信息的集成。虽然BIM能推动建筑业从粗放式管理到精细化管理模式转变，但是，当前的BIM软件适用性不强，计算能力不足，且没有实现全寿命周期的无缝管理，这是未来需要重点关注和解决的问题。
四、地理信息系统（GIS）
GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多学科交叉的技术，目前还没有统一的定义。但是，实际工程管理中涉及的信息具有海量异构等大数据特点，为现在的地理信息系统带来了新的挑战。
五、图可视化技术
图可视化技术指应用图形理论存储实体之间的关系信息，经典的是基于节点和边的可视化。对于海量工程大数据，如何在有限的空间中对节点和边进行可视化，将是需要解决的难点和重点。除了对静态的网络拓扑关系进行可视化，工程大数据往往具有时间动态演化，因此，如何对动态网络的特征进行可视化，也是未来需要重点研究和关注的内容。
从发表专利的数量来看，专利数量排名前二的国家/地区分别为：中国和美国（表1）。篇均被引频次排名前三的国家/地区分别是：美国、韩国、中国（表1）。从专利产出过的合作网络图（图1）来看，还没有构成较为紧密的合作网络。专利数量排名前二的机构分别为：SGCC、IBMC（表2），从专利产出结构的合作网络图（图2）来看，还没有构成较为紧密的合作网络，江西九江电网与SGCC出现了合作，中国设计集团有限公司与江苏交通规划设计院有合作等。
表1.“面向工程管理的可视化技术”工程
开发前沿中核心专利的主要产出国家/地区
表2.“面向工程管理可视化技术”工程
开发前沿中核心专利的主要产出机构
图1. “面向工程管理的可视化技术”工程
开发前沿的主要国家/地区间合作网络
图2.“面向工程管理的可视化技术”工程
开发前沿的主要机构间合作网络
