通过总结目前隧道工程施工监测信息管理系统(TC-MIMS)的研究现状，说明TC-MIMS的发展与数据库、GIS、网络和可视化等计算机信息技术密不可分，提出监测管理工作应以“信息为中心”的原则，并给出一个TC-MIMS的完整功能结构框架体系图。同时，分析了当前TC-MIMS存在诸如信息预测可靠性与系统实用性等突出问题，指出TC-MIMS在加强不同层次实用系统研发的同时，基于真三维可视化、虚拟现实技术的多源监测信息综合集成图形平台系统与移动终端的应用开发是未来的主要技术发展趋势。
关键词：隧道工程；监测；信息系统；数据库；GIS；可视化；
作者：李元海等
中国是世界上隧道最多、发展速度最快、地质及结构形式最为复杂的国家，在建和待建的山岭隧道、地铁隧道、水底隧道、水电压力隧道等不计其数[1-2]。众所周知，隧道工程与地面工程的一个重要区别在于其处于特殊的岩土地质环境中，工程设计和施工中存在很多尚不完全清楚的问题，主要原因在于：(1)岩土地质条件千变万化，难以把握；(2)岩土结构与人工支护系统的相互作用关系尚不明确；(3)大量城市隧道工程周围环境影响十分复杂。由于岩土力学理论与技术发展和经济条件的限制，要准确预测隧道及周围环境在施工过程中的动态响应几乎是不可能的。当前一个有效的手段就是在施工中加强过程监测，以岩土层、隧道结构与周围建、构筑物的变形和受力以及地下水的变化信息为依据来优化或修改设计与施工方案，即信息化施工，它在隧道工程施工的安全和风险控制方面起着重要作用，尤其是对于繁华城市地铁或长大复杂隧道，信息化施工是必不可少的关键施工技术[3-4]。
然而，信息化施工在早期实施过程中存在的一些问题[5]现在似乎依然没有得到多少改观，特别是施工安全监测是否完全发挥了应有的作用还值得反思。在信息化施工中，施工监测存在的一些问题主要集中在2个方面：一是数据采集；二是信息管理，本文主要讨论后者。我们知道，地下工程的监测目标都具有一个共同的地理特征，它们总是位于某个空间位置，监测目标和监控测点之间都有一个相对空间位置关系，工程师对于安全问题的关心主要是发生在什么时间和什么地点，而地点与空间地理信息紧密相关，因此，在对隧道工程监测信息管理方面，融合地理信息与数据库管理的GIS技术应是一个最佳的选择[6]，它以地图的形式形象直观地将工程、监测点与地面上下环境信息统一集成，能够对施工监测及其相关信息进行高效管理与快速分析，从而可提高施工监测的工作效率和信息化施工的技术水平。GIS在空间维度上包括二维和三维应用，在应用环境方面涵盖桌面、网络和移动终端，能够满足监测时空信息管理的多方面和多层次需求。基于GIS的隧道施工监测信息管理是信息化施工技术发展的必然趋势，笔者主要对其研究与应用现状、存在问题及发展方向进行综合分析与探讨。
1隧道工程监测信息分类与管理方法
现有隧道施工监测管理工作中的信息传递方式通常是在项目参与各方(如业主、设计、监理、施工和监测单位)之间进行，采用的形式有表格、单据、文件等纸质形式和电话、会议等传播形式，因此，信息收集、整理、加工、传递、检索和使用等整个周期较长，甚至出现重复和交叉工作，效率较低。这里，借鉴孙玉国[7]提出的以“数据”为中心的理念，笔者提出施工监测管理应以“信息”为中心的原则，加强信息分类与组织，借助网络技术实现信息管理平台的创建和应用，有利于提高监测信息管理的工作效率，充分发挥监测信息对设计与施工的指导作用。
1.1安全监测信息分类组织
信息的合理分类是为了高效管理，隧道施工监测及其相关信息种类繁多且来源广泛，按不同的分类标准有不同的分类方法，分类既不必过于精细，也不能过于简单，应从满足工程应用和便于信息管理的角度来适度划分。这里，建议以监测项目为中心，考虑重要影响因素，将监测信息划分为：(1)监测项目；(2)工程信息；(3)周围环境；(4)施工工况；(5)控制基准；(6)工程措施(类似知识库)；(7)其他信息。根据信息随着时间是否变化，又可分为静态信息与动态信息两大类。其中，测点数据与施工工况是与时间有关的典型动态信息，而控制基准、工程地质和环境等可近似认为是基本不变的静态信息。
1)监测项目：
有的根据监测对象分为地表沉降、地层位移、地下水位、净空收敛、拱顶沉降、土压力、钢筋轴力、混凝土应变、桩柱结构沉降与受力等；有的根据监测目标的受力和变形简单划分为A项和B项两大类。
2)工程信息：
包括工程基本概况、施工方法以及工程水文地质等，这些内容有助于了解工程的基本情况。
3)周围环境：
分为地面建(构)筑物、道路、桥梁、河流、地下管线及地下硐室等，这些与施工监测的目标和环境影响分析紧密相关。
4)施工工况：
这是结合施工情况来分析监测数据变化规律及原因的必需信息，主要包括施工进度、开挖与支护情况及周围场地环境变化(如超载)，通常以文字、数据、图片和影像等形式表达，是分析监测数据最重要的动态关联信息。
5)工程措施：
可以针对具体工程出现的常见事故或问题，建立一个对应的技术措施数据库，以便在为安全监测进行分析时能初步给出工程建议，供施工和设计单位参考；目前多数监测工作都会在监测报告，如日报、周报或月报表中包含这一项内容，但缺少一个全面、系统的数据库或知识库支持。
6)控制基准：
这是安全预警的重要依据，一般采用规范中的标准，但实际上，很多具体工程有一个自己的设定标准，依据工程条件的不同，或严格或宽松，所以，在控制基准设计时应充分考虑这2种情况。
7)其他信息：
上述内容之外的与监测有关的信息。
1.2监测信息的分析与预测
数据整理分析的目的是从平静中找出变化、从变化中找出规律、由规律预测未来，防患于未然是施工安全控制的核心目标，因此，基于监测信息的科学分析与有效预测至关重要。但众所周知，隧道及地下工程围岩与地质水文条件千变万化，非常复杂，即便是一个区段、一个工程获得的施工监测数据及由此得到的规律，很多情况下，也不能直接用于其他类似区段或工程。一个简单且有效的方法是采用回归分析，但回归分析目前多是获得了足够数据(即包括了稳定阶段的数据)，在后期进行数据整理时经常做的一项工作，而在施工过程中，尤其是变形初期(数据量有限)似乎仍然不能解决后期变形的预测问题。除此之外，还有一些比较复杂也有着先进理论基础的预测方法，如人工神经网络、模糊数学、时间序列和粒子群优化理论等[8]，这些方法似乎还主要停留在研究层面上，尽管很多文献给出的预测结果和实测结果曲线吻合得非常完美，但真正在实际复杂工程条件下的应用可靠性恐怕还存在很多疑问，应做进一步研究，此外，未来类似于联机分析处理(OLAP)等数据挖掘(DM)和知识发现(KDD)的综合智能分析技术的应用值得关注[9]。
1.3监测信息管理支撑技术
隧道施工监测工作包括信息采集与信息管理两部分。信息采集是信息系统的数据来源，当前，基于普通水准仪和收敛计等常规隧道净空位移量测虽然简单实用，但不能满足实时监测的要求，因此，一些具有实时与远程传输功能的诸如全站仪、静力水准仪在隧道监测中被作为一种新技术进行研究、应用和推广[10-11]。早期的隧道施工监测信息管理基本上停留在文字、表格和图形文档方面，这些信息往往都是分散的，查询和统计分析都要花费很多时间，管理工作的效率很低，而计算机信息技术的发展，特别是数据库、GIS、网络以及移动通信技术，使得监测信息的集成化和网络化管理日渐成为基本需求，同时基于三维空间与虚拟现实技术的形象化与可视化管理对工程师产生了很大的吸引力。可以说，计算机与信息技术是大步提升监测信息管理技术的重要支撑，其应用水平也是衡量信息化施工技术水平高低的重要标志，充分利用信息技术是未来隧道安全监测信息管理的技术发展方向。
2隧道工程施工监测信息管理系统研究与应用
2.1研究现状
隧道施工监测信息管理系统主要以程序或软件开发为核心，目前国内有众多研究人员开展了大量的研发工作，并取得了很多成果，当然也存在一些问题。
信息管理系统研发主要涉及系统运行的环境、系统功能的设计、系统的可视化功能和预测分析方法等几个方面。施工监测信息管理的发展可以分为早期替代手工计算的计算机数据计算与分析、采用数据库进行简单管理、以GIS(含WebGIS)技术应用为代表的集成多源信息的可视化管理等几个阶段；程序或软件应用从早期的DOS环境到当前的Windows(或Linux、OS)，从单机到网络，从二维可视化发展到三维空间，可以说，监测信息管理技术的进步与计算机信息技术的发展和应用密不可分。
作为我国隧道信息化施工技术研究的前辈，王建宇[12]对信息化设计的原理以及监测数据的处理与分析方法较早进行了全面研究，此后，有不少研究人员相继开展了相关监测信息系统的研发工作。如邝明[13]开发的隧道施工信息监测及计算机辅助系统，基于FoxPro平台开发，在MS-DOS下运行，主要包括建立观测档案、量测数据输入、数据回归分析、超限报警及查询、输出打印等功能，同时创建有规范数据库，可作为早期系统开发特点的代表之一。张强勇等[14]采用VisualC++和SQLServer作为开发工具，考虑了网络运用，设计了基于C/S架构的网络版系统；崔健等[15]采用基于C#的面向对象方法和GIS二次开发组件MapX开发的系统，引入了GIS技术，利用Oracle进行数据库管理，考虑了数据远程传输和离线更新模式。杜年春[16]研究设计的监测信息系统也是基于网络应用环境，其中，WebGIS信息管理利用基于跨平台的Java语言进行开发的。蒋树屏等[17]研究建立的隧道现场监控量测数据管理系统能够生成围岩和支护结构的应变、应力在隧道开挖过程中的时间-空间分布曲线以及深孔量测项目在围岩内部的分布图，由此判断围岩与支护结构的稳定情况，系统包含基于扩张卡尔曼滤波器有限元耦合算法的反演分析是其主要特色。陆轶[18]、孙中伟[19]采用ArcGIS提供的二次开发组件包ArcEngine和ArcView创建了隧道监测GIS信息系统，是ArcGIS的典型应用之一。贺跃光等[20]研制开发的基于WebGIS的城市地铁施工监测信息管理系统提供以下功能：数据入库、数据处理及精度评定，报表与图形生成，回归分析与变形预报预警，网上信息发布及信息交流；系统分为系统应用、基础数据库、电子地图3个服务器节点；从功能结构上划分为6个子系统：地铁线路、站点基坑管理，监测数据管理，预警、预报信息管理，WebGIS信息管理，系统用户及日志管理以及信息交流平台，功能设计相对比较齐全。此外，王浩等[21]以采用全站仪进行洞室围岩表面三维收敛变形非接触监测为例，建立了一个功能相对专一的施工期监测信息管理系统。李天斌等[22]结合川-藏公路二郎山隧道围岩稳定性研究，初步建立了隧道信息化监测、预测和决策系统(TMFS)，提出了围岩稳定性“综合集成分析”的理念，系统的基本功能组成体现了公路隧道新奥法信息化施工的工作流程，即施工跟踪测试与监测—评价与预测预报—信息反馈—信息化决策。国外有以意大利GeoDATA公司为代表的地下工程施工风险信息化管理平台GDMS，它包括监测数据管理系统以及文件管理系统，但该系统并不完全适合国情。
上述研究成果都考虑了隧道监测数据管理的基本功能需求，如数据计算、回归分析和图表绘制、预测预报等，主要区别在于开发方法、系统的结构、功能的多少、运行的环境、可视化的强弱以及实用性等几个方面。
笔者在隧道监测信息管理系统方面的研发历程，似乎也可作为该项技术阶段发展的一个小小缩影。在1995年采用Pascal编制了一个DOS环境下运行的简单程序[23]，实现了监测数据计算与图表绘制的自动化；随后采用具有快速开发和数据库特色功能的Delphi[24-25]，在1997年开发了一个Windows下运行的监测数据库管理程序，实现了菜单操作，将数据库(Foxbase)技术应用于监测数据的管理，这些系统的功能相对简单，但在日常数据计算、图表绘制和报表自动生成方面都明显提高了工作效率；在以可视化为显著特征的GIS开始盛行时，借鉴GIS思想，使用高级语言从底层(未采用GIS软件)初步开发了一个图形平台[26]，具备类似AutoCAD的二维基本功能，包括点、线、面的绘制和复制、平移、镜像、捕捉等功能，实现了在监测地图上测点与监测数据的链接关系，底层开发的优点是系统独立于GIS、AutoCAD等相关平台软件，灵活性强、升级方便；缺点是研发与系统维护的工作量大，研发周期长。为解决这一问题，基于专业人员重在解决专业问题的思路，可以选择合适的通用GIS软件[6]为基础平台来进行二次开发，这样综合数据集成管理的效率高，开发出来的系统可视化功能强。近年来，笔者借助于商业GIS软件提供的SDK，基于桌面与网络环境进行了一些新的研发，并在工程现场中进行了应用，研究成果有待发表。
GIS无疑是隧道监测信息可视化的重要技术，此外，未来虚拟现实技术(VR)的应用也将是提升监测信息管理可视化的一个重要方向[27-28]，引入VR和网络技术，通过对隧道现实环境的计算机再现，实现本地或远程隧道虚拟漫游、实时监测、信息管理于一体的隧道施工监测信息反馈系统，可以使用户能够运用鼠标和键盘突破物理、空间和时间的限制，直观方便地查看监测仪器与监测目标及周围环境的位置、范围和数据，在虚拟场景中监控管理监测目标，提高监测的直观性和临场感。
现在，移动通信终端设备的发展将为隧道监测信息的快速传输和高效服务提供技术支撑，尽管相关研究很少，但也有少数人员开始了一些探索，如邹进贵等[29]基于WindowsCE掌上电脑开发了一个沉降监测与管理信息系统，实现了数据移动传输和终端查询。移动通信设备上的信息系统开发也许不能理解为从PC到移动设备上的简单移植，隧道监测移动信息管理系统在开发工具、开发平台、信息系统框架设计、信息存储与传输等方面与PC系统都有所不同。目前流行于智能手机上的Android系统[30]未来在隧道监测信息移动管理方面的应用潜力很大，值得研究。
2.2现状分析
2.2.1研究开发方法
软件系统设计应遵循以下原则：功能实用性、可扩展性、灵活性、可重用性、可靠性和安全性。系统开发要解决的关键问题是数据信息的组织与管理，以及为用户提供一个友好的人机界面和满足网络化和可视化的需求。当前，数据管理平台或引擎通常采用MicrosoftAccess、SQLServer或Oracle等数据库，在Windows操作系统环境下，采用开放数据库互连(ODBC)方法，利用开发工具提供的应用数据接口ADO技术实现对数据库的创建、访问、编辑和查询等功能。具体选择何种数据库支撑软件，与数据量的大小和应用成本考虑有关。数据量小、应用简单可用Access，反之，可选用SQLServer等大型数据库。软件系统的人机交互界面一般采用通用高级开发语言(如Delphi、C#、VB和Java)进行设计开发，具体选择根据个人喜好或对软件的熟悉掌握情况。因为，一些开发工具在功能和软件界面设计效率方面区别不大，软件界面设计难度不在于工具本身的复杂性，而在于开发者一个良好的用户界面框架结构设计，良好的用户界面体现出对系统功能合理的层次组织，是便于系统应用推广的关键。网络化主要是满足监测信息的共享与远程监测两个需求，可以通过建立网站借助于Internet来实现监测信息的远程传输与查询；可视化除了简单的数据图形、影像与视频外，更重要的是GIS技术的广泛应用，通常借助于GIS基础软件的二次开发功能，如国外的ArcGIS[18-19]和国内的SuperMapGIS软件[31]都提供了相应的SDK(二次开发工具包)，供开发人员采用通用开发工具来创建一个反应测点空间位置与周围环境的类似电子地图的图形平台[31]，在此平台上集成多源信息，可以提高复杂信息的管理工作效率。
2.2.2系统功能结构
根据隧道工程监测信息管理的功能需求和综合现有研究成果，加上个人的认识与理解，笔者认为一个功能相对完整齐全的信息管理系统框架结构如图1所示。系统应以“信息”为中心，通过研发与应用，使得任何一位相关技术人员或主管领导(Anybody)在任何时间(Anytime)、任意地点(Anywhere)，只要能够接入互联网即可访问本系统，完成系统中涵盖的所有管理工作(Anything)，从而实现基于WebGIS的隧道工程施工监测的4A服务[32]。
需要说明的是，一个具体的监测信息管理系统不一定要包括图1所示的所有功能，可以针对工程应用的具体要求进行开发。当前很多相关系统大多也只是实现其中的部分功能，要建立图1所示的隧道施工监测信息管理的完整技术体系，还有很多工作需要做，其中，未来在移动终端、实时监测和虚拟现实仿真应用以及监测数据的可靠性预测分析方面都需要进一步研究。
2.2.3可视化技术
可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的方法，它已成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。对于施工监测信息来说，根据文本数据绘制出监测历时曲线是最早实现的简单可视化，当然，简单并不意味着没有继续研究的必要，实际上在可视化灵活操作方面，还可以做些细致的工作，例如在监测曲线图上，移动鼠标就能即时显示监测相关数据信息的丰富变化，就是一个非常实用的功能。当前GIS已经成为信息可视化的重要手段，可以采用GIS创建一个集成管理多源监测信息的图形平台，将具有空间属性的监测点与周围环境集成到一张电子地图上，实现测点信息与周围监控对象管理的可视化。目前GIS应用可以分为二维、二维半及三维，三维应用主要强调地上、地面以及地层的三维集成可视化，其中地面以上主要包括房屋、桥梁等建构筑物，地面主要包括道路、河流、绿地等，地下则包括地层以及地下管线等。地下部分的可视化能够直观地反映工程所在区域的地质情况，而施工监测信息的变化则与地质条件紧密相关，三维地层建模技术为此提供了技术支撑[33]。地面及地上三维可视化，可以应用目前广泛应用的三维地图技术。除此之外，VR也可作为隧道施工监测信息管理的三维虚拟现实平台，以更加直观、形象地显示监测信息与周围工程环境的空间立体关系，增强对于监测信息与安全风险控制的深入理解。VR与三维电子地图的一个重要区别是其具有临场真实感，例如，在隧道施工中如果地面房屋建筑结构的沉降监测超限，可以采用房屋出现开裂、倾斜，甚至倒塌再配合声音来模拟可能出现的风险，并发出预警，感同身受。VR应用系统也可以独立于GIS技术，这样做的好处是系统研发与维护都相对简单，也便于应用推广。但目前虚拟现实在隧道监测信息管理方面的应用研究还不多见。
这里值得说明的是，对于技术的先进性与实用性问题的平衡考虑和认识，二维GIS的技术发展最为成熟，功能最实用，成本最经济；真、假三维GIS(2.5维通常也称为假三维)立体感强，更形象、更逼真，在技术方面代表进步和提升，因此，来自现场的应用需求比较强烈，但并不能完全取代二维GIS技术的成熟性、稳定性、简便性和经济性。三维GIS代表隧道监测信息管理图形平台可视化的发展方向，但二维GIS现在和将来也都值得进一步研究与应用，不能也不应厚此薄彼，理想的可视化集成平台模式是二、三维GIS的一体化应用。
2.2.4系统运行环境
按系统运行环境的不同，可以把基于GIS的隧道施工监测信息管理系统分为两大类：一类是桌面系统(单机版)；另一类是基于Internet的网络系统(网络版)。这两类系统各有优缺点，网络系统显然能够最大限度地实现监测信息共享，同时方便远程查询与管理，但是系统运行环境的构建比较复杂，比如要进行专门的网站创建和网页系统设计，需要服务器支持，此外，基于网络的数据实时分析能力要比桌面系统低很多；相反，桌面系统可以充分利用本地计算机进行强度较大的计算，数据处理与分析能力强，同时，对于工程现场应用，例如，现在很多城市地铁工程项目现场都设有监控室，安装这样一套系统作为安全监控系统的一部分，很简单也很实用。因此，在施工监测信息系统网络版开发越来越多的情况下，单机版的系统在日常监测数据的处理、分析与管理方面，仍然起着不可替代的作用。实际上，单机版和网络版可以联合并用，如单机版作为网络版的数据信息加工处理工厂，而网络版作为单机版处理后的信息集散地，当然，它们也可以针对不同的需求独立应用。
2.2.5系统的实用性
如果单从研究的角度来说，系统研发更注重技术的先进性和创新性，然而，系统研究的目的最终是为了应用，系统的实用性对工程应用更为重要。在隧道施工监测信息系统研发方面，虽然有不少成果公开发表，但是从一般的文献中，很难了解和判别相关系统的实用性到底如何。监测信息管理系统的核心是软件，如果以软件商业化作为系统成熟和实用标志的话，遗憾的是，当前还没有看到相关通用商业软件系统，换句话说，迄今为止，实用性很强的系统可能很少。原因可能很多，其中一个方面应该和系统研发应用的持续性有关，不少系统由高校和科研院所研制开发，以一些政府部门或企业委托的科研项目作为支撑。如果把系统类型按发展阶段分为研究型、试用型和实用型，往往在项目结束之际，很多系统研发最多还处于试用型阶段，有的甚至还在研究阶段，随着项目的结题、验收或鉴定，完成相关科研成果报奖等使命，其改进、完善和推广由于得不到进一步的后续研发支持而中断。原因有两方面：一是对于研发人员来说，初步取得的成果不尽理想未能引起委托单位进一步投入的兴趣；二是委托单位可能对于系统持续研发投入的必要性认识不足，从而导致在系统从研究到应用的发展过程中，半途而废，实际上这是对前期人、财、物等投入的一个很大浪费。软件系统从研发到实用是一个持续不断投入和长期不断升级的过程。
3存在问题及发展趋势
3.1存在问题
综合现有研究现状分析可以看出，当前隧道施工监测信息管理主要存在以下几个问题：
1)监测信息以及与其相关信息种类繁多，信息的特性与处理方法不尽相同，基础数据库信息的有效分类、组织需要加强，这是整个信息系统研发和运转是否高效的重要基础。
2)科学预测旨在防患于未然，当前无论是简单或复杂的预测方法在真正应用于实际工程的有效性方面还存在一些问题，尽管相关文献展示的预测与实测符合完美，但工程应用的真实性和可靠性还存在疑问。
3)施工监测信息在快速反馈与及时指导施工方面，存在不足，依赖信息管理系统不能完全解决这一问题，但应通过集成实时监测功能、快速数据分析和科学预测、及时预警来提供足够的辅助决策技术支持。
4)从技术的先进性来说，隧道施工监测信息管理三维可视化平台目前并不多见，尤其是三维GIS和虚拟现实技术的应用开发，还处在初步研究阶段。
5)从技术的实用性来看，隧道监测信息系统在软件功能的完备性、易用性、健壮性和安全性等实用性方面距离成熟商业软件标准还存在明显差距。
针对上述问题，需要紧密结合隧道工程信息化施工的技术需求，按照软件系统的基本要求和研发规律，充分利用现代计算机信息技术，进行持续不断地研究、开发和应用。
3.2发展趋势
未来的发展趋势笔者认为有以下几个方面：
1)在数据库合理组织和科学预测分析前提下，借助于可视化技术，创建运行稳定、易用和安全可靠的实用性系统，至关重要。
2)结合不同的应用需求，系统在单机版、网络版、二维GIS可视化和三维GIS可视化等研发方面，齐头并进，不应厚此薄彼。
3)隧道施工监测信息系统如丰富监测信息的管理功能，可考虑对于实时监测设备和元器件采集数据的实时接收、显示与分析，以及对于相关施工工况(如施工进度)的辅助显示，通过适度扩大相关应用功能，增强其工程实用价值。
4)利用虚拟现实技术，开发出隧道施工监测信息管理的虚拟现实平台，能够提升隧道监测信息管理可视化水平和管理工作效率。
5)未来基于手机、PDA等移动通信终端和类似Android、iOS等移动操作系统的移动监测信息管理技术值得研究开发，有望真正实现施工监测信息的随时、随地一切尽在“掌握”之中，有助于对隧道工程施工安全风险的管理与控制。
4结论
1)隧道工程施工监测信息管理技术发展经历了从纸质文本与图形文档管理、计算机简单数据处理、数据库管理、GIS与网络应用到虚拟现实技术应用等几个重要阶段，系统应用已从单机逐步扩展到网络，信息管理的可视化从简单的图形图像发展到二维和三维GIS空间。
2)当前隧道工程施工监测信息管理系统存在的主要问题包括多源相关信息的有效分类组织、数据预测与预警方法的可靠性、对工程的实际指导作用和应用软件系统的实用性，都有待于进一步提高。
3)提出了隧道工程施工监测信息管理应以“信息为中心”的原则，并给出一个包含相对完整功能的隧道工程施工监测信息系统的功能框架结构体系，未来研究重点应是如何更好地利用GIS和网络技术来构建一个更加高效的多源信息综合集中管理可视化平台。
4)面向工程应用，加强监测信息管理系统的实用性研究，是实现服务于工程建设目标的重要体现，未来应继续研发具有稳定与可靠特征的实用系统；同时，研究和开发基于虚拟现实技术的系统，有望实现监测信息可视化管理新的技术进步，而基于移动终端的应用开发，也将是未来的一个发展方向。
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