基于bim的三維地質(zhì)自動化建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及B頂自動化建模領(lǐng)域，尤其是基于B頂?shù)娜S地質(zhì)自動化建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著B頂在建設(shè)工程，尤其是巖土工程的深化應(yīng)用，越來越多的客戶需要對地層進行建模。在巖土工程勘察地質(zhì)成果三維可視化的過程中，直接利用Revit軟件人工建模具有一定的局限性，具體表現(xiàn)如下:
1)人工輸入鉆孔資料、人工進行巖土層建模工作，建模工作量大且繁瑣，容易出錯，建模效率較低；
2)建立三維地質(zhì)模型時僅能處理常規(guī)巖土地層，對于存在透鏡體、尖滅的巖土地層等常見現(xiàn)象則較為困難，僅能進行巖土地層的粗略建模；
3)利用Revit軟件進行基坑開挖模擬，只能同時針對一個巖土層手動進行；
4)缺乏與巖土工程勘察領(lǐng)域相關(guān)的計算與模型輸出接口。
[0003]綜上所述，現(xiàn)階段工程勘察B頂化還是存在許多的不足和缺陷，需要在提高自動化程度和高效精確建模的方向上加以改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了基于的三維地質(zhì)自動化建模方法，無縫對接地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，建模數(shù)據(jù)源于勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的勘探孔資料、場地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)，建模人員只需根據(jù)工程編號索引來檢索數(shù)據(jù)庫中所需構(gòu)建的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，即可進行自動建模，無需再人為作鉆孔判別、地層劃分等數(shù)據(jù)預(yù)處理。
[0005]本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，涉及Revit平臺，其特征在于:所述方法至少包括以下步驟:
采集勘察數(shù)據(jù):將勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件導(dǎo)入地質(zhì)數(shù)據(jù)庫；
調(diào)用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫并進行建模:所述Revit平臺從所述地質(zhì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)獲取所述勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件并根據(jù)所述源文件進行建模。
[0006]本建模方法無縫對接地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，建模數(shù)據(jù)源于勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的勘探孔資料、場地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)，建模人員只需根據(jù)工程編號索引來檢索數(shù)據(jù)庫中所需構(gòu)建的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，即可進行自動建模，無需再人為作鉆孔判別、地層劃分等數(shù)據(jù)預(yù)處理。
[0007]所述Revit平臺的建模算法是以所述鉆孔數(shù)據(jù)源文件中的勘探孔的孔口二維坐標做原始樣本點，采用Delauny三角剖分來構(gòu)建主TIN。
[0008]所述Revit平臺的建模范圍限于實際鉆孔區(qū)域內(nèi)。
[0009]所述Revit平臺的建模算法是使用最小距離反比法和普通克里格法對模型進行插值擬合。
[0010]所述Revit平臺的建模算法基于廣義三棱柱作為最小實體單元，逐層建立實體模型；在處理尖滅、透鏡體等復(fù)雜地質(zhì)情況時，所述廣義三棱柱可退化成四棱錐或四面體，按照尖滅到1/2的規(guī)則構(gòu)建尖滅地層。
[0011]基于Revit平臺做二次開發(fā)，使用自適應(yīng)體量族來構(gòu)建三棱柱模型，從而使用戶可以自定義編輯材質(zhì)，方便算量和開挖;可掛接巖土力學(xué)參數(shù)，供后續(xù)土力學(xué)分析以及制訂決算表，核算工程量
本建模系統(tǒng)在Revit框架下可方便導(dǎo)出dwg、fbx、3ds等常用三維數(shù)據(jù)格式，便于對接其他格式的三維模型，實現(xiàn)地上地下一體化管理。
[0012]根據(jù)建模場地范圍和建模精度對建模過程進行交互性參數(shù)配置，交互性參數(shù)配置包括鉆孔選擇，數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出設(shè)置，勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫連接等一系列參數(shù)配置。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:(I)快速自動建模，提高建模精度，能極大減輕建模人員的工作量。(2)建立的地層模型可與勘察軟件的勘察成果進行交叉對比驗證。(3)可導(dǎo)出多種數(shù)據(jù)格式，便于地層模型在其他三維平臺中集成顯示。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的工作原理流程圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
實施例:如圖1所示，本發(fā)明中基于B頂?shù)娜S地質(zhì)自動化建模方法無縫對接地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，建模數(shù)據(jù)源于勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的勘探孔資料、場地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)，建模人員只需根據(jù)工程編號索引來檢索數(shù)據(jù)庫中所需構(gòu)建的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，即可進行自動建模，無需再人為作鉆孔判別、地層劃分等數(shù)據(jù)預(yù)處理，具體包括以下步驟:
通過勘察地質(zhì)勘察信息處理軟件導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)到勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，根據(jù)配置文件連接勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，并利用部署在服務(wù)器端的WCF服務(wù)功能解析鉆孔、場地分層、剖面等勘察數(shù)據(jù)，供Revit平臺獲取使用。其中，相關(guān)數(shù)據(jù)指的是勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件，可以包括勘探孔資料、場地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)。
[0016]Revit平臺在從勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)器中獲取到勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件之后可在前段界面瀏覽該工程鉆孔、地層個數(shù)以及鉆孔點位分布等基礎(chǔ)信息，同時自動配置好默認的建模參數(shù)。用戶也可根據(jù)自身的建模需求來自行設(shè)置建模參數(shù)。
[0017]Revit平臺的建模算法利用Delauny三角剖分算法建立一個主TIN，然后逐層遍歷主TIN中的三角形，以鉆孔分層點為樣本點，以最小距離反比法和普通克里格法空間插值擬合，求出上下對應(yīng)的兩個三角形的空間位置并用Revit中自適應(yīng)的三棱柱體量族來構(gòu)建相應(yīng)的實體單元，將所屬的層號賦給該實體單元，最后將相同層號的實體單元拼接形成地層實體。同時，地層實體還掛接地層屬性，便于用戶查看并進行參照對比。采用Revit中自適應(yīng)的三棱柱體量族來構(gòu)建相應(yīng)的實體單元使得用戶可以自定義編輯材質(zhì)，方便算量和開挖；可掛接巖土力學(xué)參數(shù)，供后續(xù)土力學(xué)分析以及制訂決算表，核算工程量。
[0018]而在建模時，根據(jù)默認的工程勘察規(guī)范，建模范圍限于實際鉆孔區(qū)域內(nèi)，不做外部延伸。同時，Revit平臺基于廣義三棱柱(GTP)作為最小實體單元，逐層建立實體模型；在處理尖滅、透鏡體等復(fù)雜地質(zhì)情況時，廣義三棱柱可退化成四棱錐或四面體，按照尖滅到1/2的規(guī)則構(gòu)建尖滅地層，保證建模與實際勘察成果一致，提高模型的正確性。
[0019]Revit平臺可根據(jù)上述建模算法自動建立鉆孔模型和三維折線剖面，與所建立的三維地層模型融合在統(tǒng)一的場景中，可自由旋轉(zhuǎn)、縮放三維場景，使用戶可以瀏覽并管理勘察成果。同時，Revit平臺也可以根據(jù)上述建模算法建立與模型相匹配的樹節(jié)點空間，該樹節(jié)點空間包含有單個鉆孔或單層地層的位置信息和狀態(tài)信息，可供用戶多角度觀察所建立的地質(zhì)模型。
[°02°] Revit平臺可導(dǎo)出dwg、fbx、3ds等常用三維數(shù)據(jù)格式，同時本實施例對dwg格式的導(dǎo)出方式做了改進，可以按層導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件，便于后續(xù)管理和計算。
[0021]本實施例在具體實施時:Revit內(nèi)部實體構(gòu)建、運算、材質(zhì)、屬性等建模。Revit平臺在構(gòu)建廣義三棱柱時，包括三角化，構(gòu)網(wǎng)，構(gòu)體，屬性掛接等算法。
【主權(quán)項】
1.一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，涉及Revi t平臺，其特征在于:所述方法至少包括以下步驟: 采集勘察數(shù)據(jù):將勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件導(dǎo)入地質(zhì)數(shù)據(jù)庫； 調(diào)用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫并進行建模:所述Revit平臺從所述地質(zhì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)獲取所述勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件并根據(jù)所述源文件進行建模。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺的建模算法是以所述鉆孔數(shù)據(jù)源文件中的勘探孔的孔口 二維坐標做原始樣本點，采用Delauny三角剖分來構(gòu)建主TIN。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺的建模范圍限于實際鉆孔區(qū)域內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺的建模算法是使用最小距離反比法和普通克里格法對模型進行插值擬合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺的建模算法基于廣義三棱柱作為最小實體單元，逐層建立實體模型；在處理尖滅、透鏡體等復(fù)雜地質(zhì)情況時，所述廣義三棱柱可退化成四棱錐或四面體，按照尖滅到1/2的規(guī)則構(gòu)建尖滅地層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，其特征在于:使用所述Re V it平臺的自適應(yīng)體量族來構(gòu)建三棱柱模型。
【專利摘要】本發(fā)明涉及BIM自動化建模領(lǐng)域，尤其是基于BIM的三維地質(zhì)自動化建模方法，其特征在于：所述方法至少包括以下步驟：采集勘察數(shù)據(jù)：將勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件導(dǎo)入地質(zhì)數(shù)據(jù)庫；調(diào)用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫并進行建模：所述Revit平臺從所述地質(zhì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)獲取所述勘察地質(zhì)及鉆孔數(shù)據(jù)源文件并根據(jù)所述源文件進行建模。本發(fā)明的優(yōu)點是：實現(xiàn)了自動快速將勘察數(shù)據(jù)構(gòu)建生成三維地質(zhì)模型，包括實體構(gòu)建、材質(zhì)渲染、屬性建模等，使用戶從三維的角度瀏覽并管理勘察成果，進一步挖掘了BIM在工程勘察領(lǐng)域中發(fā)揮的作用。
【IPC分類】G06T17/05
【公開號】CN105631935
【申請?zhí)枴緾N201511007313
【發(fā)明人】毛維辰, 易愛華, 雷文敏
【申請人】上海順凱信息技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月30日