基于bim的三維地質(zhì)自動(dòng)化建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及B頂自動(dòng)化建模領(lǐng)域，尤其是基于B頂?shù)娜S地質(zhì)自動(dòng)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(lái)越多的客戶需要對(duì)地層進(jìn)行建模。在巖土工程勘察地質(zhì)成果三維可視化的過(guò)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(jìn)行巖土層建模工作，建模工作量大且繁瑣，容易出錯(cuò)，建模效率較低；
2)建立三維地質(zhì)模型時(shí)僅能處理常規(guī)巖土地層，對(duì)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(jìn)行巖土地層的粗略建模；
3)利用Revit軟件進(jìn)行基坑開挖模擬，只能同時(shí)針對(duì)一個(gè)巖土層手動(dòng)進(jìn)行；
4)缺乏與巖土工程勘察領(lǐng)域相關(guān)的計(jì)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(dòng)化程度和高效精確建模的方向上加以改進(jìn)。

【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(dòng)化建模方法，無(wú)縫對(duì)接地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，建模數(shù)據(jù)源于勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的勘探孔資料、場(chǎng)地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標(biāo)、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)，建模人員只需根據(jù)工程編號(hào)索引來(lái)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中所需構(gòu)建的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行自動(dòng)建模，無(wú)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(shí)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(dòng)化建模方法，涉及Revit平臺(tái)，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(kù)；
調(diào)用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行建模:所述Revit平臺(tái)從所述地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jìn)行建模。
[0006]本建模方法無(wú)縫對(duì)接地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，建模數(shù)據(jù)源于勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的勘探孔資料、場(chǎng)地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標(biāo)、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)，建模人員只需根據(jù)工程編號(hào)索引來(lái)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中所需構(gòu)建的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行自動(dòng)建模，無(wú)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(tái)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(biāo)做原始樣本點(diǎn)，采用Delauny三角剖分來(lái)構(gòu)建主TIN。
[0008]所述Revit平臺(tái)的建模范圍限于實(shí)際鉆孔區(qū)域內(nèi)。
[0009]所述Revit平臺(tái)的建模算法是使用最小距離反比法和普通克里格法對(duì)模型進(jìn)行插值擬合。
[0010]所述Revit平臺(tái)的建模算法基于廣義三棱柱作為最小實(shí)體單元，逐層建立實(shí)體模型；在處理尖滅、透鏡體等復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，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(tái)做二次開發(fā)，使用自適應(yīng)體量族來(lái)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(duì)接其他格式的三維模型，實(shí)現(xiàn)地上地下一體化管理。
[0012]根據(jù)建模場(chǎng)地范圍和建模精度對(duì)建模過(guò)程進(jìn)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(kù)連接等一系列參數(shù)配置。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:(I)快速自動(dòng)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(jìn)行交叉對(duì)比驗(yàn)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(tái)中集成顯示。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的工作原理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明中基于B頂?shù)娜S地質(zhì)自動(dòng)化建模方法無(wú)縫對(duì)接地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，建模數(shù)據(jù)源于勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的勘探孔資料、場(chǎng)地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標(biāo)、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)，建模人員只需根據(jù)工程編號(hào)索引來(lái)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中所需構(gòu)建的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行自動(dòng)建模，無(wú)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(guò)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(kù)，并利用部署在服務(wù)器端的WCF服務(wù)功能解析鉆孔、場(chǎng)地分層、剖面等勘察數(shù)據(jù)，供Revit平臺(tái)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(chǎng)地分層數(shù)據(jù)、平面布孔坐標(biāo)、剖面等地質(zhì)數(shù)據(jù)。
[0016]Revit平臺(tái)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(gè)數(shù)以及鉆孔點(diǎn)位分布等基礎(chǔ)信息，同時(shí)自動(dòng)配置好默認(rèn)的建模參數(shù)。用戶也可根據(jù)自身的建模需求來(lái)自行設(shè)置建模參數(shù)。
[0017]Revit平臺(tái)的建模算法利用Delauny三角剖分算法建立一個(gè)主TIN，然后逐層遍歷主TIN中的三角形，以鉆孔分層點(diǎn)為樣本點(diǎn)，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(duì)應(yīng)的兩個(gè)三角形的空間位置并用Revit中自適應(yīng)的三棱柱體量族來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)體單元，將所屬的層號(hào)賦給該實(shí)體單元，最后將相同層號(hào)的實(shí)體單元拼接形成地層實(shí)體。同時(shí)，地層實(shí)體還掛接地層屬性，便于用戶查看并進(jìn)行參照對(duì)比。采用Revit中自適應(yīng)的三棱柱體量族來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)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(shí)，根據(jù)默認(rèn)的工程勘察規(guī)范，建模范圍限于實(shí)際鉆孔區(qū)域內(nèi)，不做外部延伸。同時(shí)，Revit平臺(tái)基于廣義三棱柱(GTP)作為最小實(shí)體單元，逐層建立實(shí)體模型；在處理尖滅、透鏡體等復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，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(shí)際勘察成果一致，提高模型的正確性。
[0019]Revit平臺(tái)可根據(jù)上述建模算法自動(dòng)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(chǎng)景中，可自由旋轉(zhuǎn)、縮放三維場(chǎng)景，使用戶可以瀏覽并管理勘察成果。同時(shí)，Revit平臺(tái)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(diǎn)空間，該樹節(jié)點(diǎn)空間包含有單個(gè)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(tái)可導(dǎo)出dwg、fbx、3ds等常用三維數(shù)據(jù)格式，同時(shí)本實(shí)施例對(duì)dwg格式的導(dǎo)出方式做了改進(jìn)，可以按層導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件，便于后續(xù)管理和計(jì)算。
[0021]本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí):Revit內(nèi)部實(shí)體構(gòu)建、運(yùn)算、材質(zhì)、屬性等建模。Revit平臺(tái)在構(gòu)建廣義三棱柱時(shí)，包括三角化，構(gòu)網(wǎng)，構(gòu)體，屬性掛接等算法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于BIM的三維地質(zhì)自動(dòng)化建模方法，涉及Revi t平臺(tái)，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(kù)； 調(diào)用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行建模:所述Revit平臺(tái)從所述地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jìn)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(dòng)化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺(tái)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(biāo)做原始樣本點(diǎn)，采用Delauny三角剖分來(lái)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(dòng)化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺(tái)的建模范圍限于實(shí)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(dòng)化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺(tái)的建模算法是使用最小距離反比法和普通克里格法對(duì)模型進(jìn)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(dòng)化建模方法，其特征在于:所述Revit平臺(tái)的建模算法基于廣義三棱柱作為最小實(shí)體單元，逐層建立實(shí)體模型；在處理尖滅、透鏡體等復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，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(dòng)化建模方法，其特征在于:使用所述Re V it平臺(tái)的自適應(yīng)體量族來(lái)構(gòu)建三棱柱模型。
【專利摘要】本發(fā)明涉及BIM自動(dòng)化建模領(lǐng)域，尤其是基于BIM的三維地質(zhì)自動(dòng)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(kù)；調(diào)用地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行建模：所述Revit平臺(tái)從所述地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jìn)行建模。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)快速將勘察數(shù)據(jù)構(gòu)建生成三維地質(zhì)模型，包括實(shí)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(jìn)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(hào)】CN105631935
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511007313
【發(fā)明人】毛維辰, 易愛華, 雷文敏
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2015年12月30日