CN104658040A - 一种利用bim实现三维地形地貌建模的方法及装置 - Google Patents

一种利用bim实现三维地形地貌建模的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及地形地貌建模技术领域，尤其涉及一种利用BIM实现三维地形地貌建模的方法及装置。一种利用BIM实现三维地形地貌建模的方法，包括：获取施工工地的勘测数据；确定所述勘测数据的类型，其中，所述勘测数据的类型包括：所述施工工地的二维图纸数据和所述施工工地的地质钻孔资料数据；按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型。本发明的利用BIM实现三维地形地貌建模的方法及装置，通过建立桥梁建设位置的三维地形地貌模型，直观展示桥梁建设位置处的地形地貌，以提高为桥梁架设所提供的数据的准确性。

Description

一种利用BIM实现三维地形地貌建模的方法及装置
技术领域
本发明涉及地形地貌建模技术领域，具体而言，涉及一种利用建筑信息模型BIM实现三维地形地貌建模的方法及装置。
背景技术
随着桥梁建设技术的不断发展，大跨度桥梁正以日新月异的态势快速涌现，而钢桁拱桥因其比预应力砼桥有着更好的跨域能力而被广泛采用。
钢桁拱桥的设计、架设及施工方法的选择过程中，不仅要考虑桥梁形式、跨度、宽度，交通、设备、工期及造价等因素，还需要考虑桥梁所位于的水文、地质、地形等地形地貌条件。
相关技术中，提供桥梁建设位置地形地貌的主要方式是：绘制桥梁建设相关位置的地形地貌图纸，利用地形地貌图纸为桥梁建设提供数据支持。
但，相关技术中所提供的地形地貌图纸一般为二维图纸，图纸中各种线条的长短、比例等人工设置，很容易出现数据错误，而二维图纸的平面展示中很难发现地形地貌的数据错误，难以为桥梁架设提供准确的数据支持，为桥梁施工带来不便。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种利用BIM实现三维地形地貌建模的方法及装置，通过建立桥梁建设位置的三维地形地貌模型，直观展示桥梁建设位置处的地形地貌，以提高为桥梁架设所提供的数据的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种利用BIM实现三维地形地貌建模的方法，包括：获取施工工地的勘测数据；确定所述勘测数据的类型，其中，所述勘测数据的类型包括：所述施工工地的二维图纸数据和所述施工工地的地质钻孔资料数据；按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型包括：如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的二维图纸数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA线框模型；各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型包括：如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的地质钻孔资料数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA钻孔点模型；将各个所述CATIA钻孔点模型连接形成多个不同的CATIA线框模型；各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：应用所述CATIA地层面模型进行后续施工操作。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述施工工地为搭架钢桁拱桥的施工工地，所述施工操作为钢桁拱桥施工。
第二方面，本发明实施例还提供了一种利用BIM实现三维地形地貌建模的装置，包括：勘测数据获取模块，用于获取施工工地的勘测数据；数据类型确定模块，用于确定所述勘测数据的类型，其中，所述勘测数据的类型包括：所述施工工地的二维图纸数据和所述施工工地的地质钻孔资料数据；模型建立模块，用于按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述模型建立模块，包括：第一线框模型获取单元，用于如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的二维图纸数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA线框模型；第一面模型获取单元，用于各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；第一地层面模型获取单元，用于各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述模型建立模块，包括：点模型获取单元，用于如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的地质钻孔资料数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA钻孔点模型；第二线框模型获取单元，用于将各个所述CATIA钻孔点模型连接形成多个不同的CATIA线框模型；第二面模型获取单元，用于各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；第二地层面模型获取单元，用于各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：施工操作模块，用于应用所述CATIA地层面模型进行后续施工操作。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述施工工地为搭架钢桁拱桥的施工工地，所述施工操作为钢桁拱桥施工。
本发明实施例提供的利用BIM实现三维地形地貌建模的方法及装置，获取施工工地的勘测数据，其中获取的勘测数据分为施工工地的二维图纸数据和施工工地的地质钻孔资料数据，并根据勘测数据的类型建立CATIA地质层面模型，该CATIA地质层面模型为三维地形地貌模型，能够直观展示桥梁建设位置的地形地貌，并且可以根据地形地貌之间的数据关联对地形地貌数据进行校验，确保为桥梁建设所提供数据的准确性，以为桥梁建设提供更为准确的数据支持。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例中利用BIM实现三维地形地貌建模的方法流程图；
图2示出了本发明实施例中利用BIM实现三维地形地貌建模的装置的结构示意图；
图3示出了本发明实施例中利用BIM实现三维地形地貌建模的具体方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
桥梁建设，例如钢桁拱桥建设过程中，建设位置处的地形地貌等因素对桥梁的结构设计、施工方法选择及施工进度均具有至关重要的影响。
现有桥梁建设中，多依靠二维的地形地貌图纸提供数据支持，但以二维方式展示实际状态的三维场景，数据展示方式不够直观立体；而且，二维图纸中，体现数据关系的线段的长短、比例关系人为设定，若地形地貌数据中出现错误或者存在偏差，很难在二维图纸上发现，综上可以看出，利用二维图纸提供地形地貌数据难以为桥梁建设提供准确的数据支持，从而为桥梁的设计、施工带来不便。
为了解决上述技术问题，本申请中提供了一种利用施工工地的勘测数据建立CATIA地质层面模型的方法，其中勘测数据包括施工工地的二维图纸数据和施工工地的地质钻孔资料数据。
CATIA地质层面模型是一种三维立体模型，能够以直观立体的方式展示施工工地的地形地貌，且通过三维立体模型的展示能够直观获取地形地貌数据之间的关联，为校验施工工地的勘测数据提供便利，从而有效确保提供的地形地貌数据的准确性，从而为桥梁的建设提供更为准确的数据支持，为桥梁的设计、施工带来便利。
基于上述思想，本发明实施例中的利用BIM实现三维地形地貌建模的方法的主要处理步骤，如图1所示，包括：
步骤S11：获取施工工地的勘测数据；
步骤S12：确定勘测数据的类型，其中，勘测数据的类型包括：施工工地的二维图纸数据和施工工地的地质钻孔资料数据；
步骤S13：按照确定的勘测数据的类型为勘测数据建立CATIA地质层面模型。
该方法中，BIM是指建筑信息模型，其中BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。
CATIA是一种交互式CAD/CAE/CAM系统，能够支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。
考虑到获取的勘测数据的类型不同，在根据勘测数据的类型为勘测数据建立CATIA地质层面模型时，要充分考虑勘测数据的类型，依据不同的数据类型，采用不同的模型建立方法。
例如，当获取到的勘测数据的类型为施工工地的二维图纸数据时，建立CATIA地质层面模型的方法可以采用如下方式：在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入勘测数据，得到多个不同的CATIA线框模型；各个面对应的CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
又例如，当获取到的勘测数据的类型为施工工地的地质钻孔资料数据时，在利用获取到的勘测数据建立CATIA地层面模型时，可以采用如下方式：在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入勘测数据，得到多个不同的CATIA钻孔点模型；将各个CATIA钻孔点模型连接形成多个不同的CATIA线框模型；各个面对应的CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
本申请中，针对不同的勘测数据采用不同的CATIA地层面模型建模方法，以满足不同的地形地貌建模需求。
基于不同的勘测数据建立的CATIA地层面模型，应用于后续桥梁模型的建立及后续施工操作。
利用本申请方法可以为各种建筑的施工工地建立CATIA地层面模型，优选地，本申请中的施工工地为搭架钢桁拱桥的施工工地，施工操作为钢桁拱桥施工。
对应于上述利用BIM实现三维地形地貌建模的方法，本发明实施例提供了一种利用BIM实现三维地形地貌建模的装置，参见图2所示的利用BIM实现三维地形地貌建模的装置的结构框图，该装置包括以下模块：
勘测数据获取模块21，用于获取施工工地的勘测数据；
数据类型确定模块22，用于确定勘测数据的类型，其中，勘测数据的类型包括：施工工地的二维图纸数据和施工工地的地质钻孔资料数据；
模型建立模块23，用于按照确定的勘测数据的类型为勘测数据建立CATIA地质层面模型。
利用本申请三维地形地貌建模的装置能够实现施工工地CATIA地质层面模型的建立，该CATIA地质层面模型为三维立体模型，能够直观、立体、全方位展示施工工地的地形地貌，为后续施工建设提供数据依据，并且通过地质层面模型的展示能够对施工工地处的地形地貌进行数据校验，确保为施工建设提供的地形地貌模型的准确性。
考虑到勘测数据获取模块获取的勘测数据分为不同类型，在建立CATIA地质层面模型时，要充分考虑勘测数据的类型，基于不同的数据类型采用不同的建模方式，由此保证得到的CATIA地质层面模型的直观准确性。
具体实施时，当勘测数据的类型为施工工地的二维图纸数据时，对应所采用的建模方法，在模型建立模块23中可以包括第一线框模型获取单元，用于如果勘测数据的类型为施工工地的二维图纸数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入勘测数据，得到多个不同的CATIA线框模型；第一面模型获取单元，用于各个面对应的CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；第一地层面模型获取单元，用于各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
当勘测数据的类型为施工工地的地质钻孔资料数据时，对应所采用的建模方法，在模型建立模块23中包括点模型获取单元，用于如果勘测数据的类型为施工工地的地质钻孔资料数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入勘测数据，得到多个不同的CATIA钻孔点模型；第二线框模型获取单元，用于将各个CATIA钻孔点模型连接形成多个不同的CATIA线框模型；第二面模型获取单元，用于各个面对应的CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；第二地层面模型获取单元，用于各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
由此看出，本申请中，针对不同的勘测数据采用了不同的CATIA地层面模型建模方法，以满足不同的地形地貌建模需求。
基于不同的勘测数据建立的CATIA地层面模型，可以应用于后续桥梁模型的建立及后续施工操作，因此在该装置中还施工操作模块，用于应用CATIA地层面模型进行后续施工操作，其中，本申请中施工工地为搭架钢桁拱桥的施工工地，施工操作为钢桁拱桥施工。
本申请中还提供了一种利用BIM实现三维地形地貌建模方法的具体实施例，其中，桥梁模型建立时可以根据获取到的勘测数据类型采用以下方式，参考图3：第一种是基于设计院提供的二维图纸数据，其中二维图纸数据主要涉及地质剖面资料数据，在CATIA地质模块中进行CATIA线框模型导入，形成三角网格包围的CATIA面模型，根据不同地层面模型的导入，形成CATIA地层面模型。第二种是基于地质勘测院提供的地质钻孔资料数据(.asc格式数据)，通过CATIA地质模块直接导入，形成CATIA钻孔点模型最终形成CATIA地层面模型。
本申请中，无论采用哪种方式建立地质模型，都能快速直观的形成地质数据，以作为桥梁数据的放置基础使用。为整桥模型的建立提供标准参考数据，为地质数据后期处理也提供了方便。
通过CATIA软件导入功能，把设计院提供的地质数据快速导入形成地质模型，直观的反应了桥梁所在位置的地形情况，为后续项目部便道规划、经理部驻地建设、场地布置、大型缆索系统设计及扣挂系统设计提供了详实的数据。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种利用BIM实现三维地形地貌建模的方法，其特征在于，包括：
获取施工工地的勘测数据；
确定所述勘测数据的类型，其中，所述勘测数据的类型包括：所述施工工地的二维图纸数据和所述施工工地的地质钻孔资料数据；
按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型包括：
如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的二维图纸数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA线框模型；
各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；
各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型包括：
如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的地质钻孔资料数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA钻孔点模型；
将各个所述CATIA钻孔点模型连接形成多个不同的CATIA线框模型；
各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；
各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
应用所述CATIA地层面模型进行后续施工操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述施工工地为搭架钢桁拱桥的施工工地，所述施工操作为钢桁拱桥施工。
6.一种利用BIM实现三维地形地貌建模的装置，其特征在于，包括：
勘测数据获取模块，用于获取施工工地的勘测数据；
数据类型确定模块，用于确定所述勘测数据的类型，其中，所述勘测数据的类型包括：所述施工工地的二维图纸数据和所述施工工地的地质钻孔资料数据；
模型建立模块，用于按照确定的所述勘测数据的类型为所述勘测数据建立CATIA地质层面模型。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述模型建立模块，包括：
第一线框模型获取单元，用于如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的二维图纸数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA线框模型；
第一面模型获取单元，用于各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；
第一地层面模型获取单元，用于各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述模型建立模块，包括：
点模型获取单元，用于如果所述勘测数据的类型为所述施工工地的地质钻孔资料数据，在CATIA软件的CATIA地质模块中逐一导入所述勘测数据，得到多个不同的CATIA钻孔点模型；
第二线框模型获取单元，用于将各个所述CATIA钻孔点模型连接形成多个不同的CATIA线框模型；
第二面模型获取单元，用于各个面对应的所述CATIA线框模型形成多个不同三角网格包围的CATIA面模型；
第二地层面模型获取单元，用于各个不同地层对应的CATIA面模型形成CATIA地层面模型。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
施工操作模块，用于应用所述CATIA地层面模型进行后续施工操作。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述施工工地为搭架钢桁拱桥的施工工地，所述施工操作为钢桁拱桥施工。
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