CN106372293B - 一种基于三维基准线的构筑物bim模型创建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，包括以下步骤：S1、基于线路平面和纵断面数据生成空间三维线路；S2、提取构筑物平面中心的位置，根据其和空间三维线路的关系生成不连续构筑物三维模型；S3、建立线路里程点对应的局部坐标系并依其绘制相应的结构轮廓，基于空间三维线路对结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型；S4、生成完整的构筑物BIM模型。本发明创建了构筑物BIM模型，实现了构筑物布置的三维可视化设计，其生成的模型直观形象，且更新修改模型极为方便，有利于提高工程效率。此外，本发明生成的模型建立起了构筑物全生命周期数据库，从而为后期运营维护提供更多的依据。

Description

一种基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法

技术领域

本发明属于构筑物设计技术领域，具体涉及一种基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法。

背景技术

我国在大力发展基础交通建设。目前，基于交通规划路线，常用的构筑物布置设计方法为：(1)利用线路平面图，结合地形、规划路网等控制因素布置线路中不连续构筑物；(2)利用线路纵断面，结合构造尺寸等信息布置连续结构。

但是，上述的构筑物的布置设计方法仍然停留在二维设计阶段，其存在以下缺点和局限：(1)设计成果仅为二维展示，无法如三维模型那样形象直观；(2)平面图和立面图属于相对割裂的两个部分，无法做到联动修改，在设计过程中，若线路变化或者局部调整时，需要同时对平面图和立面图进行修改，修改工程量巨大。而且，当前也没有一款合适的设计软件可直接用于构筑物设计中，以解决当前构筑物设计所面临的技术问题。

BIM(建筑信息模型)作为一种新兴的建筑模型设计方法，其具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等优异特点，一出现便受到建筑工程行业的特别关注，但是，BIM目前还处于概念模式，并未被投入到实际的工程设计当中。

因此，寻求一种更优的构筑物设计方法，其可以结合BIM以解决传统的二维构筑物布置方法存在的问题，成为当前之需。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种新颖的构筑物设计方法，其可以创建构筑物BIM模型，实现了构筑物布置的三维可视化，所生成的模型直观形象，而且更新修改模型极为方便，有利于提高工程效率。

首先，对以下名词或术语进行解释说明：

线路里程点：依据设计线路特定距离确定的位置。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

一种基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于线路平面和纵断面数据生成空间三维线路；

S2、提取构筑物平面中心的位置，根据其和空间三维线路的关系生成不连续构筑物三维模型；

S3、建立线路里程点对应的局部坐标系并依其绘制相应的结构轮廓，基于空间三维线路对结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型；

S4、生成完整的构筑物BIM模型。

进一步的，在所述步骤S3后，还包括有：

S4、在完整的构筑物BIM模型中，为其中的每个构筑物添加非几何信息。

进一步的，在所述步骤S4后，还包括有：

S5、根据工程需要，查询、修改空间三维线路沿线各构筑物的几何信息和/或非几何信息。

进一步的，所述非几何信息包括有里程、设计单位、使用单位、材料等级、设备类型。

进一步的，所述几何信息包括有结构空间位置、净空、跨度、构造尺寸。

进一步的，在步骤S1中，生成空间三维线路的子步骤包括：

S11、利用线路平面和纵断面数据，提取相应点的X1、Y1、Z1坐标；

S12、根据各相应点的X1、Y1、Z1坐标，利用曲线拟合方式生成空间三维线路。

进一步的，在步骤S2中，生成不连续构筑物三维模型的子步骤包括：

S21、提取构筑物平面中心点的位置和其对应的结构类型，生成其对应的下部结构各构件的初始模型，进而生成下部结构三维模型；

S22、将下部结构三维模型映射到空间三维线路的曲线中对应的构筑物中心点处，生成不连续构筑物三维模型。

进一步的，在步骤S3中，生成连续构筑物三维模型的子步骤包括：

S31、根据布跨信息、连续构筑物截面轮廓信息以及二者与线路中心线的关系，在线路平面曲线上提取各线路里程点并反向映射到空间三维线路，得到各线路里程点的相应空间点；

S32、以各相应空间点为原点建立相应的局部坐标系，其中，以空间点所在线路平面曲线的切线方向为Z2轴，法线方向为X2轴；

S33、对于各线路里程点，在其相应的局部坐标系中生成相应空间点位置的结构外部轮廓截面和内部空腔截面，绘制成各线路里程点对应的结构轮廓，基于空间三维线路对各结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

(1)对于本发明，基于其创建的空间三维线路的数据，可以针对各种类别的构筑物迅速地创建出完整的构筑物BIM模型，从而实现构筑物的三维可视化设计。在本发明中，模型建立后，不仅可以直观形象地查看结构空间位置、净空、跨度、构造尺寸等信息是否满足工程要求，而且，通过更新线路和输入数据即可对模型进行修改，非常方便。因此，本发明非常符合现代交通工程建设的实际需求，在构筑物相关的基础交通建设领域具有很高的市场价值。

(2)本发明建立的完整的构筑物BIM模型，除了包含构筑物结构的几何信息，还可以根据工程的实际需要添加非几何信息，从而建立起构筑物全生命周期数据库，进而为后期运营维护提供更多的依据。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法一实施方式的步骤示意图；

图2是采用本发明创建的空间三维线路示意图；

图3是采用本发明生成的不连续构筑物三维模型示意图；

图4是采用本发明生成的连续构筑物三维模型示意图；

图5是采用本发明生成的完整的构筑物BIM模型的局部示意图。

附图标记说明：

1、空间三维线路；2、不连续构筑物三维模型；3、连续构筑物三维模型；4、完整的构筑物BIM模型。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1～图5所示，本实施例公开了一种基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，包括以下步骤：

S1、基于线路平面和纵断面数据生成空间三维线路1。

对于本实施例，在步骤S1中，生成空间三维线路1的子步骤具体包括：

S11、利用线路专业提供的线路平面和纵断面数据，提取相应点的X1、Y1、Z1坐标；

S12、根据各相应点的X1、Y1、Z1坐标，利用曲线拟合方式生成空间三维线路1，其中，曲线拟合方式包括有nurbs曲线拟合等。

S2、提取构筑物平面中心的位置，根据其和空间三维线路1的关系生成不连续构筑物三维模型2。

对于本实施例，在步骤S2中，生成不连续构筑物三维模型2的子步骤具体包括：

S21、提取构筑物平面中心点的位置和其对应的结构类型，生成其对应的下部结构各构件的初始模型，进而生成下部结构三维模型，其中，下部结构三维模型的尺寸、形状等可以按提取的相关参数进行修改调整。

更具体的，构筑物平面中心点的位置的一种提取方法为：将空间三维线路1投影至大地平面(Z1＝0)以得到投影平面线路曲线，然后根据起点里程、所在相对位置等信息在投影平面线路曲线上提取构筑物平面中心点的位置。

S22、将下部结构三维模型映射到空间三维线路1的曲线中对应的构筑物中心点处，生成不连续构筑物三维模型2。

在本实施例中，也可以批量输入里程、所在相对位置等工程信息，从而批量生成各构筑物的三维模型，进而生成不连续构筑物三维模型2。

S3、建立线路里程点对应的局部坐标系并依其绘制相应的结构轮廓，基于空间三维线路1对结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型3。

对于本实施例，在步骤S3中，生成连续构筑物三维模型3的子步骤具体包括：

S31、根据布跨信息、连续构筑物截面轮廓信息以及二者与线路中心线的关系，在线路平面曲线上提取各线路里程点并反向映射到空间三维线路1，得到各线路里程点的相应空间点；

S32、以各相应空间点为原点建立相应的局部坐标系，其中，以空间点所在线路平面曲线的切线方向为Z2轴，法线方向为X2轴；

S33、对于各线路里程点，在其相应的局部坐标系中生成相应空间点位置的结构外部轮廓截面和内部空腔截面，绘制成各线路里程点对应的结构轮廓，基于空间三维线路1对各结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型3。

S4、生成完整的构筑物BIM模型4。

通过步骤S1～S4，生成了完整的构筑物BIM模型4，与传统的二维模型相比，其更为形象、直观。而且，对于该完整的构筑物BIM模型4，在设计过程中，若线路变化和局部调整时，只需对应更新输入数据，重新生成模型即可，换言之，采用本实施例所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法生成的模型易于修改，修改工作量很少，有利于提高工作效率。

S5、在完整的构筑物BIM模型4中，为其中的每个构筑物添加非几何信息。

其中，非几何信息包括有里程、设计单位、使用单位、材料等级、设备类型等。

通过步骤S4，采用本实施例所述的基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法生成的模型建立起了构筑物全生命周期数据库，从而为后期运营维护提供很多依据。

S6、根据工程需要，查询、修改空间三维线路1沿线各构筑物的几何信息和/或非几何信息。

其中，几何信息包括有结构构造信息，更具体的，其包括有结构空间位置、净空、跨度、构造尺寸等。

在本实施例中，也可以仅简单地任意放大查看模型中的相关信息(如图5所示)，而模型并没有被更新修改，明显的，本发明可以很好地满足实际工程需求。

本实施例所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法的其它部分参见现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于线路平面和纵断面数据，利用曲线拟合方式生成空间三维线路；将空间三维线路投影至大地平面以得到投影平面线路曲线，然后根据起点里程、所在相对位置在投影平面线路曲线上提取构筑物平面中心点的位置；

S2、提取构筑物平面中心点的位置，根据其和空间三维线路的关系生成不连续构筑物三维模型；

S3、建立线路里程点对应的局部坐标系并依其绘制相应的结构轮廓，基于空间三维线路对结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型；在步骤S3中，生成连续构筑物三维模型的子步骤包括：

S31、根据布跨信息、连续构筑物截面轮廓信息以及二者与线路中心线的关系，在线路平面曲线上提取各线路里程点并反向映射到空间三维线路，得到各线路里程点的相应空间点；

S32、以各相应空间点为原点建立相应的局部坐标系，其中，以空间点所在线路平面曲线的切线方向为Z2轴，法线方向为X2轴；

S33、对于各线路里程点，在其相应的局部坐标系中生成相应空间点位置的结构外部轮廓截面和内部空腔截面，绘制成各线路里程点对应的结构轮廓，基于空间三维线路对各结构轮廓扫掠放样生成连续构筑物三维模型；

S4、生成完整的构筑物BIM模型。

2.根据权利要求1所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于，在所述步骤S4后，还包括有：

S5、在完整的构筑物BIM模型中，为其中的每个构筑物添加非几何信息。

3.根据权利要求2所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于，在所述步骤S5后，还包括有：

S6、根据工程需要，查询、修改空间三维线路沿线各构筑物的几何信息和/或非几何信息。

4.根据权利要求2或3所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于：所述非几何信息包括有里程、设计单位、使用单位、材料等级、设备类型。

5.根据权利要求3所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于：所述几何信息包括有结构空间位置、净空、跨度、构造尺寸。

6.根据权利要求1～3任一项所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于，在步骤S1中，生成空间三维线路的子步骤包括：

S11、利用线路平面和纵断面数据，提取相应点的X1、Y1、Z1坐标；

S12、根据各相应点的X1、Y1、Z1坐标，利用曲线拟合方式生成空间三维线路。

7.根据权利要求1～3任一项所述基于三维基准线的构筑物BIM模型创建方法，其特征在于，在步骤S2中，生成不连续构筑物三维模型的子步骤包括：

S21、提取构筑物平面中心点的位置和其对应的结构类型，生成其对应的下部结构各构件的初始模型，进而生成下部结构三维模型；

S22、将下部结构三维模型映射到空间三维线路的曲线中对应的构筑物中心点处，生成不连续构筑物三维模型。

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