CN106934111B - 一种基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程建模技术领域，公开了一种基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置，该方法或装置通过结合BIM技术，先根据在场地测量的地形数据生成地形三维实体模型，再结合设计高程或开挖断面进行模型加工，得到挖填后的工程三维实体模型，如此可使最终得到的工程三维模型能够为施工人员做直观、形象及真实的技术交底以及为后期的边坡工程设计提供设计基础，实现地形数据的高效利用。

Description

一种基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置
技术领域
本发明涉及工程建模技术领域，具体地，涉及一种基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置。
背景技术
在目前的工程建模技术中，主要利用诸如南方CASS软件、飞时达土方软件FastTFT、civil 3d等软件来计算土石方工程量(也仅只能测量或计算土石方工程量)。但是在这些传统方式中却很少结合地形数据来进行工程建模，使得地形数据的利用效率极低，存在诸多的应用限制，例如不能有效展示开挖前后的真实效果，也不能利用这些地形数据做形象的技术交底，更不能为后期的边坡支护工程设计提供设计基础，从而不能让地形数据发挥更大的作用，无法满足对地形数据的高效利用需求。
发明内容
针对前述现有的技术问题，本发明提供了一种基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置，该方法或装置通过结合BIM技术，先根据在场地测量的地形数据生成地形三维实体模型，再结合设计高程或开挖断面进行模型加工，得到挖填后的工程三维实体模型，如此可使最终得到的工程三维模型能够为施工人员做直观、形象及虚拟现实技术交底以及为后期的边坡工程设计提供设计基础，实现地形数据的高效利用。
本发明采用的技术方案,一方面提供了一种基于地形数据的工程三维实体建模方法，包括如下步骤：S101.获取地形数据，生成地形数据文件；S102.将所述地形数据文件导入至第一BIM三维软件中，生成地形三维曲面模型；S103.对所述地形三维曲面模型进行等间距的剖切处理，得到包含若干剖面图的二维平面图纸；S104.将所述二维平面图纸导入至第二BIM三维软件中，通过图纸拾取处理生成地形三维实体模型；S105.根据挖方设计高程和/或挖方断面对所述地形三维实体模型进行剪切处理，生成挖方工程三维实体模型，然后根据填方设计高程和/或填方断面对所述挖方工程三维实体模型进行粘接处理，生成填方工程三维实体模型。
优化的，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：S106.根据所述挖方工程三维实体模型计算并展示挖方工程量，和/或根据所述填方工程三维实体模型计算并展示填方工程量。
优化的，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：S107.展示所述挖方工程三维实体模型或所述填方工程三维实体模型。
优化的，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：S108.导入来自人机交互界面的边坡支护工程设计参数，然后根据所述边坡支护工程设计参数对所述挖方工程三维实体模型和/或所述填方工程三维实体模型进行粘接处理，生成边坡支护工程三维实体模型，最后展示所述边坡支护工程三维实体模型/和根据所述边坡支护工程三维实体模型计算并展示边坡支护工程的工程量。
优化的，所述地形数据文件为基于坐标点数据的点文件或基于高程数据的dwg格式文件。
本发明采用的技术方案,另一方面还提供了一种基于地形数据的工程三维实体建模装置，包括依次通信连接的地形数据获取模块、地形三维曲面模型生成模块、剖切处理模块、地形三维实体模型生成模块和模型加工模块：所述地形数据获取模块用于获取地形数据，生成地形数据文件；所述地形三维曲面模型生成模块用于将地形数据文件导入至第一BIM三维软件中，生成地形三维曲面模型；所述剖切处理模块用于对地形三维曲面模型进行等间距的剖切处理，得到包含若干剖面图的二维平面图纸；所述地形三维实体模型生成模块用于将二维平面图纸导入至第二BIM三维软件中，通过图纸拾取处理生成地形三维实体模型；所述模型加工模块用于根据挖方设计高程和/或挖方断面对地形三维实体模型进行剪切处理，生成挖方工程三维实体模型，然后根据填方设计高程和/或填方断面对前述挖方工程三维实体模型进行粘接处理，生成填方工程三维实体模型。
优化的，还包括通信连接所述模型加工模块的工程量计算模块；所述工程量计算模块用于根据工程的三维实体模型计算对应的工程量。
优化的，还包括通信连接所述模型加工模块的模型展示模块；所述模型展示模块用于展示工程的三维实体模型及对应的工程量。
优化的，还包括通信连接所述模型加工模块的模型附加设计处理模块；所述模型附加设计处理模块用于导入来自人机交互界面的边坡支护工程设计参数，然后根据所述边坡支护工程设计参数对挖方工程三维实体模型和/或填方工程三维实体模型进行粘接处理，生成边坡支护工程三维实体模型。
综上，采用本发明所提供的一种基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置，具有如下有益效果：该方法或装置通过结合BIM技术，先根据在场地测量的地形数据生成地形三维实体模型，再结合设计高程或开挖断面进行模型加工，得到挖填后的工程三维实体模型，如此可使最终得到的工程三维模型能够为施工人员做直观、形象及虚拟现实技术交底以及为后期的边坡工程设计提供设计基础，实现地形数据的高效利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明提供的基于地形数据的工程三维实体建模方法的流程示意图。
图2是本发明提供的基于地形数据的工程三维实体建模装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一
图1示出了本发明提供的基于地形数据的工程三维实体建模方法的流程示意图。本实施例提供的所述基于地形数据的工程三维实体建模方法，包括如下步骤。
S101.获取地形数据，生成地形数据文件。
在所述步骤S101中，获取地形数据的方式即可以是在测量人员测量地形数据后，通过数据导入方式获取，也可以是通过GIS(Geographic Information System或Geo－Information system，地理信息系统)技术获取。在获取后生成的地形数据文件可以但不限于为基于坐标点数据的点文件或基于高程数据的dwg格式文件。
S102.将所述地形数据文件导入至第一BIM三维软件中，生成地形三维曲面模型。
在所述步骤S102中，所述第一BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)三维软件可以但不限于为南方CASS软件、飞时达土方软件FastTFT、civil 3d等软件。
S103.对所述地形三维曲面模型进行等间距的剖切处理，得到包含若干剖面图的二维平面图纸。
在所述步骤S103中，所述剖切处理的方式可以但不限于为在接收来自人机交互界面的剖切指令后，启动所述第一BIM三维软件中的剖切功能或剖面功能进行指定处理，其中，所述剖切指令包括对剖切对象的指定、剖切方向及间距(例如每隔0.5m,1m,2m或3m剖切一次)等剖切参数的设定。
S104.将所述二维平面图纸导入至第二BIM三维软件中，通过图纸拾取处理生成地形三维实体模型。
在所述步骤S104中，所述第二BIM三维软件也可以但不限于为南方CASS软件、飞时达土方软件FastTFT、civil 3d等软件。
S105.根据挖方设计高程和/或挖方断面对所述地形三维实体模型进行剪切处理，生成挖方工程三维实体模型，然后根据填方设计高程和/或填方断面对所述挖方工程三维实体模型进行粘接处理，生成填方工程三维实体模型。
在所述步骤S105中，所述挖方设计高程、所述挖方断面、所述填方设计高程和所述填方断面可以但不限于来自人机交互界面。所述剪切处理的方式可以但不限于为在接收来自人机交互界面的剪切指令后，启动所述第二BIM三维软件中的剪切功能进行指定处理，其中，所述剪切指令包括对剪切对象的指定、剪切位置及尺寸等剪切参数的设定。所述粘接处理的方式可以但不限于为在接收来自人机交互界面的粘接指令后，启动所述第二BIM三维软件中的粘接功能进行指定处理，其中，所述粘接指令包括对粘接对象的指定、粘接位置及尺寸等粘接参数的设定。如此通过前述步骤S101～S105，可以将地形数据与BIM技术相结合，可得到具有地形特征的挖填方工程三维实体模型，由此能够为施工人员做直观、形象及虚拟现实技术交底以及为后期的边坡工程设计提供设计基础，实现地形数据的高效利用。
优化的，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：S106.根据所述挖方工程三维实体模型计算并展示挖方工程量，和/或根据所述填方工程三维实体模型计算并展示填方工程量。由于所述第二BIM三维软件的基本功能就是计算土石方的工程量，因此可以很容易的实现本步骤，并为工程成本的计算提供高精确的基础数据。
优化的，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：S107.展示所述挖方工程三维实体模型或所述填方工程三维实体模型。所述展示的方式可以但不限于通过投影仪或显示屏来进行三维实体模型的展示，如此可向一线施工人员提供直观、形象及虚拟现实的工程三维实体模型及相关数据，高效的进行技术交底，杜绝工程出错。
优化的，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：S108.导入来自人机交互界面的边坡支护工程设计参数，然后根据所述边坡支护工程设计参数对所述挖方工程三维实体模型和/或所述填方工程三维实体模型进行粘接处理，生成边坡支护工程三维实体模型，最后展示所述边坡支护工程三维实体模型/和根据所述边坡支护工程三维实体模型计算并展示边坡支护工程的工程量。通过所述步骤S108，还可以利用前述得到的工程三维实体模型为后期的边坡工程设计提供设计基础，进一步实现地形数据的高效利用。
综上，本实施例所提供的基于地形数据的工程三维实体建模方法，具有如下有益效果：该方法或装置通过结合BIM技术，先根据在场地测量的地形数据生成地形三维实体模型，再结合设计高程或开挖断面进行模型加工，得到挖填后的工程三维实体模型，如此可使最终得到的工程三维模型能够为施工人员做直观、形象及真实的技术交底以及为后期的边坡工程设计提供设计基础，实现地形数据的高效利用。
实施例二
图2示出了本发明提供的基于地形数据的工程三维实体建模装置的结构示意图。本实施例提供了一种实现实施例一所述建模方法的建模装置，包括依次通信连接的地形数据获取模块、地形三维曲面模型生成模块、剖切处理模块、地形三维实体模型生成模块和模型加工模块：所述地形数据获取模块用于获取地形数据，生成地形数据文件；所述地形三维曲面模型生成模块用于将地形数据文件导入至第一BIM三维软件中，生成地形三维曲面模型；所述剖切处理模块用于对地形三维曲面模型进行等间距的剖切处理，得到包含若干剖面图的二维平面图纸；所述地形三维实体模型生成模块用于将二维平面图纸导入至第二BIM三维软件中，通过图纸拾取处理生成地形三维实体模型；所述模型加工模块用于根据挖方设计高程和/或挖方断面对地形三维实体模型进行剪切处理，生成挖方工程三维实体模型，然后根据填方设计高程和/或填方断面对前述挖方工程三维实体模型进行粘接处理，生成填方工程三维实体模型。
优化的，还包括通信连接所述模型加工模块的工程量计算模块；所述工程量计算模块用于根据工程的三维实体模型计算对应的工程量。
优化的，还包括通信连接所述模型加工模块的模型展示模块；所述模型展示模块用于展示工程的三维实体模型及对应的工程量。
优化的，还包括通信连接所述模型加工模块的模型附加设计处理模块；所述模型附加设计处理模块用于导入来自人机交互界面的边坡支护工程设计参数，然后根据所述边坡支护工程设计参数对挖方工程三维实体模型和/或填方工程三维实体模型进行粘接处理，生成边坡支护工程三维实体模型
本实施例所提供的基于地形数据的工程三维实体建模装置，其具有的有益效果可参照实施例一得到，于此不再赘述。
如上所述，可较好地实现本发明。对于本领域的技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的基于地形数据的工程三维实体建模方法及其建模装置并不需要创造性的劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于地形数据的工程三维实体建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.获取地形数据，生成地形数据文件；
S102.将所述地形数据文件导入至第一BIM三维软件中，生成地形三维曲面模型；
S103.对所述地形三维曲面模型进行等间距的剖切处理，得到包含若干剖面图的二维平面图纸；
S104.将所述二维平面图纸导入至第二BIM三维软件中，通过图纸拾取处理生成地形三维实体模型；
S105.根据挖方设计高程和/或挖方断面对所述地形三维实体模型进行剪切处理，生成挖方工程三维实体模型，然后根据填方设计高程和/或填方断面对所述挖方工程三维实体模型进行粘接处理，生成填方工程三维实体模型。
2.如权利要求1所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模方法，其特征在于，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：
S106.根据所述挖方工程三维实体模型计算并展示挖方工程量，和/或根据所述填方工程三维实体模型计算并展示填方工程量。
3.如权利要求1所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模方法，其特征在于，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：
S107.展示所述挖方工程三维实体模型或所述填方工程三维实体模型。
4.如权利要求1所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模方法，其特征在于，在所述步骤S105之后还包括如下步骤：
S108.导入来自人机交互界面的边坡支护工程设计参数，然后根据所述边坡支护工程设计参数对所述挖方工程三维实体模型和/或所述填方工程三维实体模型进行粘接处理，生成边坡支护工程三维实体模型，最后展示所述边坡支护工程三维实体模型，或者根据所述边坡支护工程三维实体模型计算边坡支护工程的工程量，并展示所述边坡支护工程三维实体模型及所述工程量。
5.如权利要求1所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模方法，其特征在于，所述地形数据文件为基于坐标点数据的点文件或基于高程数据的dwg格式文件。
6.一种基于地形数据的工程三维实体建模装置，其特征在于，包括依次通信连接的地形数据获取模块、地形三维曲面模型生成模块、剖切处理模块、地形三维实体模型生成模块和模型加工模块：
所述地形数据获取模块用于获取地形数据，生成地形数据文件；
所述地形三维曲面模型生成模块用于将地形数据文件导入至第一BIM三维软件中，生成地形三维曲面模型；
所述剖切处理模块用于对地形三维曲面模型进行等间距的剖切处理，得到包含若干剖面图的二维平面图纸；
所述地形三维实体模型生成模块用于将二维平面图纸导入至第二BIM三维软件中，通过图纸拾取处理生成地形三维实体模型；
所述模型加工模块用于根据挖方设计高程和/或挖方断面对地形三维实体模型进行剪切处理，生成挖方工程三维实体模型，然后根据填方设计高程和/或填方断面对前述挖方工程三维实体模型进行粘接处理，生成填方工程三维实体模型。
7.如权利要求6所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模装置，其特征在于，还包括通信连接所述模型加工模块的工程量计算模块；
所述工程量计算模块用于根据工程的三维实体模型计算对应的工程量。
8.如权利要求6所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模装置，其特征在于，还包括通信连接所述模型加工模块的模型展示模块；
所述模型展示模块用于展示工程的三维实体模型及对应的工程量。
9.如权利要求6所述的一种基于地形数据的工程三维实体建模装置，其特征在于，还包括通信连接所述模型加工模块的模型附加设计处理模块；
所述模型附加设计处理模块用于导入来自人机交互界面的边坡支护工程设计参数，然后根据所述边坡支护工程设计参数对挖方工程三维实体模型和/或填方工程三维实体模型进行粘接处理，生成边坡支护工程三维实体模型。
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