CN109635340B - 一种基于倾斜摄影和bim的矿山加工系统设计方法 - Google Patents

Abstract

一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，包括：利用BIM建立三维的矿山加工系统设备库、参数化结构库和辅助构件库；根据无人机倾斜摄影技术获取加工系统规划建设用地高精度倾斜摄影模型；在BIM系统内形成综合三维地理信息模型；对综合地理信息模型进行初步场地平整和规划分区；标示出外部限制因素影响区域，和内部限制因素影响区域；进行专项协同设计；进行矿山加工系统结构和设备布置；对矿山加工系统布置进行检查调整；检查布置完成的矿山加工系统BIM模型；对矿山加工系统BIM模型进行平面出图或三维出图，并将该BIM模型和相关信息进行移交。本发明利用倾斜摄影和BIM，提供一种高效，准确多专业协同设计的大型绿色矿山加工系统设计方法。

Description

一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法

技术领域

本发明涉及矿山加工领域，尤其涉及一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法。

背景技术

大型绿色矿山加工系统需要根据矿山地势和加工工艺需求，沿矿山山脚或依山而建。但由于山脚可以利用的建设用地范围小，且高压线、通讯线缆、边坡、山洪泄洪通道、矿山开采安全距离、加工工艺空间位置要求等影响因素较多。常规的设计是在测绘专业提供的等高线上进行，是一种二维的设计方法，一方面传统航测或实地测量在山区的测量精度受到植被和地形影响，需要耗费大量人力物力且准确性较差，另一方面测绘结果是二维的，无法直观体现被测量物体的空间位置关系，不利于发现由于空间位置碰撞导致的设计错误。而随着无人机倾斜摄影技术的发展，利用机载GPS-RTK系统等多种传感器实现倾斜摄影测量，能够快速获取测量范围内高精度的三维地形地貌资料，给三维设计提供了地形地貌基础，为绿色矿山实现BIM提供了便利。

此外绿色矿山的建设有更高的环保要求和科学建设要求，在矿山建设的全周期都需要科学合理的设计和动态调整。参与绿色矿山设计的专业也更多，包括测绘、地质、岩土、加工工艺、建筑、结构、施工、电器、供水、环保、水保、移民、概算。传统的矿山设计是各专业利用上序专业的设计成果在各自专业范围内独立设计后再将设计成果传递至下序专业。这种协同模式会产生上序专业设计成果更新不及时或存在错误时，下序专业不能及时开展设计工作或设计依据存在错误导致设计成果作废，此外由于设计人员电脑中保存有多版次的设计成果，在最终设计成果交付时也容易出错。BIM（建筑信息模型技术）由于其平台的协调性和优化性，能够帮助多专业协同工作，从而减少大量的设计时间和非技术性错误，同时其三维可视化和模拟性能够协助建设单位确定方案，同时帮助设计人员优化设计节约设备、材料和人员投入。设计成果交付后也能够将BIM模型运用于建设和运营管理，从而实现绿色矿山建设的全生命周期管理。

综上一种利用倾斜摄影技术进行快速获取高精度三维地形地貌信息，并将多专业协同设计的BIM建筑信息模型技术运用在绿色矿山加工系统布置中的方法非常有必要。

发明内容

本发明提供了一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，利用倾斜摄影和BIM，对场地布置限制因素多，环保要求高，参与设计专业多的大型绿色矿山加工系统设计方法。本发明采用以下技术方案。

一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，包括以下步骤：

a、根据矿石加工工艺要求，收集整理项目建设所需的设备类型、尺寸、制造厂家、性能参数，和加工系统常用建筑，辅助设施信息，由结构、电器、设备成套专业利用BIM先期建立适用于本项目的三维矿山加工系统设备库、参数化结构库和辅助构件库；

b、根据无人机倾斜摄影技术获取加工系统规划建设用地的三维高精度倾斜摄影模型；

c、将地质专业提供的地质信息模型与所述倾斜摄影模型进行整合，在BIM系统内合并为一套具有详细地形、地貌、地质、已有建筑、管线的综合三维地理信息模型；

d、根据工艺专业提供的矿山加工工艺流程图对步骤c形成的综合三维地理信息模型进行初步场地平整设计和规划分区设计；

e、标示出建设用地中的高压线、通讯线缆、地质灾害隐患外部限制因素影响区域，和矿山爆破安全距离、初步加工系统车间分区内部限制因素影响区域；

f、对建设用地中存在地质灾害隐患，边坡，山洪泄洪通道特殊位置由土建、环保和水保专业进行第一次专项协同设计，对地质灾害隐患部位进行排除；

g、根据矿山加工工艺流程，调用步骤a中的设备库、参数化结构库和辅助构件库中的三维模型元件在步骤e和f初步处理过的场地上进行矿山加工系统结构和设备布置设计；

h、根据加工工艺要求和其他外部敏感构、建筑物（如高压线塔、通信基站、国防光缆、燃气管线、军用设施）控制距离限制因素对步骤g形成的矿山加工系统布置进行第一次检查调整；

i、根据步骤h调整好的矿山加工系统模型，对矿山加工系统内的交通、通信、用电、照明、给排水系统和办公区进行第二次协同设计使矿山加工系统满足运行需求。并对矿山加工系统的封闭、静音、除尘进行专项协同设计，以达到绿色矿山的设计要求；

j、检查步骤a~i布置完成的矿山加工系统BIM模型，排除模型中存在的管线碰撞，构、建筑物体型碰撞，高程误差；

k、根据建设单位要求，对步骤a~j形成的矿山加工系统BIM模型进行平面出图或三维出图，并将该BIM模型和相关信息进行移交。

优选的，根据真实设备和结构信息，利用BIM建立三维矿山加工系统设备库、参数化结构库和辅助构件库。

优选的，利用倾斜摄影技术，快速获取高精度倾斜摄影模型，结合地质信息创建综合三维地理信息模型。

优选的，利用BIM，对大型绿色矿山的加工系统布置，加工系统场地内地质灾害隐患、边坡、山洪泄洪通道，加工系统内交通、通信、用电、照明、给排水系统、办公区和加工系统的封闭、静音、除尘进行多专业协同设计。

优选的，利用BIM和倾斜摄影技术，对矿山加工系统布置进行科学规划，对加工工艺和环境保护进行合理设计，以达到绿色矿山的设计要求。

本发明的有益效果是：利用倾斜摄影和BIM，提供一种高效，准确多专业协同设计的大型绿色矿山加工系统设计方法。本发明的方法进行多次专项协同设计，能够帮助多专业协同工作，从而减少大量的设计时间和非技术性错误，同时其三维可视化和模拟性能够协助建设单位确定方案，同时帮助设计人员优化设计节约设备、材料和人员投入。设计成果交付后也能够将BIM模型运用于建设和运营管理，从而实现绿色矿山建设的全生命周期管理。

附图说明

图1 是本发明方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1所示，本发明实施步骤如下：

a、根据矿石加工工艺要求，收集整理项目建设所需的设备类型、尺寸、制造厂家、性能参数，和加工系统常用建筑，辅助设施信息，由结构、电器、设备成套专业利用BIM先期建立适用于本项目的三维矿山加工系统设备库、参数化结构库和辅助构件库；

b、根据无人机倾斜摄影技术获取加工系统规划建设用地的三维高精度倾斜摄影模型；

c、将地质专业提供的地质信息模型与所述倾斜摄影模型进行整合，在BIM系统内合并为一套具有详细地形、地貌、地质、已有建筑、管线的综合三维地理信息模型；

d、根据工艺专业提供的矿山加工工艺流程图对步骤c形成的综合三维地理信息模型进行初步场地平整设计和规划分区设计；

e、标示出建设用地中的高压线、通讯线缆、地质灾害隐患外部限制因素影响区域，和矿山爆破安全距离、初步加工系统车间分区内部限制因素影响区域；

f、对建设用地中存在地质灾害隐患，边坡，山洪泄洪通道特殊位置由土建、环保和水保专业进行第一次专项协同设计，对地质灾害隐患部位进行排除；

g、根据矿山加工工艺流程，调用步骤a中的设备库、参数化结构库和辅助构件库中的三维模型元件在步骤e和f初步处理过的场地上进行矿山加工系统结构和设备布置设计；

h、根据加工工艺要求和其他外部敏感构、建筑物（如高压线塔、通信基站、国防光缆、燃气管线、军用设施）控制距离限制因素对步骤g形成的矿山加工系统布置进行第一次检查调整；

i、根据步骤h调整好的矿山加工系统模型，对矿山加工系统内的交通、通信、用电、照明、给排水系统和办公区进行第二次协同设计使矿山加工系统满足运行需求。并对矿山加工系统的封闭、静音、除尘进行专项协同设计，以达到绿色矿山的设计要求；

j、检查步骤a~i布置完成的矿山加工系统BIM模型，排除模型中存在的管线碰撞，构、建筑物体型碰撞，高程误差；

k、根据建设单位要求，对步骤a~j形成的矿山加工系统BIM模型进行平面出图或三维出图，并将该BIM模型和相关信息进行移交。

无人机倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往航测只能通过垂直向下拍摄正射影像局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，通过软件进行后期处理拼接，形成立体的三维模型。商业化无人机倾斜摄影精度能达到2~5cm分辨率，有效单日外业数据采集能力达到20~30km²。

BIM（建筑信息模型技术）由于其平台的协调性和优化性，能够帮助多专业协同工作，从而减少大量的设计时间和非技术性错误，同时其三维可视化和模拟性能够协助建设单位确定方案，同时帮助设计人员优化设计节约设备、材料和人员投入。设计成果交付后也能够将BIM模型运用于建设和运营管理，从而实现绿色矿山建设的全生命周期管理。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、根据矿石加工工艺要求，收集整理项目建设所需的设备类型、尺寸、制造厂家、性能参数，和加工系统常用建筑，辅助设施信息，由结构、电器、设备成套专业利用BIM先期建立适用于本项目的三维矿山加工系统设备库、参数化结构库和辅助构件库；

b、根据无人机倾斜摄影技术获取加工系统规划建设用地的三维高精度倾斜摄影模型；

c、将地质专业提供的地质信息模型与所述倾斜摄影模型进行整合，在BIM系统内合并为一套具有详细地形、地貌、地质、已有建筑、管线的综合三维地理信息模型；

d、根据工艺专业提供的矿山加工工艺流程图对步骤c形成的综合三维地理信息模型进行初步场地平整设计和规划分区设计；

e、标示出建设用地中的高压线、通讯线缆、地质灾害隐患外部限制因素影响区域，和矿山爆破安全距离、初步加工系统车间分区内部限制因素影响区域；

f、判断建设用地中是否存在地质灾害隐患、边坡、山洪泄洪通道的三种特殊位置，判断为是时，由土建、环保和水保专业进行第一次专项协同设计，对地质灾害隐患部位进行排除；

g、根据矿山加工工艺流程，调用步骤a中的设备库、参数化结构库和辅助构件库中的三维模型元件在步骤e和f初步处理过的场地上进行矿山加工系统结构和设备布置设计；

h、根据加工工艺要求和其他外部敏感构、建筑物控制距离限制因素对步骤g形成的矿山加工系统布置进行第一次检查调整；

i、根据步骤h调整好的矿山加工系统模型，对矿山加工系统内的交通、通信、用电、照明、给排水系统和办公区进行第二次协同设计使矿山加工系统满足运行需求；并对矿山加工系统的封闭、静音、除尘进行专项协同设计，以达到绿色矿山的设计要求；

j、检查步骤a～i布置完成的矿山加工系统BIM模型，排除模型中存在的管线碰撞，构、建筑物体型碰撞，高程误差；

k、根据建设单位要求，对步骤a～j形成的矿山加工系统BIM模型进行平面出图或三维出图，并将该BIM模型和相关信息进行移交。

2.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，其特征在于，根据真实设备和结构信息，利用BIM建立矿山加工系统三维设备库、参数化结构库和辅助构件库。

3.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，其特征在于，利用倾斜摄影技术，快速获取高精度倾斜摄影模型，结合地质信息创建综合三维地理信息模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，其特征在于，利用BIM，对大型绿色矿山的加工系统布置，加工系统场地内地质灾害隐患、边坡、山洪泄洪通道，加工系统内交通、通信、用电、照明、给排水系统、办公区和加工系统的封闭、静音、除尘进行多专业协同设计。

5.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影和BIM的矿山加工系统设计方法，其特征在于，利用BIM和倾斜摄影技术，对矿山加工系统布置进行科学规划，对加工工艺和环境保护进行合理设计，以达到绿色矿山的设计要求。