CN109685896A - 一种支持岩土工程bim的管线工程勘察数据交付方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法及系统，包括：S1、利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库；S2、提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型；S3、利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；S4、根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；S5、将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。本发明实现以纸质勘察报告、地质图件、地质信息模型和工程勘察数据库的组合作为工程勘察成果的提交方式，提高工程勘察专业与岩土工程其它专业的沟通效率，能有效地满足岩土工程领域BIM建设对工程勘察信息的需求。
Description
技术领域
本发明涉及城市管线工程勘察技术领域，特别是一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法及系统。
背景技术
城市管线工程地质勘查成果是城市管线规划、设计、施工、运营维护的重要依据，其可利用程度关系到管线布局规划的合理性、设计的准确性、施工的安全性、运营维护的经济性。目前的城市管线工程勘察最终成果主要以工程地质勘察报告的形式提交，内容包括文字报告、附表和附图。这种成果交付方式具有如下的问题：
(1)勘察成果过于专业化，勘察人员与后续的设计、施工等专业的工作人员沟通困难，效率较低。
(2)勘察成果转化为能够被设计、施工、运营、维护所利用的比例较低，这造成了不必要的损失和浪费。
(3)勘察成果与岩土工程领域开展的基于BIM技术的设计、施工、工程管理、运营等工作相脱节，不利于岩土工程BIM建设工作的整体发展。
当前，在岩土工程领域开展的BIM建设工作，是岩土工程各参建方协同工作的基础，在提高岩土工程的建设效率、节约成本和缩短工期方面发挥着越来越重要的作用。为了推进岩土工程BIM建设工程发展，提高岩土工程建设的科学性和经济性，需要探索支持岩土工程BIM建设的城市管线工程地质勘查成果交付方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法及系统，旨在解决现有技术中以纸质管线工程勘察报告为交付方式交付给地质工程领域开展BIM建设工作时，不能满足规划、设计、施工、管理以及运营等参建方对管线工程勘察信息需要的问题。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法，所述方法包括以下步骤：
S1、利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并为每个勘察对象分配唯一标识；
S2、提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型，通过所述唯一标识对几何模型进行编码；
S3、利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；
S4、根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；
S5、结合IFC标准，将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。
优选地，所述唯一标识采用“工程编号+勘察阶段+勘探类型+勘探对象编号”的编码方案。
优选地，所述勘察区域的地质结构几何模型采用空间几何插值的方法来构建。
优选地，所述属性建模采用地质对象属性数据的内插或者外推方法来完成。
本发明还提供了一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统，所述系统包括：
勘察数据库模块，用于利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并为每个勘察对象分配唯一标识；
对象几何模型构建模块，用于提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型，通过所述唯一标识对几何模型进行编码；
区域几何模型构建模块，用于利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；
地质信息模型构建模块，用于根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；
格式转换模块，用于结合IFC标准，将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。
优选地，所述唯一标识采用“工程编号+勘察阶段+勘探类型+勘探对象编号”的编码方案。
优选地，所述勘察区域的地质结构几何模型采用空间几何插值的方法来构建。
优选地，所述属性建模采用地质对象属性数据的内插或者外推方法来完成。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明通过利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并根据勘察对象的几何结构信息建立三维几何模型，利用三维几何模型以及对象属性信息，建立耦合几何特征以及多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型，并将三维地质信息模型转换为IFC格式。本发明解决了现有技术中以纸质工程勘察报告为交付方式交付给岩土工程领域开展BIM建设工作时，不能满足规划、设计、施工、管理以及运营等参建方对工程勘察信息需要的问题，实现以纸质勘察报告、地质图件、地质信息模型和工程勘察数据库的组合作为工程勘察成果的提交方式，可以提高工程勘察专业与岩土工程其它专业的沟通效率，有利于其它专业对勘察信息的深度开发，能有效地满足岩土工程领域BIM建设对工程勘察信息的需求。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法流程图；
图2为本发明实施例中所提供的一种构建支持岩土工程BIM的工程勘察成果的工作流程示意图；
图3为本发明实施例中所提供的一种工程勘察数据库模型示意图；
图4为本发明实施例中所提供的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统结构框图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法及系统进行详细说明。
如图1、2所示，本发明实施例公开了一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法，所述方法包括以下步骤：
S1、利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并为每个勘察对象分配唯一标识；
S2、提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型，通过所述唯一标识对几何模型进行编码；
S3、利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；
S4、根据勘察对象的属性信息，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；
S5、结合IFC标准，将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。
收集管线工程勘察资料，设计面向管线工程勘察对象的数据库结构，建立工程勘察数据库，从而实现管线工程基本资料、工程测绘资料、工程钻探资料、工程坑深资料、勘探取样资料、工程地质试验资料、水文地质调查资料、工程物探资料的管理。所述工程勘察数据库模型如图3所示。
所述工程勘察数据库包括地面测绘信息、钻孔信息、平洞信息、探井信息、探坑信息以及探槽信息；所述地面测绘信息包括实测剖面和实测地质点；所述钻孔信息包括钻孔基本信息、钻孔水文信息以及钻孔物探信息；所述平洞信息包括平洞基本信息、平洞围岩分类信息以及平洞物探信息；所述探井信息包括探井基本信息以及探井物探信息；所述探坑信息包括探坑基本信息；所述探槽信息包括探槽基本信息。
在工程勘察数据库中对每个勘察对象分配唯一标识，所述唯一标识可以采用“工程编号+勘察阶段+勘探类型+勘探对象编号”的编码方案。
基于工程勘察数据库提取勘察对象的几何结构信息，建立勘察对象的三维几何模型，并用所述唯一标识对三维几何模型进行编码。所述三维几何模型的属性信息存储在工程勘察数据库中，两者通过唯一标识进行关联，通过唯一标识实现勘察对象属性信息的查询和分析。
利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型信息，结合勘察报告内容，采用空间几何插值的方法，构建勘察区域的地质结构几何模型。
为了充分考虑地质属性参数场对地质几何结构框架的指示意义以及地质几何结构框架对地质属性参数场的约束作用，采用区域地质结构和多场属性特征相耦合的方式进行勘查三维地质信息模型的构建，从而实现地质空间多场耦合构模，从而生成带属性参数的三维地质多场耦合模型。在属性建模时，采用地质对象属性数据的内插或者外推方法来实现。
由于岩土工程领域的建筑、结构、机电一级暖通等专业的BIM软件都支持通用的IFC标准，因此将三维地质信息模型的格式转换为IFC格式，从而方便其他专业软件对地质勘查信息的操作和分析，以文件交换的格式实现地质信息和其他专业信息的集成。
工程勘察数据库提交给下游专业时，可以单独存在，也可以合并到其他专业数据构成的BIM中央数据库中，通过相应的接口在BIM软件中实现对勘察数据的读取和分析。
本发明实施例通过利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并根据勘察对象的几何结构信息建立三维几何模型，利用三维几何模型以及对象属性信息，建立耦合几何特征以及多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型，并将三维地质信息模型转换为IFC格式。本发明解决了现有技术中以纸质工程勘察报告为交付方式交付给岩土工程领域开展BIM建设工作时，不能满足规划、设计、施工、管理以及运营等参建方对工程勘察信息需要的问题，实现以纸质勘察报告、地质图件、地质信息模型和工程勘察数据库的组合作为工程勘察成果的提交方式，可以提高工程勘察专业与岩土工程其它专业的沟通效率，有利于其它专业对勘察信息的深度开发，能有效地满足岩土工程领域BIM建设对工程勘察信息的需求。
如图4所示，本发明实施例还公开了一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统，所述系统包括：
勘察数据库模块，用于利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并为每个勘察对象分配唯一标识；
对象几何模型构建模块，用于提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型，通过所述唯一标识对几何模型进行编码；
区域几何模型构建模块，用于利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；
地质信息模型构建模块，用于根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；
格式转换模块，用于结合IFC标准，将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。
在工程勘察数据库中对每个勘察对象分配唯一标识，所述唯一标识可以采用“工程编号+勘察阶段+勘探类型+勘探对象编号”的编码方案。
基于工程勘察数据库提取勘察对象的几何结构信息，建立勘察对象的三维几何模型，并用所述唯一标识对三维几何模型进行编码。所述三维几何模型的属性信息存储在工程勘察数据库中，两者通过唯一标识进行关联，通过唯一标识实现勘察对象属性信息的查询和分析。
利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型信息，结合勘察报告内容，采用空间几何插值的方法，构建勘察区域的地质结构几何模型。
为了充分考虑地质属性参数场对地质几何结构框架的指示意义以及地质几何结构框架对地质属性参数场的约束作用，采用区域地质结构和多场属性特征相耦合的方式进行勘查三维地质信息模型的构建，从而实现地质空间多场耦合构模，从而生成带属性参数的三维地质多场耦合模型。在属性建模时，采用地质对象属性数据的内插或者外推方法来实现。
由于岩土工程领域的建筑、结构、机电一级暖通等专业的BIM软件都支持通用的IFC标准，因此将三维地质信息模型的格式转换为IFC格式，从而方便其他专业软件对地质勘查信息的操作和分析，以文件交换的格式实现地质信息和其他专业信息的集成。
工程勘察数据库提交给下游专业时，可以单独存在，也可以合并到其他专业数据构成的BIM中央数据库中，通过相应的接口在BIM软件中实现对勘察数据的读取和分析。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并为每个勘察对象分配唯一标识；
S2、提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型，通过所述唯一标识对几何模型进行编码；
S3、利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；
S4、根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；
S5、结合IFC标准，将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。
2.根据权利要求1所述的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法，其特征在于，所述唯一标识采用“工程编号+勘察阶段+勘探类型+勘探对象编号”的编码方案。
3.根据权利要求1或2所述的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法，其特征在于，所述勘察区域的地质结构几何模型采用空间几何插值的方法来构建。
4.根据权利要求1或2所述的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付方法，其特征在于，所述属性建模采用地质对象属性数据的内插或者外推方法来完成。
5.一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统，其特征在于，所述系统包括：
勘察数据库模块，用于利用管线工程勘察资料建立工程勘察数据库，并为每个勘察对象分配唯一标识；
对象几何模型构建模块，用于提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型，通过所述唯一标识对几何模型进行编码；
区域几何模型构建模块，用于利用勘察区域内的勘察对象的三维几何模型，构建勘察区域的地质结构几何模型；
地质信息模型构建模块，用于根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；
格式转换模块，用于结合IFC标准，将三维地质信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。
6.根据权利要求5所述的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统，其特征在于，所述唯一标识采用“工程编号+勘察阶段+勘探类型+勘探对象编号”的编码方案。
7.根据权利要求5或6所述的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统，其特征在于，所述勘察区域的地质结构几何模型采用空间几何插值的方法来构建。
8.根据权利要求5或6所述的一种支持岩土工程BIM的管线工程勘察数据交付系统，其特征在于，所述属性建模采用地质对象属性数据的内插或者外推方法来完成。
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