CN110411422A - 基于bim的施工便道的规划方法 - Google Patents

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周普
彭云涌
聂海柱
谈超
康顺
刘桥
丁晟
蒲实
李新宇
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的施工便道规划方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、对便道施工地区进行测绘；步骤二、利用步骤一获得的测绘数据生成实景模型和数字高程模型；步骤三、基于步骤二生成的实景模型和数字高程模型，在数字高程模型中进行便道布置；步骤四、筛选较优的便道布置方案；步骤五、将步骤四获得的较优便道布置方案的数字高程模型生成为施工图指导现场施工。本发明通过无人机倾斜摄影技术，分析、比较不同便道布置方案下的便道性能、经济效益等，可筛选出较优的便道布置方案，以节约施工成本和缩短施工周期，同时解决了施工便道规划时地形展示不直观、坡率设置不便、土石方计算复杂等问题。

Description

基于BIM的施工便道的规划方法
技术领域
本发明属于公路施工技术领域，具体涉及一种基于BIM的施工便道的规划方法。
背景技术
目前公路施工中，大多通过GPS、全站仪等设备进行测量形成等高线地形图，在采用CAD绘图的方式在平面进行便道规划，而山区公路临建设计通常地形复杂，使测绘等工作受到实际地理环境的限制较大，且CAD图中不能直观直接展现出坡率等信息，使得便道修筑后并不能达到预期效果，而通过BIM可视化设计可以有效避开农田占用，少开挖山体，使便道修筑经济合理。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种基于BIM的施工便道的规划方法，其通过无人机倾斜摄影技术，分析、比较不同便道布置方案下的便道性能、经济效益等，可筛选出较优的便道布置方案，以节约施工成本和缩短施工周期，同时解决了施工便道规划时地形展示不直观、坡率设置不便、土石方计算复杂等问题。
本发明通过下述技术方案实现。
基于BIM的施工便道规划方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、对便道施工地区进行测绘；
步骤二、利用步骤一获得的测绘数据生成实景模型和数字高程模型；
步骤三、基于步骤二生成的实景模型和数字高程模型，在数字高程模型中进行便道布置；
步骤四、筛选较优的便道布置方案，即基于步骤三生成的不同便道布置方案的数字高程模型，通过车辆转弯半径模拟进行便道性能分析，通过计算便道土石方开挖量进行经济效益分析，以筛选较优的便道布置方案；
步骤五、将步骤四获得的较优便道布置方案的数字高程模型生成为施工图指导现场施工。
作为优选技术方案，所述步骤一中通过无人机倾斜摄影进行便道施工地区测绘。
作为具体技术方案，所述步骤二具体为，利用步骤一获得的测绘数据通过建模软件经由照片对齐、建立密集点云、生成网格及纹理后生成实景模型，并根据密集点云数据生成数字高程模型。
作为具体技术方案，所述步骤四中，便道土石方开挖量的计算方法为：对数字高程模型中的施工范围进行区域划分，通过原始曲面和设计曲面之间的体积差量计算每个区域的土石方开挖量，以便于规划土方平衡，进行合理的土方运输调配规划。
本发明有益效果：
1)测量效率高：本发明利用无人机倾斜摄影技术生成DEM(数字高程)模型，大大提高测量效率，并且实景模型为设计提供了有效的参考。
2)不受环境限制：无人机直接在空中飞行，相对人工测量所受环境影响小，有效解决了复杂地形测量难度大等问题。
3)方案比选直观：通过BIM的应用对便道进行设计，使便道更为直观的展现，便于进行对比。
4)通过模拟分析进行方案优化，有效规避设计不合理导致施工过程中造成的返工。
附图说明
图1为本发明基于BIM的施工便道的规划方法的流程图；
图2为本发明中无人机航线规划及参数设置示意图；
图3为本发明中无人机影像数据采集结果示意图；
图4为本发明中实景模型示意图；
图5为本发明中生成的数字高程模型示意图；
图6为本发明中运用BIM进行便道规划的示意图；
图7为本发明中土石方计算的示意图；
图8为本发明中土石方的施工示意图。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例的形式对本发明做进一步说明，需要指出的是以下实施方式仅是以例举的形式对本发明所做的解释性说明，但本发明的保护范围并不仅限于此，所有本领域的技术人员以本发明的精神对本发明所做的等效的替换均落入本发明的保护范围。
实施例
基于BIM的施工便道规划方法，请参阅图1，其包括如下步骤：
步骤一、对便道施工地区进行测绘。通过无人机倾斜摄影进行数据采集测绘；即通过在移动设备使用航测APP(如Altizure、Pix4D、Rockycapture)进行操作，先规划数据采集范围，设置无人机航线、重叠率及倾斜角度等参数(如图2所示)，之后进行数据采集，然后将拍摄完成的影像数据进行整理(如图3所示)；无人机倾斜摄影是通过从多个角度采集影像，利用专业软件进行解析空中三角测量、几何校正等处理，合成高精度三维可视化模型，以此为基础进行BIM正向设计更能符合实际地形地貌，且测绘效率更高。
步骤二、利用步骤一获得的测绘数据生成实景模型和数字高程模型。通过建模软件Photoscan或ContextCapture对步骤一测绘得到的影像数据进行后期处理，即经由照片对齐、建立密集点云、生成网格及纹理后生成实景模型(如图4所示)和数字高程模型(如图5所示)；
步骤三、基于步骤二生成的实景模型和数字高程模型，在数字高程模型中进行便道布置。基于生成的实景模型和数字高程模型，运用Revit等软件可在数字高程模型中进行便道的布置(如图6所示)；其中，通过实景模型可以从多角度观察到地形地貌和地面附着物情况，有利于进行初步选线和便道规划；通过数字高程模型可以直观的看到便道坡率，有利于设计的进行，并且在绘制过程中能实时感受便道的设计效果；
步骤四：筛选较优的便道布置方案。基于步骤三生成的不同便道布置方案的数字高程模型，在navisworks软件中可通过车辆转弯半径模拟进行便道性能分析；通过Revit或Civil 3D等软件，对数字高程模型中的施工范围进行区域划分，并通过原始曲面(地貌原始曲面)和设计曲面(便道设计曲面)之间的体积差量计算便道土石方开挖量来进行经济效益分析(如图7所示)，同时也便于规划土方平衡，进行合理的土方运输调配规划；最后通过便道性能分析和经济效益分析以筛选较优的便道布置方案；
步骤五、通过Civil 3D软件将步骤四获得的较优便道布置方案的数字高程模型生成为施工图指导现场施工(如图8所示)；数字高程模型中包含高程及坐标数据，可用于测量放样，已完成模型可以上传云端进行可视化交底。

Claims (4)

1.基于BIM的施工便道规划方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、对便道施工地区进行测绘；
步骤二、利用步骤一获得的测绘数据生成实景模型和数字高程模型；
步骤三、基于步骤二生成的实景模型和数字高程模型，在数字高程模型中进行便道布置；
步骤四、筛选较优的便道布置方案，即基于步骤三生成的不同便道布置方案的数字高程模型，通过车辆转弯半径模拟进行便道性能分析，通过计算便道土石方开挖量进行经济效益分析，以筛选较优的便道布置方案；
步骤五、将步骤四获得的较优便道布置方案的数字高程模型生成为施工图指导现场施工。
2.如权利要求1所述的基于BIM的施工便道规划方法，其特征在于所述步骤一中通过无人机倾斜摄影进行便道施工地区测绘。
3.如权利要求1所述的基于BIM的施工便道规划方法，其特征在于所述步骤二具体为，利用步骤一获得的测绘数据通过建模软件经由照片对齐、建立密集点云、生成网格及纹理后生成实景模型，并根据密集点云数据生成数字高程模型。
4.如权利要求1所述的基于BIM的施工便道规划方法，其特征在于所述步骤四中，便道土石方开挖量的计算方法为：对数字高程模型中的施工范围进行区域划分，通过原始曲面和设计曲面之间的体积差量计算每个区域的土石方开挖量，并进行合理的土方运输调配规划。
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