CN110610541B - 一种基于数据库和gis技术的bim地质模型建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法，该建模方法通过利用ETL工具或录入的方式使三维地质建模数据库中的地质钻孔数据与城市勘察系统中的地质钻孔数据保持一致，同时通过将地质钻孔数据的三维坐标同WEB‑GIS地图构建关联，将用户在WEB‑GIS地图上勾画出的范围内显示出相应的地质钻孔，以通过BIM建模平台输出该范围内的三维地质模型。本发明的优点是：综合利用云技术、Web‑GIS技术、数据库技术和地质建模技术，将地质钻孔数据查询过程可视化，利用GIS空间计算方法实现了三维地质建模范围定制化，然后借助数据接口传输方式和三维地质建模插件完成快速、高效、自由的三维地质建模，提高了三维地质模型的可用性和可塑性。

Description

一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法

技术领域

本发明属于自动化建模技术领域，具体涉及一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法。

背景技术

随着BIM技术的不断成熟和发展，以及国家政策的推动，在工程建设项目中，对三维模型的需求逐渐迫切。三维模型不仅具有完整的空间几何信息，并且还带有整个工程建设项目过程中的所有信息，由于这种“滚雪球”效应，三维模型随着工程项目阶段的发展越来越具有价值。另外，在未来智慧城市的架构中，涵盖完整信息的三维模型将是必不可少的元素。目前工程项目三维模型大部分只包含建筑结构模型，不包含三维地质模型，然而准确的三维地质模型对后续模型的使用也起着至关重要的作用。

现阶段三维地质建模一般都是通过录入相关工程项目地质钻孔坐标信息和分层信息，再结合三维建模软件完成建模。这个过程不仅需要收集和整理项目地质钻孔数据，还限制了三维地质模型范围，在实施的过程中也无法直观了解所录钻孔的大致区域，这就大大的限制了三维地质建模的自由性和可用性。

因此，一种快速、高效、自由、可视的BIM地质建模方法迫在眉睫。借助云技术、Web-GIS技术、数据库技术、地质建模插件，让建模人员可以通过网页系统快速定制需要建模的范围，利用GIS空间计算查询出此范围内的钻孔信息，然后连接地质建模插件实现三维地质模型建模，从而提高三维地质建模的效率。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法，该建模方法通过利用ETL工具或录入的方式使三维地质建模数据库中的地质钻孔数据与城市勘察系统中的地质钻孔数据保持一致，同时通过将地质钻孔数据的三维坐标同WEB-GIS地图构建关联，将用户在WEB-GIS地图上勾画出的范围内显示出相应的地质钻孔，以通过BIM建模平台输出该范围内的三维地质模型。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法，其特征在于所述建模方法包括以下步骤：

S1：将地质钻孔数据存储于三维地质建模数据库中，所述地质钻孔数据包括各地质钻孔的三维坐标以及地层信息；

S2：将所述三维地质建模数据库中各所述地质钻孔的三维坐标同WEB-GIS地图构建关联；

S3：采用OpenLayer技术在所述WEB-GIS地图上勾画出待建三维地质模型的范围以及所述范围的经纬度坐标，之后所述WEB-GIS地图连接所述三维地质建模数据库筛选出在所述待建三维地质模型范围内的各所述地质钻孔并以可视化的方式在所述WEB-GIS地图上显示出来；

S4：通过网页脚本代码在所述WEB-GIS地图中内嵌数据处理方法，通过所述数据处理方法来判定在所述待建三维地质模型范围内的所述地质钻孔数据进行处理以符合建模数据标准，将处理后的所述地质钻孔数据在线输出并存储于所述三维地质建模数据库中；

所述数据处理方法包括以下步骤：获取所述待建三维地质模型范围内的各所述地质钻孔的编号，设定所述待建三维地质模型范围内最大直径的10%-50%为阈值区域，计算在所述待建三维地质模型范围内任意两个所述地质钻孔之间的组合距离，将所述组合距离位于所述阈值区域内的所述地质钻孔的组合视为符合所述建模数据标准进行筛选留存，并确保所述地质钻孔的数量大于2个；

S5：利用BIM建模平台，通过三维地质建模插件，采用编写数据接口的方式直接调取所述三维地质建模数据库中存储的处理后的所述地质钻孔的数据并进行三维地质建模，输出所述范围内的三维地质模型；

所述三维地质建模过程为：调取所述三维地质建模数据库中存储的处理后的所述地质钻孔的数据，根据所述地质钻孔的三维坐标以及地层信息建立地质钻孔模型，之后根据所述地质钻孔模型中每层地质钻孔分层信息划分三角网格，并由所述三角网格拼接成5面体，最后将位于相同地层的所述5面体进行拼接，形成所述三维地质模型。

所述步骤S1包括以下步骤：城市勘察系统内录入存储有地质钻孔数据，利用ETL工具将所述城市勘察系统中的所述地质钻孔数据经过抽取、转化、加载至所述三维地质建模数据库中。

所述步骤S2包括以下步骤：将所述三维地质建模数据库中各所述地质钻孔的三维坐标与所述WEB-GIS地图形成坐标关联，使各所述地质钻孔在所述WEB-GIS地图中以可视化方式显示。

本发明的优点是：

（1）采用统一的数据标准，将地质钻孔数据存储于数据库中，为大范围、跨项目、跨区域查询地质钻孔数据提供数据支持；

（2）数据库与城勘系统数据库相连，通过ETL工具定制数据抽取、转化和载入作业，实现数据自动化、定时、定量抽取和清洗；

（3）在网页系统端，基于同一套地质钻孔数据库，利用Web-GIS空间计算的方法，实现地质建模范围定制化，快速、高效、自由、可视的查询地质钻孔数据；

（4）将查询出来的地质钻孔数据，在线自动化的处理成为三维地质建模插件能直接使用的格式；

（5）无需定制地质钻孔GIS图，只需要通过自身的使用需求定制钻孔数据查询范围，就可以完成任意范围内的钻孔数据查询及数据处理，最终利用三维地质建模软件输出三维地质模型。

附图说明

图1为本发明中BIM地质模型建模方法的流程示意图；

图2为本发明中在WEB-GIS地图上勾选范围的示意图；

图3为本发明中在勾选范围内的地质钻孔示意图；

图4为本发明中在筛选地质钻孔数据的示意图；

图5为本发明中三维地质模型示意图；

图6为本发明中在WEB-GIS地图根据内嵌地铁范围显示地质钻孔的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6，图中标记1-2分别为： 范围1、地质钻孔2。

实施例：如图1-6所示所示，本实施例具体涉及一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法，该建模方法包括以下步骤：

（S1）城市勘察系统内录入存储有所在城市内各个区域的地质钻孔数据，通过ETL工具将城市勘察系统中的地质钻孔数据经过抽取、转化、加载至三维地质建模数据库中，以使三维地质建模数据库中的数据同城市勘察系统内的数据保持一致；假若当ETL工具无法从城市勘察系统内获取数据时，可以通过人工录入的方式以统一的数据规则将地质钻孔数据录入至三维地质建模数据库中。

（S2）将三维地质建模数据库中的各地质钻孔的三维坐标同WEB-GIS地图形成坐标关联，以使各地质钻孔能够在WEB-GIS地图上以可视化的方式显示。

（S3）通过编写网页脚本实现基于WEB-GIS地图的按需查询地质钻孔数据，用户可以在WEB-GIS地图上自定义勾画查询范围，也可以采用基于已有地下结构的坐标范围进行查询，例如是地铁线路、特大排水地下管线等；

具体的，如图2所示，采用OpenLayer技术在WEB-GIS地图上勾画出待建三维地质模型的范围1，然后采用GIS空间坐标计算方法获得范围1的经纬度坐标，之后根据范围1的经纬度坐标连接三维地质建模数据库，利用SQL语句查询出此坐标范围中的地质钻孔数据，并以可视化的方式在WEB-GIS地图上显示出来，如图3所示，范围1内显示有各个地质钻孔2，用户可以在WEB-GIS地图上查看各个地质钻孔2的数据信息，包括钻孔类型、钻孔名称、孔口标高、孔深和分层信息，并自行筛选所需要的地质钻孔2（如图4所示），以优化三维地质建模的质量；

如图6所示，用户也可以根据WEB-GIS地图中内嵌的地铁范围内的地质钻孔2的数据来确定勾选范围1。

（S4）通过网页脚本代码在WEB-GIS地图中内嵌数据处理方法，通过该数据处理方法来判定在待建三维地质模型范围1内各地质钻孔2的数据进行处理以符合建模数据标准，将处理后的地质钻孔2的数据在线输出并存储于三维地质建模数据库中；

此处的数据处理方法具体为：通过前端获取待建三维地质模型范围1内的各地质钻孔2的编号，设定待建三维地质模型范围1内最大直径的10%-50%为阈值区域，计算在待建三维地质模型1范围内任意两个地质钻孔2之间的组合距离，将组合距离位于阈值区域内的地质钻孔2的组合视为符合建模数据标准进行筛选留存，并确保地质钻孔的数量大于2个；再根据这些地质钻孔2编号直接从三维地质建模数据库中搜索各地质钻孔2所属勘察场地的地层层号、填充颜色、土质类别、土层名称等信息；基于统一的地层层号，提取各项目出现过的地层层号，按照地层编号从小到大进行排列（填充颜色、土质类别、土层名称等信息保持与层号保持关联），形成圈定范围内的勘探孔单孔分层数据表样式；按照新的数据表样式，对各地质钻孔2的地质分层数据进行整理；对于原来不存在于地质钻孔2中的地层数据，用数字“0”填充。

（S5）利用BIM建模平台，通过三维地质建模插件，采用编写数据接口的方式直接调取三维地质建模数据库中存储的处理后的地质钻孔2的数据并进行三维地质建模，输出范围1内的三维地质模型，如图5所示；

所述三维地质建模过程为：调取三维地质建模数据库中存储的处理后的地质钻孔2的数据，根据地质钻孔2的三维坐标以及地层信息建立地质钻孔模型，之后根据地质钻孔模型中每层地质钻孔分层信息划分三角网格，并由三角网格拼接成5面体，最后将位于相同地层的5面体进行拼接，形成三维地质模型。

本实施例的有益效果在于：

1）采用统一的数据标准，将地质钻孔数据存储于三维地质建模数据库中，为大范围、跨项目、跨区域查询地质钻孔数据提供数据支持；

2）数据库与城市勘察系统数据库相连，通过ETL工具定制数据抽取、转化和载入作业，实现数据自动化、定时、定量抽取和清洗；

3）在网页系统端，基于同一套地质钻孔数据库，利用Web-GIS空间计算的方法，实现地质建模范围定制化，快速、高效、自由、可视的查询地质钻孔数据；

4）将查询出来的地质钻孔数据，在线自动化的处理成为三维地质建模插件能直接使用的格式；

5）无需定制地质钻孔GIS图，只需要通过自身的使用需求定制钻孔数据查询范围，就可以完成任意范围内的钻孔数据查询及数据处理，最终利用三维地质建模软件输出三维地质模型。

Claims (1)

1.一种基于数据库和GIS技术的BIM地质模型建模方法，其特征在于所述建模方法包括以下步骤：

S1：将地质钻孔数据存储于三维地质建模数据库中，所述地质钻孔数据包括各地质钻孔的三维坐标以及地层信息；城市勘察系统内录入存储有地质钻孔数据，利用ETL工具将所述城市勘察系统中的所述地质钻孔数据经过抽取、转化、加载至所述三维地质建模数据库中；

S2：将所述三维地质建模数据库中各所述地质钻孔的三维坐标同WEB-GIS地图构建关联；将所述三维地质建模数据库中各所述地质钻孔的三维坐标与所述WEB-GIS地图形成坐标关联，使各所述地质钻孔在所述WEB-GIS地图中以可视化方式显示；

S3：采用OpenLayer技术在所述WEB-GIS地图上勾画出待建三维地质模型的范围以及所述范围的经纬度坐标，之后所述WEB-GIS地图连接所述三维地质建模数据库筛选出在所述待建三维地质模型范围内的各所述地质钻孔并以可视化的方式在所述WEB-GIS地图上显示出来；

S4：通过网页脚本代码在所述WEB-GIS地图中内嵌数据处理方法，通过所述数据处理方法来判定在所述待建三维地质模型范围内的所述地质钻孔的数据进行处理以符合建模数据标准，将处理后的所述地质钻孔的数据在线输出并存储于所述三维地质建模数据库中；

所述数据处理方法包括以下步骤：获取所述待建三维地质模型范围内的各所述地质钻孔的编号，设定所述待建三维地质模型范围内最大直径的10%-50%为阈值区域，计算在所述待建三维地质模型范围内任意两个所述地质钻孔之间的组合距离，将所述组合距离位于所述阈值区域内的所述地质钻孔的组合视为符合所述建模数据标准进行筛选留存，并确保所述地质钻孔的数量大于2个；

S5：利用BIM建模平台，通过三维地质建模插件，采用编写数据接口的方式直接调取所述三维地质建模数据库中存储的处理后的所述地质钻孔的数据并进行三维地质建模，输出所述范围内的三维地质模型；

所述三维地质建模过程为：调取所述三维地质建模数据库中存储的处理后的所述地质钻孔的数据，根据所述地质钻孔的三维坐标以及地层信息建立地质钻孔模型，之后根据所述地质钻孔模型中每层地质钻孔分层信息划分三角网格，并由所述三角网格拼接成5面体，最后将位于相同地层的所述5面体进行拼接，形成所述三维地质模型。

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