CN111177835A - 基于gis与bim的装配式绿色建筑建模方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法和系统，所述方法包括如下步骤：获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图，构建装配式绿色建筑的BIM数据模型，将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联。本发明通过GIS与BIM能够自动化建立装配式绿色建筑的三维模型，结合BIM进行精细化处理、通过GIS进行三维可视化，减少装配误差，从而避免后期对预制构件的校正工作量，以较少施工工人的劳动时间和劳动强度，提高装配式建筑企业的效益。
Description
技术领域
本发明涉及建模技术领域，尤其涉及一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法和系统。
背景技术
数字城市代表了城市信息化的发展方向，是推动整个国家信息化的重要手段，进入21世纪以来，数字城市得到了较快的发展，已成为当前最具发展潜力的战略性高技术领域之一，在数字城市的各类应用系统中，三维城市模型正逐渐取代二维城市地图，成为城市规划、城市管理、公共安全、遗产保护、交通导航、旅游度假、军事国防、影视娱乐等诸多领域的基础地理空间信息表达形式。
装配式建筑是指以采用工厂化生产的预制构件为主，通过现场装配的方式设计建造的结构类房屋建筑，利用各种可靠的连接方式将预制构件装配起来。然而，装配式建筑在预制构件过程中，预制构件装配大多数情况是工人看图纸后人工操作装配，容易出现装配误差，进而增加施工工人的劳动时间和劳动强度。
发明内容
本发明针对现有方式的缺点，提出一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法和系统，用以解决现有技术存在的上述问题。
根据本发明的第一个方面，提供了一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法，包括如下步骤：
获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，所述GIS数据包括地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息；
将所述GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图；
构建装配式绿色建筑的BIM数据模型：将所述地形图和建筑要素平面图输入BIM软件中以制成3D可视化模型图，再将装配式绿色建筑空间参数信息缩小对应比例后输入至所述3D可视化模型图中以构建BIM装配式绿色建筑信息模型；构建装配式绿色建筑的GIS三维模型：将所述GIS数据导入GIS软件中，在GIS软件中加载POI数据以使地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息矢量化，将矢量化后的信息加载到skyline中以将数据可视化和单体化，从而构建完整的三维GIS地理信息宏观模型；
将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联，从而实现BIM软件和GIS软件的无缝对接，并进行测量管理、地形分析、实现和阴影分析以及矢量、栅格和复杂地物分析。
进一步地，所述获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，包括：
通过AR技术扫描以获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据。
进一步地，所述将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图，是指：
通过几何预处理GIS数据并获得处理后的GIS数据，再将处理后的GIS数据传入CAD软件中以构建三维对象类型以从三维模型库中选择对应的模型并进行构建。
进一步地，所述同一属性数据包括墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标。
进一步地，所述构建装配式绿色建筑的GIS三维模型还包括：
将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标与矢量化，从而实现墙体、楼面的单体化。
进一步地，使用空间分析法对三维场景进行优化。
进一步地，所述优化包括三维模型重建、补充影像采集、局部分离编辑、精细化修编重建及更新合并。
进一步地，所述BIM模型根据自身坐标在BIM-GIS数据平台获得定位。
另一方面，本发明提供了一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模系统，包括如下模块：
获取模块，用于获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，所述GIS数据包括地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息；
处理模块，用于将所述GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图；
构建模块，用于构建装配式绿色建筑的BIM数据模型：将所述地形图和建筑要素平面图输入BIM软件中以制成3D可视化模型图，再将装配式绿色建筑空间参数信息缩小对应比例后输入至所述3D可视化模型图中以构建BIM装配式绿色建筑信息模型；构建装配式绿色建筑的GIS三维模型：将所述GIS数据导入GIS软件中，在GIS软件中加载POI数据以使地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息矢量化，将矢量化后的信息加载到skyline中以将数据可视化和单体化，从而构建完整的三维GIS地理信息宏观模型；
导入合并模块，用于将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联，从而实现BIM软件和GIS软件的无缝对接，并进行测量管理、地形分析、实现和阴影分析以及矢量、栅格和复杂地物分析。
进一步地，所述获取模块获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，包括：
通过AR技术扫描以获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过GIS与BIM能够自动化建立装配式绿色建筑的三维模型，结合BIM进行精细化处理、通过GIS进行三维可视化，减少装配误差，从而避免后期对预制构件的校正工作量，以较少施工工人的劳动时间和劳动强度，提高装配式建筑企业的效益。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例一中的一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二中的基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
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例，实施而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例一
如图1所示，提供了本发明一个实施例的一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法，包括如下步骤：
S110获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，GIS数据包括地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息；
获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，包括：
通过AR技术扫描以获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据。
S120将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图；
将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图，是指：
通过几何预处理GIS数据并获得处理后的GIS数据，再将处理后的GIS数据传入CAD软件中以构建三维对象类型以从三维模型库中选择对应的模型并进行构建。
S130构建装配式绿色建筑的BIM数据模型：将地形图和建筑要素平面图输入BIM软件中以制成3D可视化模型图，再将装配式绿色建筑空间参数信息缩小对应比例后输入至3D可视化模型图中以构建BIM装配式绿色建筑信息模型；构建装配式绿色建筑的GIS三维模型：将GIS数据导入GIS软件中，在GIS软件中加载POI数据以使地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息矢量化，将矢量化后的信息加载到skyline中以将数据可视化和单体化，从而构建完整的三维GIS地理信息宏观模型；
同一属性数据包括墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标。
构建装配式绿色建筑的GIS三维模型还包括：
将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标与矢量化，从而实现墙体、楼面的单体化。
BIM模型根据自身坐标在BIM-GIS数据平台获得定位。
S140将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联，从而实现BIM软件和GIS软件的无缝对接，并进行测量管理、地形分析、实现和阴影分析以及矢量、栅格和复杂地物分析。
使用空间分析法对三维场景进行优化。
优化包括三维模型重建、补充影像采集、局部分离编辑、精细化修编重建及更新合并。
本发明通过GIS与BIM能够自动化建立装配式绿色建筑的三维模型，结合BIM进行精细化处理、通过GIS进行三维可视化，减少装配误差，从而避免后期对预制构件的校正工作量，以较少施工工人的劳动时间和劳动强度，提高装配式建筑企业的效益。
实施例二
如图2所示，提供了本发明另一个实施例的一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模系统，包括如下模块：
获取模块A210，用于获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，GIS数据包括地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息；
获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，包括：
通过AR技术扫描以获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据。
处理模块A220，用于将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图；
将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图，是指：
通过几何预处理GIS数据并获得处理后的GIS数据，再将处理后的GIS数据传入CAD软件中以构建三维对象类型以从三维模型库中选择对应的模型并进行构建。
构建模块A230，用于构建装配式绿色建筑的BIM数据模型：将地形图和建筑要素平面图输入BIM软件中以制成3D可视化模型图，再将装配式绿色建筑空间参数信息缩小对应比例后输入至3D可视化模型图中以构建BIM装配式绿色建筑信息模型；构建装配式绿色建筑的GIS三维模型：将GIS数据导入GIS软件中，在GIS软件中加载POI数据以使地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息矢量化，将矢量化后的信息加载到skyline中以将数据可视化和单体化，从而构建完整的三维GIS地理信息宏观模型；
同一属性数据包括墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标。
构建装配式绿色建筑的GIS三维模型还包括：
将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标与矢量化，从而实现墙体、楼面的单体化。
BIM模型根据自身坐标在BIM-GIS数据平台获得定位。
导入合并模块A240，用于将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联，从而实现BIM软件和GIS软件的无缝对接，并进行测量管理、地形分析、实现和阴影分析以及矢量、栅格和复杂地物分析。
使用空间分析法对三维场景进行优化。
优化包括三维模型重建、补充影像采集、局部分离编辑、精细化修编重建及更新合并。
在本申请所提供的2个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、系统、模块和/或单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，所述GIS数据包括地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息；
将所述GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图；
构建装配式绿色建筑的BIM数据模型：将所述地形图和建筑要素平面图输入BIM软件中以制成3D可视化模型图，再将装配式绿色建筑空间参数信息缩小对应比例后输入至所述3D可视化模型图中以构建BIM装配式绿色建筑信息模型；构建装配式绿色建筑的GIS三维模型：将所述GIS数据导入GIS软件中，在GIS软件中加载POI数据以使地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息矢量化，将矢量化后的信息加载到skyline中以将数据可视化和单体化，从而构建完整的三维GIS地理信息宏观模型；
将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联，从而实现BIM软件和GIS软件的无缝对接，并进行测量管理、地形分析、实现和阴影分析以及矢量、栅格和复杂地物分析。
2.根据权利要求1所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，所述获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，包括：
通过AR技术扫描以获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据。
3.根据权利要求1所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，所述将GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图，是指：
通过几何预处理GIS数据并获得处理后的GIS数据，再将处理后的GIS数据传入CAD软件中以构建三维对象类型以从三维模型库中选择对应的模型并进行构建。
4.根据权利要求1所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，所述同一属性数据包括墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标。
5.根据权利要求4所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，所述构建装配式绿色建筑的GIS三维模型还包括：
将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中墙内、或墙外偏移量、楼面的局部坐标、悬挂高度、间隔距离和局部坐标与矢量化，从而实现墙体、楼面的单体化。
6.根据权利要求5所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，使用空间分析法对三维场景进行优化。
7.根据权利要求6所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，所述优化包括三维模型重建、补充影像采集、局部分离编辑、精细化修编重建及更新合并。
8.根据权利要求1所述的装配式绿色建筑建模方法，其特征在于，所述BIM模型根据自身坐标在BIM-GIS数据平台获得定位。
9.一种基于GIS与BIM的装配式绿色建筑建模系统，其特征在于，包括如下模块：
获取模块，用于获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，所述GIS数据包括地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息；
处理模块，用于将所述GIS数据处理成地形图和建筑要素平面图；
构建模块，用于构建装配式绿色建筑的BIM数据模型：将所述地形图和建筑要素平面图输入BIM软件中以制成3D可视化模型图，再将装配式绿色建筑空间参数信息缩小对应比例后输入至所述3D可视化模型图中以构建BIM装配式绿色建筑信息模型；构建装配式绿色建筑的GIS三维模型：将所述GIS数据导入GIS软件中，在GIS软件中加载POI数据以使地理位置、装配式绿色建筑空间参数信息、附近街道的路径和路况信息矢量化，将矢量化后的信息加载到skyline中以将数据可视化和单体化，从而构建完整的三维GIS地理信息宏观模型；
导入合并模块，用于将构建装配式绿色建筑的BIM数据模型和GIS三维模型导入GIS软件中以使BIM数据模型和GIS三维模型中同一属性数据一一对应关联，从而实现BIM软件和GIS软件的无缝对接，并进行测量管理、地形分析、实现和阴影分析以及矢量、栅格和复杂地物分析。
10.根据权利要求9所述的装配式绿色建筑建模系统，其特征在于，所述获取模块获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据，包括：
通过AR技术扫描以获取装配式绿色建筑目标地点的GIS数据。
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