CN111178761A - 基于gis技术的城市地下空间模型管理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理方法和系统,所述方法包括如下步骤:采用GIS技术构建城市地下空间模型;根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将城市地下空间模型分为多个管控区域;提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。本发明能够使城市地下空间管理人员能够在三维现场环境中对地下综合管廊相关信息进行多维度分析、多视角空间校验和可视化管理,能够提高管理效率和管理质量。
Description
技术领域
本发明涉及城市地下空间管理技术领域,尤其涉及一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理方法和系统。
背景技术
随着科技的快速发展,城市地下空间建设发展非常迅猛,但随之而来的城市地下空间管理方面的问题也越来越多。例如墙体破坏、人员密集、空气质量差、温度过高过低、火灾等突发情况等,这严重严重影响了人们的生活质量及生命财产安全。
发明内容
本发明针对现有方式的缺点,提出一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理方法和系统,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技术的城市地下空间模型管理方法,包括如下步骤:
采用GIS技术构建城市地下空间模型;
根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将所述城市地下空间模型分为多个管控区域;
提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,所述故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;
根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。
进一步地,所述根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
将负载运转电力负载运转最多的管控区域划分为第一风险型;
将管道负载运转最多的管控区域划分为第二风险型;
将环境温度最高的管控区域划分为第三风险型;
将人员密集度最高的管控区域划分为第四风险型;
将空气污染系数最高的管控区域划分为第五风险型;
将建筑物损伤最多的管控区域划分为第六风险型。
进一步地,所述根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
实时跟踪第一风险型的管控区域中的工作电流、工作电压、电场强度及过载负荷数据;
实时跟踪第二风险型的管控区域中的土壤酸碱度数据和土壤酸碱度数据;
实时跟踪第三风险型的管控区域的工作温度、空气温度数据及土壤温度数据;
实时跟踪第四风险型的管控区域的人员密集数据;
实时跟踪第五风险型的管控区域的空气湿度数据和空气污染数据;
实时跟踪第六风险型的管控区域的实际使用时间和损伤度。
进一步地,每一所述管控区域中设置若干火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪以获取对应的数据。
进一步地,所述火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪与信号收发器相连。
进一步地,所述信号收发器包括单片机主控芯片、与所述单片机主控芯片电性相连的无线接发模块、以及与所述单片机主控芯片电性相连的A\D数模转换模块。
进一步地,每一所述管控区域中设置若干GPS定位传感器以获取地点信息,所述GPS定位传感器与信号收发器相连以向单片机主控芯片发送GPS定位点信息。
另一方面,本发明提供了一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理系统,包括如下模块:
构建模块,用于采用GIS技术构建城市地下空间模型;
分区模块,用于根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将所述城市地下空间模型分为多个管控区域;
故障划分模块,用于提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,所述故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;
跟踪管理模块,用于根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。
进一步地,所述跟踪管理模块根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
将负载运转电力负载运转最多的管控区域划分为第一风险型;
将管道负载运转最多的管控区域划分为第二风险型;
将环境温度最高的管控区域划分为第三风险型;
将人员密集度最高的管控区域划分为第四风险型;
将空气污染系数最高的管控区域划分为第五风险型;
将建筑物损伤最多的管控区域划分为第六风险型。
进一步地,所述跟踪管理模块根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
实时跟踪第一风险型的管控区域中的工作电流、工作电压、电场强度及过载负荷数据;
实时跟踪第二风险型的管控区域中的土壤酸碱度数据和土壤酸碱度数据;
实时跟踪第三风险型的管控区域的工作温度、空气温度数据及土壤温度数据;
实时跟踪第四风险型的管控区域的人员密集数据;
实时跟踪第五风险型的管控区域的空气湿度数据和空气污染数据;
实时跟踪第六风险型的管控区域的实际使用时间和损伤度。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明能够使城市地下空间管理人员能够在三维现场环境中对地下综合管廊相关信息进行多维度分析、多视角空间校验和可视化管理,能够提高管理效率和管理质量。
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技术的城市地下空间模型管理方法的流程示意图;
图2为本发明实施例二中的一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理系统的结构示意图。
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,提供了本发明实施例的一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理方法,包括如下步骤:
S110采用GIS技术构建城市地下空间模型;
BIM模型包括三维建模、现场监控、信息存储、定位信息接收、导航信息发送。
数据包括完整的点云数据和图纸数据;
图纸数据包括图纸数据结构。
获取地下空间的数据,将数据导入到BIM中构建BIM模型,包括:
通过AR扫描采集地下空间的点云数据。
三维建模,包括:
根据图纸数据和点云数据建立三维的BIM模型。
点云数据的处理过程如下:
将点云数据转换成预设格式;
对格式转化后的点云数据进行降噪处理。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型,其中,设计模型包括地下空间的内部构件的位置和模型以及表面构件的位置和模型;
根据点云数据建立建筑物的实物模型;
将设计模型和实物模型相结合,得到地下空间的BIM模型。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型,包括:
建立图纸数据对应的模型轴网;
在模型轴网的基准坐标原点的位置上设置图纸数据的基准坐标原点;
基于图纸数据的基准坐标原点建立建筑物的设计模型。
S120根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将城市地下空间模型分为多个管控区域;
每一管控区域中设置若干火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪以获取对应的数据。
火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪与信号收发器相连。
信号收发器包括单片机主控芯片、与单片机主控芯片电性相连的无线接发模块、以及与单片机主控芯片电性相连的A\D数模转换模块。
每一管控区域中设置若干GPS定位传感器以获取地点信息,GPS定位传感器与信号收发器相连以向单片机主控芯片发送GPS定位点信息。
S130提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;
S140根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。
根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
将负载运转电力负载运转最多的管控区域划分为第一风险型;
将管道负载运转最多的管控区域划分为第二风险型;
将环境温度最高的管控区域划分为第三风险型;
将人员密集度最高的管控区域划分为第四风险型;
将空气污染系数最高的管控区域划分为第五风险型;
将建筑物损伤最多的管控区域划分为第六风险型。
根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
实时跟踪第一风险型的管控区域中的工作电流、工作电压、电场强度及过载负荷数据;
实时跟踪第二风险型的管控区域中的土壤酸碱度数据和土壤酸碱度数据;
实时跟踪第三风险型的管控区域的工作温度、空气温度数据及土壤温度数据;
实时跟踪第四风险型的管控区域的人员密集数据;
实时跟踪第五风险型的管控区域的空气湿度数据和空气污染数据;
实时跟踪第六风险型的管控区域的实际使用时间和损伤度。
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技术的城市地下空间模型管理系统,包括如下模块:
构建模块A210,用于采用GIS技术构建城市地下空间模型;
BIM模型包括三维建模、现场监控、信息存储、定位信息接收、导航信息发送。
数据包括完整的点云数据和图纸数据;
图纸数据包括图纸数据结构。
获取地下空间的数据,将数据导入到BIM中构建BIM模型,包括:
通过AR扫描采集地下空间的点云数据。
三维建模,包括:
根据图纸数据和点云数据建立三维的BIM模型。
点云数据的处理过程如下:
将点云数据转换成预设格式;
对格式转化后的点云数据进行降噪处理。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型,其中,设计模型包括地下空间的内部构件的位置和模型以及表面构件的位置和模型;
根据点云数据建立建筑物的实物模型;
将设计模型和实物模型相结合,得到地下空间的BIM模型。
根据图纸数据建立地下空间的设计模型,包括:
建立图纸数据对应的模型轴网;
在模型轴网的基准坐标原点的位置上设置图纸数据的基准坐标原点;
基于图纸数据的基准坐标原点建立建筑物的设计模型。
分区模块A220,用于根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将城市地下空间模型分为多个管控区域;
每一管控区域中设置若干火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪以获取对应的数据。
火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪与信号收发器相连。
信号收发器包括单片机主控芯片、与单片机主控芯片电性相连的无线接发模块、以及与单片机主控芯片电性相连的A\D数模转换模块。
每一管控区域中设置若干GPS定位传感器以获取地点信息,GPS定位传感器与信号收发器相连以向单片机主控芯片发送GPS定位点信息。
故障划分模块A230,用于提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;
跟踪管理模块A240,用于根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。
跟踪管理模块根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
将负载运转电力负载运转最多的管控区域划分为第一风险型;
将管道负载运转最多的管控区域划分为第二风险型;
将环境温度最高的管控区域划分为第三风险型;
将人员密集度最高的管控区域划分为第四风险型;
将空气污染系数最高的管控区域划分为第五风险型;
将建筑物损伤最多的管控区域划分为第六风险型。
跟踪管理模块根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
实时跟踪第一风险型的管控区域中的工作电流、工作电压、电场强度及过载负荷数据;
实时跟踪第二风险型的管控区域中的土壤酸碱度数据和土壤酸碱度数据;
实时跟踪第三风险型的管控区域的工作温度、空气温度数据及土壤温度数据;
实时跟踪第四风险型的管控区域的人员密集数据;
实时跟踪第五风险型的管控区域的空气湿度数据和空气污染数据;
实时跟踪第六风险型的管控区域的实际使用时间和损伤度。
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技术的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,包括如下步骤:
采用GIS技术构建城市地下空间模型;
根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将所述城市地下空间模型分为多个管控区域;
提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,所述故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;
根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。
2.根据权利要求1所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,所述根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
将负载运转电力负载运转最多的管控区域划分为第一风险型;
将管道负载运转最多的管控区域划分为第二风险型;
将环境温度最高的管控区域划分为第三风险型;
将人员密集度最高的管控区域划分为第四风险型;
将空气污染系数最高的管控区域划分为第五风险型;
将建筑物损伤最多的管控区域划分为第六风险型。
3.根据权利要求2所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,所述根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
实时跟踪第一风险型的管控区域中的工作电流、工作电压、电场强度及过载负荷数据;
实时跟踪第二风险型的管控区域中的土壤酸碱度数据和土壤酸碱度数据;
实时跟踪第三风险型的管控区域的工作温度、空气温度数据及土壤温度数据;
实时跟踪第四风险型的管控区域的人员密集数据;
实时跟踪第五风险型的管控区域的空气湿度数据和空气污染数据;
实时跟踪第六风险型的管控区域的实际使用时间和损伤度。
4.根据权利要求3所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,每一所述管控区域中设置若干火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪以获取对应的数据。
5.根据权利要求4所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,所述火灾探测器、烟雾传感器、温度探测器、湿度探测器、电流传感器、电压传感器、空气质量传感器、红外线传感器及电子酸碱探测仪与信号收发器相连。
6.根据权利要求5所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,所述信号收发器包括单片机主控芯片、与所述单片机主控芯片电性相连的无线接发模块、以及与所述单片机主控芯片电性相连的A\D数模转换模块。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,每一所述管控区域中设置若干GPS定位传感器以获取地点信息,所述GPS定位传感器与信号收发器相连以向单片机主控芯片发送GPS定位点信息。
8.一种基于GIS技术的城市地下空间模型管理系统,其特征在于,包括如下模块:
构建模块,用于采用GIS技术构建城市地下空间模型;
分区模块,用于根据电力分布、管道分布、空间分布、空气源进出口、人员密集度、能源、环境要素将所述城市地下空间模型分为多个管控区域;
故障划分模块,用于提取各管控区域发生的故障情况,根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,所述故障情况包括电力和管道负载运转、环境温度、人员密集度、空气污染系数、建筑物损伤;
跟踪管理模块,用于根据风险类型管理每一管控区域以进行分类跟踪。
9.根据权利要求8所述的城市地下空间模型管理系统,其特征在于,所述跟踪管理模块根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
将负载运转电力负载运转最多的管控区域划分为第一风险型;
将管道负载运转最多的管控区域划分为第二风险型;
将环境温度最高的管控区域划分为第三风险型;
将人员密集度最高的管控区域划分为第四风险型;
将空气污染系数最高的管控区域划分为第五风险型;
将建筑物损伤最多的管控区域划分为第六风险型。
10.根据权利要求9所述的城市地下空间模型管理方法,其特征在于,所述跟踪管理模块根据故障情况划分每一管控区域的风险类型,包括:
实时跟踪第一风险型的管控区域中的工作电流、工作电压、电场强度及过载负荷数据;
实时跟踪第二风险型的管控区域中的土壤酸碱度数据和土壤酸碱度数据;
实时跟踪第三风险型的管控区域的工作温度、空气温度数据及土壤温度数据;
实时跟踪第四风险型的管控区域的人员密集数据;
实时跟踪第五风险型的管控区域的空气湿度数据和空气污染数据;
实时跟踪第六风险型的管控区域的实际使用时间和损伤度。
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邹亮: "遥感与GIS在消防规划火灾风险评估中的应用", 《数字通信世界》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111784830A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-16 | 中国城市规划设计研究院 | 一种基于规则的三维地理信息模型空间分析方法与系统 |
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