CN111797454A - 基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法 - Google Patents

基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111797454A
CN111797454A CN202010538172.XA CN202010538172A CN111797454A CN 111797454 A CN111797454 A CN 111797454A CN 202010538172 A CN202010538172 A CN 202010538172A CN 111797454 A CN111797454 A CN 111797454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
foundation pit
aerial survey
earth
model
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010538172.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王银武
徐宁
谭旭林
龙也
张�雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China MCC20 Group Corp Ltd
Original Assignee
China MCC20 Group Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China MCC20 Group Corp Ltd filed Critical China MCC20 Group Corp Ltd
Priority to CN202010538172.XA priority Critical patent/CN111797454A/zh
Publication of CN111797454A publication Critical patent/CN111797454A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G06T17/205—Re-meshing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，本方法在土方开挖前后依据位置数据设置航测参数，采用无人机对基坑位置航测，生成由无人机镜头组成的图像，对航测数据进行整合并进行空间三角测量，生成航测倾斜摄影模型；将模型文件解算出点云数据加载到recap中生成索引扫描文件；在civil 3D中加载索引扫描文件并创建基坑的地形数据；经点云克里格插值算法创建基坑开挖前后的第一和第二曲面网格；依据两个曲面网格生成土方测量体积模型并计算土方开挖量；将建筑物模型导入Civil 3D中，通过与土方测量体积模型的差集计算出土方回填量。本方法通过数字信息化技术进行实景模型重构和数据整合，得到土方开挖量及回填量。

Description

基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法。
背景技术
基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，基坑土方工程量的计算是建筑工程中，例如综合管廊设计、施工的重要内容之一,其贯穿于项目的整个生命周期,准确快速计算基坑土方工程量对于节省项目投资、合理分配项目资金以及项目周期等具有重大意义。
传统的基坑土方工程量计算大多采用方格网法、断面法、等高线法或表格法等进行计算，通常在基坑地貌表面设置几个高程点作为基准，但是通过分散的几个高程点不能准确地反映地貌的真实形态，在计算过程中误差不断累加，最终使土方计算结果偏离准确值，且计算过程繁琐、效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，本方法克服传统基坑土方量计算的缺陷，通过数字信息化技术快速、灵活地采集基坑区域内地貌信息，并进行实景模型重构和数据整合，从而快速计算得到土方开挖量及回填量，有效提高基坑土方量计算效率及准确性。
为解决上述技术问题，本发明基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法包括如下步骤：
步骤一、基坑土方开挖前勘察基坑原始地形地貌，并收集整理基坑的位置数据；
步骤二、航测数据采集及处理，依据基坑的位置数据，规划航线并确定基坑的航测范围，进行像控点标识，设置航测参数，根据航测参数采用无人机对基坑位置进行航测，生成由无人机五组镜头组成的图像，对航测生成的pos数据进行整合，删除无用信息以及与后处理软件格式不符信息，并进行空间三角测量，生成航测倾斜摄影模型；
步骤三、将航测倾斜摄影模型文件解算出点云数据加载到recap软件工具中，并做抽稀处理后生成*.rcs的索引扫描文件；
步骤四、在civil 3D软件工具中加载*.rcs索引扫描文件并创建基坑的原始地形数据；
步骤五、对基坑的原始地形数据经点云克里格插值算法创建基坑开挖前的第一曲面网格；
步骤六、基坑土方开挖后，重复执行步骤二至步骤五，创建基坑开挖后的第二曲面网格；
步骤七、通过第一曲面网格和第二曲面网格生成土方测量体积模型，并经Civil 3D 软件工具计算得出土方开挖量；
步骤八、将基坑内建筑物的revit模型导入Civil 3D软件工具，通过与土方测量体积模型的差集计算出土方回填量。
进一步，所述设置航测参数包括对飞行架次划分、飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距、旁向间距、地面分辨率及物理像元尺寸进行设置，且满足三角比例关系。
进一步，所述空间三角测量的运算过程中，若丢失图像照片过多，则删除该空间三角测量区块，选择不同的设置参数重新执行空中三角测量。
进一步，所述航测倾斜摄影模型经三维建模、补充影像采集数据、局部分离编辑、精细化修编重建、更新合并后生成。
进一步，所述无人机五组镜头包括一个垂直于地面镜头和四个与地面呈一定夹角的倾斜镜头。
由于本发明基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法采用了上述技术方案，即本方法在土方开挖前收集基坑位置数据；规划航线，确定航测范围，设置航测参数，采用无人机对基坑位置进行航测，生成由无人机镜头组成的图像，对航测数据进行整合并进行空间三角测量，生成航测倾斜摄影模型；将模型文件解算出点云数据加载到recap中生成索引扫描文件；在civil 3D中加载索引扫描文件并创建基坑的原始地形数据；经点云克里格插值算法创建基坑开挖前的第一曲面网格；据此得到基坑开挖后的第二曲面网格；依据两个曲面网格生成土方测量体积模型并计算得出土方开挖量；将建筑物的revit模型导入Civil 3D中，通过与土方测量体积模型的差集计算出土方回填量。本方法克服传统基坑土方量计算的缺陷，通过数字信息化技术快速、灵活地采集基坑区域内地貌信息，并进行实景模型重构和数据整合，从而快速计算得到土方开挖量及回填量，有效提高基坑土方量计算效率及准确性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法的原理框图。
具体实施方式
实施例如图1所示，本发明基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法包括如下步骤：
步骤一、基坑土方开挖前勘察基坑原始地形地貌，并收集整理基坑的位置数据；
步骤二、航测数据采集及处理，依据基坑的位置数据，规划航线并确定基坑的航测范围，进行像控点标识，设置航测参数，根据航测参数采用无人机对基坑位置进行航测，生成由无人机五组镜头组成的图像，对图像进行色彩纠偏以及畸变校正，对航测生成的pos数据进行整合，删除无用信息以及与后处理软件格式不符信息，并进行空间三角测量，生成航测倾斜摄影模型；
步骤三、将航测倾斜摄影模型文件解算出点云数据加载到recap软件工具中，并做抽稀处理后生成*.rcs的索引扫描文件；
步骤四、在civil 3D软件工具中加载*.rcs索引扫描文件并创建基坑的原始地形数据；
步骤五、对基坑的原始地形数据经点云克里格插值算法创建基坑开挖前的第一曲面网格；
步骤六、基坑土方开挖后，重复执行步骤二至步骤五，创建基坑开挖后的第二曲面网格；
步骤七、通过第一曲面网格和第二曲面网格生成土方测量体积模型，并经Civil 3D 软件工具计算得出土方开挖量；
步骤八、将基坑内建筑物的revit模型导入Civil 3D软件工具，通过与土方测量体积模型的差集计算出土方回填量。
优选的，所述设置航测参数包括对飞行架次划分、飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距、旁向间距、地面分辨率及物理像元尺寸进行设置，且满足三角比例关系。
优选的，所述空间三角测量的运算过程中，若丢失图像照片过多，则删除该空间三角测量区块，选择不同的设置参数重新执行空中三角测量。同时，空间三角测量的运算进行数据集群处理，数据集群处理通过搭建局域网实现，将一台计算机作为服务器，局域网内其他计算机作为空间三角测量节点连接至服务器组成群组，任务提交后，服务器统一分配子任务至各节点，节点完成子任务后，将处理结果返回至服务器，并接受新的子任务直至空间三角测量任务完成。
优选的，所述航测倾斜摄影模型经三维建模、补充影像采集数据、局部分离编辑、精细化修编重建、更新合并后生成。
优选的，所述无人机五组镜头包括一个垂直于地面镜头和四个与地面呈一定夹角的倾斜镜头。
本方法利用无人机进行航测摄影获取土方开挖前后航测数据的基础上，运用3D软件工具进行空间三角测量加密等处理生成实景3D模型，提取点云数据，导入Civil 3D软件工具中进行土方开挖前后曲面网格创建，形成土方量模型，进行土方开挖量计算；将基坑内建筑物的revit模型导入Civil 3D后提取土方回填量。通过原始地貌及开挖过程的数据实时监测，有效提高土方开挖及回填计算的效率及准确性。
本方法通过三维重构实现快速、精确的土方量计算，并且能做到“实际与模型的精确对应”以及“所见即所得”，人工成本和时间成本都将大大降低，准确精度高、经济效益大。

Claims (5)

1.一种基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、基坑土方开挖前勘察基坑原始地形地貌，并收集整理基坑的位置数据；
步骤二、航测数据采集及处理，依据基坑的位置数据，规划航线并确定基坑的航测范围，进行像控点标识，设置航测参数，根据航测参数采用无人机对基坑位置进行航测，生成由无人机五组镜头组成的图像，对航测生成的pos数据进行整合，删除无用信息以及与后处理软件格式不符信息，并进行空间三角测量，生成航测倾斜摄影模型；
步骤三、将航测倾斜摄影模型文件解算出点云数据加载到recap软件工具中，并做抽稀处理后生成*.rcs的索引扫描文件；
步骤四、在civil 3D软件工具中加载*.rcs索引扫描文件并创建基坑的原始地形数据；
步骤五、对基坑的原始地形数据经点云克里格插值算法创建基坑开挖前的第一曲面网格；
步骤六、基坑土方开挖后，重复执行步骤二至步骤五，创建基坑开挖后的第二曲面网格；
步骤七、通过第一曲面网格和第二曲面网格生成土方测量体积模型，并经Civil 3D 软件工具计算得出土方开挖量；
步骤八、将基坑内建筑物的revit模型导入Civil 3D软件工具，通过与土方测量体积模型的差集计算出土方回填量。
2.根据权利要求1所述的基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，其特征在于：所述设置航测参数包括对飞行架次划分、飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距、旁向间距、地面分辨率及物理像元尺寸进行设置，且满足三角比例关系。
3.根据权利要求1或2所述的基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，其特征在于：所述空间三角测量的运算过程中，若丢失图像照片过多，则删除该空间三角测量区块，选择不同的设置参数重新执行空中三角测量。
4.根据权利要求3所述的基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，其特征在于：所述航测倾斜摄影模型经三维建模、补充影像采集数据、局部分离编辑、精细化修编重建、更新合并后生成。
5.根据权利要求3所述的基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法，其特征在于：所述无人机五组镜头包括一个垂直于地面镜头和四个与地面呈一定夹角的倾斜镜头。
CN202010538172.XA 2020-06-12 2020-06-12 基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法 Pending CN111797454A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010538172.XA CN111797454A (zh) 2020-06-12 2020-06-12 基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010538172.XA CN111797454A (zh) 2020-06-12 2020-06-12 基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111797454A true CN111797454A (zh) 2020-10-20

Family

ID=72804451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010538172.XA Pending CN111797454A (zh) 2020-06-12 2020-06-12 基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111797454A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112683171A (zh) * 2020-12-31 2021-04-20 数字港湾科技(湖北)有限公司 一种测算土方工程量的方法及装置
CN112734929A (zh) * 2020-12-28 2021-04-30 三峡大学 基于网格细分算法的土石坝复杂土料场开挖方量计算方法
CN113901562A (zh) * 2021-10-27 2022-01-07 国核电力规划设计研究院有限公司 一种基于基础三维模型自动计算开挖量的方法
CN115909091A (zh) * 2022-06-29 2023-04-04 中国建筑一局(集团)有限公司 一种基于无人机三维扫描实景建模的土方量计算方法
CN116465370A (zh) * 2023-04-01 2023-07-21 中铁六局集团路桥建设有限公司 一种计算植被茂密区域土石方量的方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109410327A (zh) * 2018-10-09 2019-03-01 鼎宸建设管理有限公司 一种基于bim和gis的三维城市建模方法
CN110083903A (zh) * 2019-04-17 2019-08-02 中铁十八局集团第五工程有限公司 一种基于航拍与bim结合的土石方工程量计算方法
CN110285792A (zh) * 2019-07-02 2019-09-27 山东省交通规划设计院 一种无人机倾斜摄影精细格网土方计量方法
CN111243090A (zh) * 2020-01-19 2020-06-05 上海建工四建集团有限公司 土方量计算方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109410327A (zh) * 2018-10-09 2019-03-01 鼎宸建设管理有限公司 一种基于bim和gis的三维城市建模方法
CN110083903A (zh) * 2019-04-17 2019-08-02 中铁十八局集团第五工程有限公司 一种基于航拍与bim结合的土石方工程量计算方法
CN110285792A (zh) * 2019-07-02 2019-09-27 山东省交通规划设计院 一种无人机倾斜摄影精细格网土方计量方法
CN111243090A (zh) * 2020-01-19 2020-06-05 上海建工四建集团有限公司 土方量计算方法及系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周萍等: "基于BIM+RTK复杂土方工程正逆向应用", 《第五届全国BIM学术会议论文集》 *
潘珂: "基于BIM技术深基坑工程信息化施工管理平台研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
陈淼新等: "无人机航空摄影测量在土方平衡中的应用", 《测绘与空间地理信息》 *
隋志通等: "Civil 3D在某项目深基坑土方量分层计算中的应用", 《地基与基础》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112734929A (zh) * 2020-12-28 2021-04-30 三峡大学 基于网格细分算法的土石坝复杂土料场开挖方量计算方法
CN112734929B (zh) * 2020-12-28 2022-06-03 三峡大学 基于网格细分算法的土石坝复杂土料场开挖方量计算方法
CN112683171A (zh) * 2020-12-31 2021-04-20 数字港湾科技(湖北)有限公司 一种测算土方工程量的方法及装置
CN113901562A (zh) * 2021-10-27 2022-01-07 国核电力规划设计研究院有限公司 一种基于基础三维模型自动计算开挖量的方法
CN115909091A (zh) * 2022-06-29 2023-04-04 中国建筑一局(集团)有限公司 一种基于无人机三维扫描实景建模的土方量计算方法
CN116465370A (zh) * 2023-04-01 2023-07-21 中铁六局集团路桥建设有限公司 一种计算植被茂密区域土石方量的方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111797454A (zh) 基于数字信息化技术的基坑土方量计算方法
CN111125821B (zh) 基于bim+gis地基与基础分部工程分析及选型方法
CN111243090B (zh) 土方量计算方法及系统
CN109242862B (zh) 一种实时的数字表面模型生成方法
CN109508508B (zh) 一种露天矿山治理勘查设计方法
CN114998338B (zh) 一种基于激光雷达点云的矿山开采量计算方法
CN110728752A (zh) 一种公路三维地形场景模型的构建方法
CN114998536A (zh) 基于新型基础测绘的模型生成方法、装置及存储介质
CN111191307B (zh) 一种基于bim+gis技术的土方工程虚拟施工方法
CN111784840B (zh) 基于矢量数据自动分割lod层级三维数据单体化方法及系统
CN109934911B (zh) 基于OpenGL的移动端高精度倾斜摄影三维建模方法
CN112037318A (zh) 三维岩体结构模型的构建方法、系统及模型的应用
CN111783190A (zh) 基于倾斜摄影技术的道路土方量计算方法
CN113192200B (zh) 一种基于空三并行计算算法的城市实景三维模型的构建方法
CN111256730A (zh) 一种用于低空倾斜摄影测量技术的土方平衡修正计算方法
CN115797288B (zh) 基于地面点云数据计算填挖方量的方法
CN111667569A (zh) 一种基于Rhino及Grasshopper的三维实景土方可视化精准测算方法
CN110765542A (zh) 一种高精度数字高程模型的轻量化方法
CN114863033B (zh) 一种基于点云数模的断面提取方法
CN111815566A (zh) 基于倾斜摄影技术的改建或扩建道路土方量计算方法
CN115526450A (zh) 基于倾斜摄影与bim结合的施工进度监测方法、系统及介质
CN113032977A (zh) 基于无人机逆建模技术的土石方量测算方法
CN115909091A (zh) 一种基于无人机三维扫描实景建模的土方量计算方法
CN114255270A (zh) 基于倾斜摄影技术的路基土石方自动算量方法和平台
CN105678097B (zh) 数字高程模型自动化构建方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201020