CN114549769A - 基于bim的土石方工程量分期计量自动校核方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法及装置，该方法步骤包括：S01.基于BIM根据原始地形测量点位与高程数据建立原始地形曲面模型；S02.基于BIM根据在土方开挖施工过程中测量的每期的点位、标高数据，建立分期三维地形曲面模型；S03.将所有的分期曲面导入所述原始地形曲面模型中，先根据曲面的边线水平坐标筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后筛选出存在空间相交的目标重叠曲面组；S04.对所述目标重叠曲面组创建体积曲面并进行土方平衡计算，校核得到重复计量工程。本发明能够实现土石方工程量分期计量自动校核，且具有实现方法简单、校核效率以及精度高等优点。

Description

基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法及装置

技术领域

本发明涉及土石方工程计量技术领域，尤其涉及一种基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法及装置。

背景技术

在土石方工程施工过程中，土石方工程的工程量是结算计量、土方调配等的重要性指导依据，尤其是超大型(上百万方)土石方工程，由于场地范围大，工程量的计量难度大，需要按照施工周期进行分期分区域计量。针对于土石方工程的工程量分期计量，现有技术中通常是采用按每个区域单独算量的人工计量方式，即在每次收方前后对现场地形进行分期分区域测量，再利用CASS软件计算出土方量，然后人工计算出每期的工程量。

上述按每个区域单独算量的传统人工计量方式，不仅效率低、人工成本高，影响结算工作和施工进度，且还会存在极易于发生由于两个相邻区域重叠而导致重复计量的问题，对于重复计量只能依赖于人工校核，而人工校核的难度非常大，尤其是对于超大型土石方工程，由于工程量较大，人工校核的方式就难以快速、准确的查找出重复计量的区域。因此亟需提供一种土石方工程量分期计量自动校核方法，以使得能够自动实现土石方工程量分期计量校核，快速、准确的校核出存在重复计量的区域，从而能够满足当前对于施工时效性需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法、校核效率以及精度高，能够快速准确的校核出是否存在重复计量区域的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，步骤包括：

S01.基于BIM根据原始地形测量点位与高程数据建立原始地形曲面模型；

S02.基于BIM根据在土方开挖施工过程中测量的每期的点位、标高数据，建立分期三维地形曲面模型；

S03.将所有的分期曲面导入所述原始地形曲面模型中，先根据曲面的边线水平坐标筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后筛选出存在空间相交的目标重叠曲面组；

S04.对所述目标重叠曲面组的重叠区域创建体积曲面并进行土方平衡计算，校核得到重复计量区域以及重复计量工程量。

进一步的，所述步骤S01包括将原始地形测量点位数据与高程数据导入BIM软件中，形成空间点，建立三角网曲面模型，得到所述原始地形曲面模型。

进一步的，所述步骤S02包括：将每期土方开挖后对当期地形的测量数据导入BIM软件中，形成空间点，建立三角网曲面模型，得到所述分期三维地形曲面模型。

进一步的，所述步骤S03中具体通过从所有水平方向存在重叠的分期曲面组中，筛选出最小距离为零的曲面组合，得到存在空间相交的目标重叠曲面组。

进一步的，采用循环算法循环计算所有分期曲面两两之间的最小距离，即循环从所有分期曲面中两两一组形成组合并计算曲面之间的最小距离，直至完成所有分期曲面两两之间的计算。

进一步的，采用BIM软件计算所有分期曲面两两之间的最小距离。

进一步的，所述步骤S04中，创建体积曲面时具体根据开挖时间将所述目标分期曲面组中以开挖时间靠后的曲面作为基准面、开挖时间靠前的曲面作为对照面。

进一步的，所述步骤S04后还包括导出校核出的重叠区域的位置信息、工程量信息、三维坐标、高程、等高线及三角网中任意一种或多种信息。

一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。

一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如上述方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过整合原始地形曲面、分期曲面模型，将所有的分期曲面导入原始地形曲面模型中，先筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后筛选出存在空间相交的目标重叠曲面组，再通过创建体积曲面进行土方平衡计算，即可得到重复计量区域以及重复计量的工程量，能够自动实现土石方工程量分期计量的自动校核，极大的提高了校核的效率，同时还能够快速、准确的筛选定位出重复计量的区域，确保土石方工程量分期计量的精度，尤其适用于大型或者超大型土石方工程量的大量分期计量校核。

附图说明

图1为本实施例基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法的实现流程示意图。

图2是本发明具体应用实施例中实现土石方工程量分期计量自动校核的详细流程示意图。

图3为本发明具体应用实施例中读取TXT文件高程点位置坐标示意图。

图4是本发明具体应用实施例中基于TXT文件生成的原始地形曲面模型示意图。

图5是本发明具体应用实施例中基于测量点数据生成的分期曲面模型全部导入同一个Civil3D文件后的结果示意图。

图6是本发明具体应用实施例通过最小距离为零依次判断曲面是否重叠查找到的所有重叠曲面(曲面边界亮显)示意图。

图7是本发明具体应用实施例中查找到的一组重叠曲面示意图。

图8是本实施例中筛选重复计量区域的实现原理示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，本实施例基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法的步骤包括：

S01.基于BIM根据原始地形测量点位与高程数据建立原始地形曲面模型；

S02.基于BIM根据在土方开挖施工过程中测量的每期的点位、标高数据，建立分期三维地形曲面模型；

S03.将所有的分期曲面导入原始地形曲面模型中，先根据曲面的边线水平坐标筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后根据曲面之间的最小距离确定出最终的重复计量曲面组；

S04.对重复计量曲面组创建体积曲面并进行土方平衡计算，校核得到重复计量工程量。

BIM(建筑信息3d建模)软件，具有曲面建模、体积曲面、土方平衡等多种功能，同时考虑到先后开挖的两个土方地形曲面在空间上是上下关系，而不会存在交线，则若曲面发生重叠即可能为疑似重复计量的曲面。本发明利用BIM软件以及曲面之间的上述特性，通过整合原始地形曲面、分期曲面模型，进而将所有的分期曲面导入原始地形曲面模型中，先筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后根据曲面之间的最小距离确定出最终的重复计量曲面组，通过创建体积曲面进行土方平衡计算，即可得到重复计量的工程量，能够自动实现土石方工程量分期计量的自动校核，极大的提高了校核的效率，同时还能够快速、准确的筛选定位出重复计量的区域，确保土石方工程量分期计量的精度，有效解决了传统二维在大型土方大批量分期结算时难以查找重复计量区域和重复工程量的问题，尤其适用于大型或者超大型土石方工程量的大量分期同批次结算。

为实现土石方工程量分期计量自动校核，本实施例步骤S01前首先需要获取原始地形资料数据，包括：

地形资料的平面布置图，包括原始地形测量点高程及坐标信息；

地形资料的地势图，包括每一期土方开挖后测量的点高程及坐标信息。

将上述获取的原始地形资料导入至BIM软件中，导入操作效果参见图3。

本实施例步骤S01具体包括：将原始地形测量点位数据与高程数据(包括地形离散点高程及坐标)导入BIM软件中，形成空间点，建立三角网曲面模型，得到原始地形曲面模型，即通过BIM软件建立原始地形三角网曲面模型。在具体应用实施例中，采用上述方法基于TXT文件生成的原始地形曲面模型如图4所示。

本实施例步骤S02包括：将每期土方开挖后对当期地形的测量数据导入BIM软件中，形成空间点，建立三角网曲面模型，得到分期三维地形曲面模型。每一期土方开挖后，对当期地形进行测量，将测量数据导入BIM软件中形成空间点，建立分期地形三角网曲面模型。

本实施例步骤S03将所有分期曲面导入原始地形曲面时，首先根据每个曲面的边线水平坐标过滤出水平方向有重叠的若干组曲面，然后逐一计算每组曲面两两之间的最小距离，如果最小距离为零则表明为空间相交曲面，即重叠的曲面，也即存在重复计量的曲面，因此筛选出最小距离为零的曲面组合，并记录该最小距离为零的曲面，以进行后续体积曲线计算。

本实施例具体采用循环算法循环计算所有分期曲面两两之间的最小距离，即循环从所有分期曲面中两两一组形成组合并计算曲面之间的最小距离，直至完成所有分期曲面两两之间的计算。

本实施例中，采用BIM软件计算所有分期曲面两两之间的最小距离。BIM软件中也具备最小距离计量功能，本实例进一步利用BIM软件的该功能，将原始地形曲面和所有分期曲面依次或批量导入同一个Civil3D文件中，如图5所示；选中所有曲面，利用BIM软件依次两两一组读取每一种组合的分期曲面，计算每一组曲面的最小距离，记录最小距离为零的曲面组合，即得到重复计量的曲面，可以直接基于BIM即实现土石方工程量分期计量的自动校核。在具体应用实施例中，通过平面坐标和最小距离方法查找到的所有相交曲面(曲面边界亮显)如图6所示，其中一组相交曲面如图7所述，图中圆圈区域即为该组曲面重复计量的区域。

如图8所示，分期曲线之间最小距离为0，即表明存在相交线，则两个曲面之间的重叠部分体积v即为重复计量的土方工程量，本实施例通过先根据曲面的边线水平坐标筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后根据曲面之间的最小距离确定出最终的重复计量曲面，通过计量重复计量曲面的体积v，可以快速、准确的计算出重复计量工程量。

可以理解的是，还可以通过配置循环求最小距离判断是否重叠的程序模块，通过执行该程序模块来自动循环求取曲面之间的最小距离，并筛选出最小距离为零的曲面组合，得到重复计量的曲面。

本实施例步骤S04中，创建体积曲面时具体将目标分期曲面组中以开挖时间靠后的曲面作为基准面、开挖时间靠前的曲面作为对照面，通过体积曲面得到重叠区域土方体积。即以开挖时间靠后的曲面为基准面，开挖时间靠前的为对照面，创建体积曲面，得到挖方区域与体积，进行土方平衡计算，得到疑似重复计量区域的重复计量工程量。

步骤S04具体可以利用BIM软件实现，即由利用BIM软件依次读取每一组重叠曲面，曲面名称日期靠后的曲面为基准曲面，曲面名称日期靠前的曲面为参照曲面，利用BIM软件的土方平衡功能，计算得到填方区和挖方区，该挖方区体积即为疑似重复计量的工程量。

本实施例步骤S04后还包括导出校核出的重叠区域的位置信息、工程量信息、三维坐标、高程、等高线及三角网等，最后导出重叠曲面及疑似重复计量工程量清单，具体将重叠曲面两两一组导出为单独的Civi13D文件，并将疑似重复计量的曲面及其工程量清单导出为excel文件汇总，以方便工程人员进一步校核。

如图2所示，本实施例实现土石方工程量分期计量自动校核时，导入原始地形曲面、以及所有分期曲线后，先筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后依次读取一组重叠曲面组，根据最小距离判断曲面是否空间相交，如果是则创建相交曲面体积曲面，否则重新读取一组重叠曲面进行判断，直至完成所有曲面的判断；由相交曲面即得到重复计量的区域，存储相交曲面的名称、位置以及体积数据等形成重复计量数据清单。

需要说明的是，本发明基于BIM的土石方工程分期计量自动校核方法并不必要依赖于BIM软件实现，步骤S01～S04均可以采用其他三维软件实现，甚至可采用自定义程序模块实现。

综上，本发明利用BIM软件曲面建模、最小距离、体积曲面、土方平衡等功能，通过整合原始地形曲面、分期曲面模型，循环计算曲面间最小距离以筛选出重复计量曲面，进而通过土方平衡计算和体积曲面，得到重叠区域及其土方工程量，能够实现大型甚至超大型土石方工程大量分期同批次结算时快速筛选定位重复计量区域，并快速、准确的计算出重叠区域土方体积，有效解决了传统二维在大型土方大批量分期结算时难以查找重复计量区域和重复工程量的难题，极大的提高了工作效率。

本实施例还提供一种计算机装置，包括处理器以及存储器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序，处理器用于执行计算机程序以执行如上述方法。

此外，本实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序执行时实现如上述方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域技术人员可以理解，上述计算机装置的描述仅仅是示例，并不构成对计算机装置的限定，可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

计算机装置集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个基于模板标注的分布式爬虫方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信号以及软件分发介质等。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，步骤包括：

S01.基于BIM根据原始地形测量点位与高程数据建立原始地形曲面模型；

S02.基于BIM根据在土方开挖施工过程中测量的每期的点位、标高数据，建立分期三维地形曲面模型；

S03.将所有的分期曲面导入所述原始地形曲面模型中，先根据曲面的边线水平坐标筛选出水平方向存在重叠的曲面组，然后筛选出存在空间相交的目标重叠曲面组；

S04.对所述目标重叠曲面组的重叠区域创建体积曲面并进行土方平衡计算，校核得到重复计量区域以及重复计量工程量。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，所述步骤S01包括：将原始地形测量点位数据与高程数据导入BIM软件中，形成空间点，建立三角网曲面模型，得到所述原始地形曲面模型。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，所述步骤S02包括：将每期土方开挖后对当期地形的测量数据导入BIM软件中，形成空间点，建立三角网曲面模型，得到所述分期三维地形曲面模型。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，所述步骤S03中具体通过从所有水平方向存在重叠的分期曲面组中，筛选出最小距离为零的曲面组合，得到存在空间相交的目标重叠曲面组。

5.根据权利要求4所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，采用循环算法循环计算所有分期曲面两两之间的最小距离，即循环从所有分期曲面中两两一组形成组合并计算曲面之间的最小距离，直至完成所有分期曲面两两之间的计算。

6.根据权利要求5所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，采用BIM软件计算所有分期曲面两两之间的最小距离。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，所述步骤S04中，创建体积曲面时具体根据开挖时间将所述目标分期曲面组中以开挖时间靠后的曲面作为基准面、开挖时间靠前的曲面作为对照面。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的基于BIM的土石方工程量分期计量自动校核方法，其特征在于，所述步骤S04后还包括导出校核出的重叠区域的位置信息、工程量信息、三维坐标、高程、等高线及三角网中任意一种或多种信息。

9.一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如权利要求1～8中任意一项所述方法。

10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序执行时实现如权利要求1～8中任意一项所述的方法。

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