CN115526066B - 一种基于bim技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统 - Google Patents

一种基于bim技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统，通过获取建筑工程现场实地影像数据与气象水文数据并分析得到基础工程模型与地理环境模型，进一步将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型。将虚拟化仿真模型与仿真实验题库通过终端平台实现对用户的展示与交互功能，本发明能够展示真实直观的建筑工程模型，增加学习建筑工程的体验感，提高工程学习效率，有效避免因参观施工现场所带来的安全问题。

Description

一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统
技术领域
本发明涉及虚拟仿真领域，更具体的，涉及一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统。
背景技术
施工工地现场参观与学习是工程学科专业的重要课程组成部分，但施工现场具有高危和不可逆操作的特征，学生实地观摩具有条件限制且有安全风险。另外，由于施工项目具有工程一次性的特点，一般往年参观学习的项目施工过后就不具备再次观摩学习的条件，极大限制了学生实地观摩和学习，影响学生对于该专业科目的认知与学习效果。尤其是隐蔽工程和工程重要节点结构，施工过程中参观和实习存在较大隐患，施工过后就无法再为学生或相关人员提供观摩学习的条件。
BIM技术（Building Information Modeling）的出现是建筑行业的一次历史性变革，该技术能够构建详实完整的结构三维模型，基于该三维模型可以重复开展三维可视化、仿真模拟、虚拟建造等，通过BIM技术为重现已完工工程的建设过程、隐蔽工程、重要结构节点等工作提供了基础。
受制于施工工地现场的安全条件及项目施工一次性等特点，工程学科专业实习受到严重制约，不仅效率低下且安全隐患高。所以，现在亟需一种可重复再现已完工工程的建设过程、隐蔽工程、重要结构节点的，且无安全隐患提供比肩施工工地现场参观与学习的虚拟仿真教学方法。允许学生在虚拟环境中参与到整个施工过程中观摩与学习，可有效避免实际施工现场观摩所带来的安全隐患，进一步实现提高教学质量的目的。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统。
本发明第一方面提供了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法，包括：
获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型；
获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型；
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型；
根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库；
根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互。
本方案中，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，具体为：
通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置，得到相应的影像数据；
将所述影像数据进行关键帧提取与相对位置信息获取，得到关键图像数据与相对位置信息；
根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合，得到基础工程模型。
本方案中，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，还包括：
将影像数据根据相对位置信息进行数据筛选，得到实地周围环境对应的特定影像数据；
将所述特定影像数据进行图像关键帧提取得到环境图像数据；对环境图像数据进行空间模拟分析，得到地理环境构造信息；
根据当前建筑工程实地位置信息，从互联网中获取历史气象水文数据；
根据历史气象水文数据进行环境状态评估与预测，得到当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据；
将地理环境构造信息、当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据进行数据模型组合，得到地理环境模型。
本方案中，所述获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型，具体为：
将工程结构数据导入BIM分析模型进行专业子结构分析，得到多个专业子结构模型；
根据工程实施数据进行专业模型空间分析，得到专业模型空间分布信息；
根据专业模型空间分布信息对专业子结构模型进行结构整合，得到基于BIM的专业结构模型。
本方案中，所述将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型，具体为：
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型；
获取项目实施流程信息，根据所述信息对项目结构模型进行施工顺序的拆解与组合，将拆解与组合流程进行记录并得到项目实施过程模型；
根据项目结构模型与地理环境模型进行模拟联动，形成仿真模拟效果，并将联动后的模型进行整合得到虚拟化仿真模型。
本方案中，所述根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库，具体为：
将虚拟化仿真模型进行工程模拟，得到多个工程模拟步骤数据；
将工程模拟步骤数据进行信息提取，得到相关工程信息；
根据所述相关工程信息从课程数据进行内容检索，得到仿真实验题库。
本方案中，所述根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互具体为：
将仿真实验题库根据虚拟化仿真模型中的工程模拟步骤顺序形成有序的考核内容；
根据所述考核内容生成不同类型的考核题目，并将所述考核题目与虚拟化仿真模型进行结合，得到工程仿真实验模型；
将工程仿真实验模型发送至预设终端设备并按照工程模拟步骤进行建筑工程模型的拆解与组合展示，并将相应的考核内容与用户进行展示与交互。
本发明第二方面还提供了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法程序，所述基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型；
获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型；
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型；
根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库；
根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互。
本方案中，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，具体为：
通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置，得到相应的影像数据；
将所述影像数据进行关键帧提取与相对位置信息获取，得到关键图像数据与相对位置信息；
根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合，得到基础工程模型。
本方案中，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，还包括：
将影像数据根据相对位置信息进行数据筛选，得到实地周围环境对应的特定影像数据；
将所述特定影像数据进行图像关键帧提取得到环境图像数据；对环境图像数据进行空间模拟分析，得到地理环境构造信息；
根据当前建筑工程实地位置信息，从互联网中获取历史气象水文数据；
根据历史气象水文数据进行环境状态评估与预测，得到当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据；
将地理环境构造信息、当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据进行数据模型组合，得到地理环境模型。
本发明公开了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统，通过获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据并分析得到基础工程模型与地理环境模型，进一步将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型。将虚拟化仿真模型与仿真实验题库通过终端平台实现对用户的展示与交互功能，本发明能够展示真实直观的建筑工程模型，增加学习建筑工程的体验感，提高工程学习效率，有效避免因参观施工现场所带来的安全问题。
附图说明
图1示出了本发明一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法的流程图；
图2示出了本发明获取专业结构模型流程图；
图3示出了本发明获取虚拟化仿真模型流程图；
图4示出了本发明一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提供了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法，包括：
S102，获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型；
S104，获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型；
S106，将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型；
S108，根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库；
S110，根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互。
需要说明的是，所述预设终端设备包括计算机终端设备与移动终端设备，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互中，所述进行展示与交互中的平台包括网页平台。
根据本发明实施例，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，具体为：
通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置，得到相应的影像数据；
将所述影像数据进行关键帧提取与相对位置信息获取，得到关键图像数据与相对位置信息；
根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合，得到基础工程模型。
需要说明的是，所述通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置中，全方位视频拍摄具体为对实地上下左右前后等各个方位进行视频跟踪拍摄，所述无人机配有高清摄像头与定位跟踪模块，无人机在进行实地拍摄时能够通过定位跟踪模块，实时记录当前拍摄影像数据所对应的相对位置，所述相对位置具体为和建筑工程实地的相对方位位置。所述根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合中，具体为通过相对位置信息将对应的关键图像数据进行空间模拟拼接，并根据相对位置信息中的顺序进行模型构造，得到基础工程模型。所述基础工程模型具体为建筑工程实地外表模型，通过模型能够直观地了解建筑实地的大致外层结构。所述影像数据包括图片、视频类数据。
根据本发明实施例，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，还包括：
将影像数据根据相对位置信息进行数据筛选，得到实地周围环境对应的特定影像数据；
将所述特定影像数据进行图像关键帧提取得到环境图像数据；对环境图像数据进行空间模拟分析，得到地理环境构造信息；
根据当前建筑工程实地位置信息，从互联网中获取历史气象水文数据；
根据历史气象水文数据进行环境状态评估与预测，得到当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据；
将地理环境构造信息、当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据进行数据模型组合，得到地理环境模型。
要说明的是，所述地理环境构造信息具体为建筑工程实地周围环境构造信息，具体包括河流、树木、山川、草地、泥土等地理环境构造实体。所述地理环境状态数据包括天气类型、降雨量、光照强度、实地能见度、波浪潮流等。通过地理环境模型能够有效为后续建筑模型构建真实的地理环境，增强仿真模拟体验感。另外，通过地理环境状态预测数据能够在后续模拟出未来的地理环境状态，对于一些未完工的建筑工程，通过本发明的虚拟化仿真模型结合施工数据能够在仿真状态下展现建筑模型在未来完工时的模型状态和地理环境状态，并将建筑工程的施工流程按照一定的步骤进行展示，让用户对建筑工程有更深入的了解。
图2示出了本发明获取专业结构模型流程图。
根据本发明实施例，所述获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型，具体为：
S202，将工程结构数据导入BIM分析模型进行专业子结构分析，得到多个专业子结构模型；
S204，根据工程实施数据进行专业模型空间分析，得到专业模型空间分布信息；
S206，根据专业模型空间分布信息对专业子结构模型进行结构整合，得到基于BIM的专业结构模型。
需要说明的是，所述多个专业子结构模型具体为建筑工程实地内部的专业结构模型，通过对专业子结构模型的分析与整合，能够得到有结构关联的专业结构模型。所述工程实施数据具体为建筑专业模型之间的子结构实施流程。
图3示出了本发明获取虚拟化仿真模型流程图。
根据本发明实施例，所述将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型，具体为：
S302，将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型；
S304，获取项目实施流程信息，根据所述信息对项目结构模型进行施工顺序的拆解与组合，将拆解与组合流程进行记录并得到项目实施过程模型；
S306，根据项目结构模型与地理环境模型进行模拟联动，形成仿真模拟效果，并将联动后的模型进行整合得到虚拟化仿真模型。
需要说明的是，所述虚拟化仿真模型能够展现出模拟地理环境的效果，从而使建筑工程的虚拟化更加直观与现实。
根据本发明实施例，所述根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库，具体为：
将虚拟化仿真模型进行工程模拟，得到多个工程模拟步骤数据；
将工程模拟步骤数据进行信息提取，得到相关工程信息；
根据所述相关工程信息从课程数据进行内容检索，得到仿真实验题库。
需要说明的是，所述工程模拟步骤数据包括其步骤涉及的结构模型、模型空间变化信息、模型联动范围信息等。
根据本发明实施例，所述根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互具体为：
将仿真实验题库根据虚拟化仿真模型中的工程模拟步骤顺序形成有序的考核内容；
根据所述考核内容生成不同类型的考核题目，并将所述考核题目与虚拟化仿真模型进行结合，得到工程仿真实验模型；
将工程仿真实验模型发送至预设终端设备并按照工程模拟步骤进行建筑工程模型的拆解与组合展示，并将相应的考核内容与用户进行展示与交互。
需要说明的是，所述将仿真实验题库根据虚拟化仿真模型中的工程模拟步骤顺序形成有序的考核内容中，具体为根据工程模拟的步骤顺序，将仿真实验题库中的内容进行顺序调整，由于不同的工程模拟步骤对应的考核要点不同，所对应的实验题库内容也不一致，此时，将仿真实验题库转化为有序的考核内容，能够在后续与虚拟化仿真模型进行结合，在进行与用户交互时，能够实现在每个工程模拟步骤出现相应内容的考核题目。所述根据所述考核内容生成不同类型的考核题目中，一般为生成3种及以上的不同类型的考核题目。另外，一个建筑工程对应一个工程仿真实验模型。
图4示出了本发明一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学系统的框图。
本发明第二方面还提供了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学系统4，该系统包括：存储器41、存储器42存储器43、处理器44，所述存储器41存储虚拟化仿真模型等数据，所述存储器42存储仿真实验教学内容及仿真实验题库数据，所述存储器43存储学生和教师用户基本信息、考核内容等数据，所述基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法程序被所述处理器44执行时实现如下步骤：
获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型；
获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型；
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型；
根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库；
根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互。
需要说明的是，所述预设终端设备包括计算机终端设备与移动终端设备，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互中，所述进行展示与交互中的平台包括网页平台。
根据本发明实施例，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，具体为：
通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置，得到相应的影像数据；
将所述影像数据进行关键帧提取与相对位置信息获取，得到关键图像数据与相对位置信息；
根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合，得到基础工程模型。
需要说明的是，所述通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置中，全方位视频拍摄具体为对实地上下左右前后等各个方位进行视频跟踪拍摄，所述无人机配有高清摄像头与定位跟踪模块，无人机在进行实地拍摄时能够通过定位跟踪模块，实时记录当前拍摄影像数据所对应的相对位置，所述相对位置具体为和建筑工程实地的相对方位位置。所述根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合中，具体为通过相对位置信息将对应的关键图像数据进行空间模拟拼接，并根据相对位置信息中的顺序进行模型构造，得到基础工程模型。所述基础工程模型具体为建筑工程实地外表模型，通过模型能够直观地了解建筑实地的大致外层结构。所述影像数据包括图片、视频类数据。
根据本发明实施例，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，还包括：
将影像数据根据相对位置信息进行数据筛选，得到实地周围环境对应的特定影像数据；
将所述特定影像数据进行图像关键帧提取得到环境图像数据；对环境图像数据进行空间模拟分析，得到地理环境构造信息；
根据当前建筑工程实地位置信息，从互联网中获取历史气象水文数据；
根据历史气象水文数据进行环境状态评估与预测，得到当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据；
将地理环境构造信息、当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据进行数据模型组合，得到地理环境模型。
要说明的是，所述地理环境构造信息具体为建筑工程实地周围环境构造信息，具体包括河流、树木、山川、草地、泥土等地理环境构造实体。所述地理环境状态数据包括天气类型、降雨量、光照强度、实地能见度等。通过地理环境模型能够有效为后续建筑模型构建真实的地理环境，增强仿真模拟体验感。另外，通过地理环境状态预测数据能够在后续模拟出未来的地理环境状态，对于一些未完工的建筑工程，通过本发明的虚拟化仿真模型结合施工数据能够在仿真状态下展现建筑模型在未来完工时的模型状态和地理环境状态，并将建筑工程的施工流程按照一定的步骤进行展示，让用户对建筑工程有更深入的了解。
根据本发明实施例，所述获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型，具体为：
将工程结构数据导入BIM分析模型进行专业子结构分析，得到多个专业子结构模型；
根据工程实施数据进行专业模型空间分析，得到专业模型空间分布信息；
根据专业模型空间分布信息对专业子结构模型进行结构整合，得到基于BIM的专业结构模型。
需要说明的是，所述多个专业子结构模型具体为建筑工程实地内部的专业结构模型，通过对专业子结构模型的分析与整合，能够得到有结构关联的专业结构模型。所述工程实施数据具体为建筑专业模型之间的子结构实施流程。
根据本发明实施例，所述将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型，具体为：
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型；
获取项目实施流程信息，根据所述信息对项目结构模型进行施工顺序的拆解与组合，将拆解与组合流程进行记录并得到项目实施过程模型；
根据项目结构模型与地理环境模型进行模拟联动，形成仿真模拟效果，并将联动后的模型进行整合得到虚拟化仿真模型。
需要说明的是，所述虚拟化仿真模型能够展现出模拟地理环境的效果，从而使建筑工程的虚拟化更加直观与现实。
根据本发明实施例，所述根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库，具体为：
将虚拟化仿真模型进行工程模拟，得到多个工程模拟步骤数据；
将工程模拟步骤数据进行信息提取，得到相关工程信息；
根据所述相关工程信息从课程数据进行内容检索，得到仿真实验题库。
需要说明的是，所述工程模拟步骤数据包括其步骤涉及的结构模型、模型空间变化信息、模型联动范围信息等。
根据本发明实施例，所述根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互具体为：
将仿真实验题库根据虚拟化仿真模型中的工程模拟步骤顺序形成有序的考核内容；
根据所述考核内容生成不同类型的考核题目，并将所述考核题目与虚拟化仿真模型进行结合，得到工程仿真实验模型；
将工程仿真实验模型发送至预设终端设备并按照工程模拟步骤进行建筑工程模型的拆解与组合展示，并将相应的考核内容与用户进行展示与交互。
需要说明的是，所述将仿真实验题库根据虚拟化仿真模型中的工程模拟步骤顺序形成有序的考核内容中，具体为根据工程模拟的步骤顺序，将仿真实验题库中的内容进行顺序调整，由于不同的工程模拟步骤对应的考核要点不同，所对应的实验题库内容也不一致，此时，将仿真实验题库转化为有序的考核内容，能够在后续与虚拟化仿真模型进行结合，在进行与用户交互时，能够实现在每个工程模拟步骤出现相应内容的考核题目。所述根据所述考核内容生成不同类型的考核题目中，一般为生成3种及以上的不同类型的考核题目。另外，一个建筑工程对应一个工程仿真实验模型。
本发明公开了一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法及系统，通过获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据并分析得到基础工程模型与地理环境模型，进一步将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型。将虚拟化仿真模型与仿真实验题库通过终端平台实现对用户的展示与交互功能，本发明能够展示真实直观的建筑工程模型，增加学习建筑工程的体验感，提高工程学习效率，有效避免因参观施工现场所带来的安全问题。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法，其特征在于，包括：
获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型；
获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型；
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型；
根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库；
根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互；
其中，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，还包括：
将影像数据根据相对位置信息进行数据筛选，得到实地周围环境对应的特定影像数据；
将所述特定影像数据进行图像关键帧提取得到环境图像数据；
对环境图像数据进行空间模拟分析，得到地理环境构造信息；
根据当前建筑工程实地位置信息，从互联网中获取历史气象水文数据；
根据历史气象水文数据进行环境状态评估与预测，得到当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据；
将地理环境构造信息、当前地理环境状态数据与地理环境状态预测数据进行数据模型组合，得到地理环境模型；
其中，所述获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型，具体为：
将工程结构数据导入BIM分析模型进行专业子结构分析，得到多个专业子结构模型；
根据工程实施数据进行专业模型空间分析，得到专业模型空间分布信息；
根据专业模型空间分布信息对专业子结构模型进行结构整合，得到基于BIM的专业结构模型；
其中，所述将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型，具体为：
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型；
获取项目实施流程信息，根据所述信息对项目结构模型进行施工顺序的拆解与组合，将拆解与组合流程进行记录并得到项目实施过程模型；
根据项目结构模型与地理环境模型进行模拟联动，形成仿真模拟效果，并将联动后的模型进行整合得到虚拟化仿真模型；
其中，所述根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互具体为：
将仿真实验题库根据虚拟化仿真模型中的工程模拟步骤顺序形成有序的考核内容；
根据所述考核内容生成不同类型的考核题目，并将所述考核题目与虚拟化仿真模型进行结合，得到工程仿真实验模型；
将工程仿真实验模型发送至预设终端设备并按照工程模拟步骤进行建筑工程模型的拆解与组合展示，并将相应的考核内容与用户进行展示与交互。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法，其特征在于，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，具体为：
通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置，得到相应的影像数据；
将所述影像数据进行关键帧提取与相对位置信息获取，得到关键图像数据与相对位置信息；
根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合，得到基础工程模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法，其特征在于，所述根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库，具体为：
将虚拟化仿真模型进行工程模拟，得到多个工程模拟步骤数据；
将工程模拟步骤数据进行信息提取，得到相关工程信息；
根据所述相关工程信息从课程数据进行内容检索，得到仿真实验题库。
4.一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法程序，所述基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型；
获取工程结构数据和工程实施数据，根据所述工程结构数据和工程实施数据进行专业结构分析，得到基于BIM的专业结构模型；
将基础工程模型与专业结构模型进行模型整合得到项目结构模型，将项目结构模型与地理环境模型进行仿真模拟融合，得到虚拟化仿真模型；
根据虚拟化仿真模型进行工程模拟并根据模拟过程从课程数据中进行相关教学内容检索，得到仿真实验题库；
根据虚拟化仿真模型结合仿真实验题库得到工程仿真实验模型，将所述工程仿真实验模型发送至预设终端设备进行展示与交互。
5.根据权利要求4所述的一种基于BIM技术的工程项目虚拟仿真教学系统，其特征在于，所述获取建筑工程实地影像数据与气象水文数据，根据所述影像数据与气象水文数据进行建筑模型构建，得到基础工程模型与地理环境模型，具体为：
通过无人机在建筑工程实地进行全方位视频拍摄并记录拍摄时与建筑工程实地的相对位置，得到相应的影像数据；
将所述影像数据进行关键帧提取与相对位置信息获取，得到关键图像数据与相对位置信息；
根据相对位置信息，将关键图像数据进行空间模拟组合，得到基础工程模型。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115859455B (zh) * 2023-03-03 2023-05-16 山东博物馆 一种基于云计算技术的土木工程实验检测系统
CN117077444B (zh) * 2023-10-16 2023-12-15 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种基于bim技术的防波堤工程三维仿真教学方法及系统
CN117437098B (zh) * 2023-12-06 2024-04-26 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种港口工程方向的智能建造虚拟仿真教学方法及系统
CN117454677B (zh) * 2023-12-26 2024-04-26 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种基于三维仿真技术的码头施工模拟方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109446583A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 鼎宸建设管理有限公司 基于bim技术的绿色建筑设计方法
CN111461495A (zh) * 2020-03-10 2020-07-28 重庆筑信云智建筑科技有限公司 基于建筑信息模型的智能教学系统及方法
CN114241143A (zh) * 2021-11-25 2022-03-25 苏州规划设计研究院股份有限公司 基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台及方法
CN115146883A (zh) * 2022-09-06 2022-10-04 中国建筑第二工程局有限公司 一种建筑工程智慧建造的管控方法及系统
CN115328320A (zh) * 2022-10-13 2022-11-11 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种水利工程在线学习方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11189177B2 (en) * 2018-11-06 2021-11-30 Vianair Inc. Airspace information modeling and design

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109446583A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 鼎宸建设管理有限公司 基于bim技术的绿色建筑设计方法
CN111461495A (zh) * 2020-03-10 2020-07-28 重庆筑信云智建筑科技有限公司 基于建筑信息模型的智能教学系统及方法
CN114241143A (zh) * 2021-11-25 2022-03-25 苏州规划设计研究院股份有限公司 基于多维度数据和三维建模的智慧城市规划平台及方法
CN115146883A (zh) * 2022-09-06 2022-10-04 中国建筑第二工程局有限公司 一种建筑工程智慧建造的管控方法及系统
CN115328320A (zh) * 2022-10-13 2022-11-11 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 一种水利工程在线学习方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘英城 ; 岳川 ; 梁景智.一种BIM模型与三维场景地理位置匹配方法的研究与应用.《中国高新科技》.2019, *
融合水利水文专业知识的智慧水利关键技术研究;张大富等;《科学与管理》;20201020;全文 *

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