CN115688219A - 一种针对分层开挖的路基的三维建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对分层开挖的路基的三维建模方法，该方法包括：从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体；本发明能够根据路基的二维横断面图自动化的生成分层开挖的路基的三维模型，从而便于后期分层计算路基的开挖土方量。

Description

一种针对分层开挖的路基的三维建模方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计技术领域，特别涉及一种针对分层开挖的路基的三维建模方法。

背景技术

在传统道路工程造价领域，路基通常采用二维CAD横断面图的形式来描述；在横断面图中不仅包含原路面线、路床线、清表线等线条及标高，还包含挖填方面积等相关文字标注，用以描述路基横断面的几何形状及工程算量的相关信息。通过横断面图来描述路基模型，可以体现路基在对应位置的详细信息。但随着BIM技术的推广，三维模型所具有的显示直观、便于后期应用的特性，越来越受到工程技术人员的青睐。三维模型的应用，包含算量、碰撞检测、施工模拟、渲染演示等。当前，二维图纸仍是当前道路工程中设计的主流，设计人员根据测量数据，绘制出道路在特定位置的横断面图。如何根据二维的横断面图纸，生成路基的三维模型，以便进行BIM应用，成为很多人关注的焦点。尤其是构造分层开挖的路基的三维模型，不仅能精确计算不同土质的工程量，也能准确的计算出与其他构件(同时施工的基坑、沟槽、软基)的扣减量。

因此，为了更准确的计算分层开挖的路基土方量，如何构建分层开挖的路基的三维模型成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对分层开挖的路基的三维建模方法、装置、设备及可读存储介质，能够根据路基的二维横断面图自动化的生成分层开挖的路基的三维模型，从而便于后期分层计算路基的开挖土方量。

根据本发明的一个方面，提供了一种针对分层开挖的路基的三维建模方法，所述方法包括：

从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

可选的，在所述根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体之前，所述方法还包括：

分别根据每个横断面图中的清表线和路床线所形成的封闭区域，对应的计算出每个横断面图包含的填方面积或挖方面积；

当所述两个横断面图均只包含填方面积时，将所述目标桩号段设置为纯填方段；

当所述两个横断面图均只包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为纯挖方段；

当所述两个横断面图一个包含填方面积、另一个包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为半填半挖段。

可选的，所述根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体，包括：

当所述目标桩号段设置为纯填方段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域；

根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；

将所述开挖设置区域三维体作为所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

可选的，所述根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体，包括：

当所述目标桩号段设置为纯挖方段或半填半挖段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域，并分别将每个横断面图中构成所述最大开挖区域的开挖设置线设置为对应横断面图中的最大开挖设置线；

根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；

分别将每个横断面图中的最大开挖设置线和路床线构成的位于所述最大开挖设置线以下的封闭区域设置为对应横断面图中的继续开挖区域；

根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体；

将所述开挖设置区域三维体和所述继续开挖区域三维体组成所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

可选的，所述根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体，包括：

分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的清表线作为顶边，并按照第一预设高度对应的在每个横断面图中构建第一端面；

根据所述两个横断面图的两个第一端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第一三维体；

分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的开挖设置线作为底边，并按照第二预设高度对应的在每个横断面图中构建第二端面；

根据所述两个横断面图的两个第二端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第二三维体；

将所述第一三维体和所述第二三维体的交集作为所述目标桩号段的开挖设置区域三维体。

可选的，所述根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体，包括：

分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的最大开挖设置线作为顶边，并按照第三预设高度对应的在每个横断面图中构建第三端面；

根据所述两个横断面图的两个第三端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第三三维体；

分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的路床线作为底边，并按照第四预设高度对应的在每个横断面图中构建第四端面；

根据所述两个横断面图的两个第四端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第四三维体；

将所述第三三维体和所述第四三维体的交集作为所述目标桩号段的继续开挖区域三维体。

可选的，所述根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体，包括：

步骤1：分别将每个横断面图中的所有开挖设置线形成对应横断面图的底部线集合；

步骤2：分别从每个横断面图的底部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的底部线；

步骤3：根据所述两个横断面图的两个底部线形成底部切割面；

步骤4：分别判断每个横断面图的底部线集合中是否仅包括所述底部线，若是，则将仅包括底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合，若否，则将删除所述底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合；

步骤5：分别从每个横断面图的顶部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的顶部线；

步骤6：根据所述两个横断面图的两个顶部线形成顶部切割面；

步骤7：利用所述底部切割面和所述顶部切割面切割所述最大开挖三维体，并将位于所述底部切割面和所述顶部切割面之间的三维体作为一个开挖层的三维体；

步骤8：分别将每个横断面图的顶部线集合重新作为对应横断面图的底部线集合，并基于剩余的最大开挖三维体重新执行步骤2至步骤8，以得到各个开挖层的三维体。

为了实现上述目的，本发明还提供一种针对分层开挖的路基的三维建模装置，所述装置包括：

获取模块，用于从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

构建模块，用于根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

切割模块，用于根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

为了实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，该电子设备具体包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述介绍的针对分层开挖的路基的三维建模方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述介绍的针对分层开挖的路基的三维建模方法的步骤。

本发明提供的针对分层开挖的路基的三维建模方法、装置、设备及可读存储介质，能够根据二维横断面图中的清表线和开挖设置线构建路基的最大开挖区域三维体，以展示路基的开挖部分的整体三维模型；此外，还能够根据二维横断面图中的开挖设置线构建用于对该最大开挖区域三维体进行切割的切割面，从而基于该最大开挖区域三维体切割出路基的各个开挖层的三维体，从而展示出路基中不同土质分层的局部三维模型；通过本发明能够根据路基的二维横断面图自动化的生成分层开挖的路基的三维模型，从而便于后期分层计算路基的开挖土方量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为实施例一提供的针对分层开挖的路基的三维建模方法的一种可选的流程示意图；

图2(a)为实施例一提供的特殊路基业务中开挖多种土质的横断面示意图；

图2(b)为实施例一提供的特殊路基业务中回填多种土质的横断面示意图；

图3(a)为实施例一提供的纯填方段的横断面示意图；

图3(b)为实施例一提供的纯挖方段的横断面示意图；

图3(c)为实施例一提供的半填半挖段的横断面示意图；

图4为实施例一提供的纯填方段的最大开挖区域三维体的示意图；

图5为实施例一提供的纯挖方段的最大开挖区域三维体的示意图；

图6(a)为实施例一提供的半填半挖段的最大开挖区域三维体的一个示意图；

图6(b)为实施例一提供的半填半挖段的最大开挖区域三维体的另一个示意图；

图7为实施例一提供的前后两个桩号的横断面图中开挖设置线的示意图；

图8为实施例二提供的针对分层开挖的路基的三维建模装置的一种可选的组成结构示意图；

图9为实施例三提供的电子设备的一种可选的硬件架构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例一

本发明实施例提供了一种针对分层开挖的路基的三维建模方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤S101：从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长。

其中，路基是轨道或者路面的基础，承受机动车辆或者路面及交通载荷，同时将载荷向地基深处传递与扩散；路基是计算土方工程量的重要构件。

路基被划分成多个桩号段，每个桩号段对应实际施工时的一段路基范围；在本实施例中可将路基中的每个桩号段依次选取为目标桩号段以分别计算出路基中每个桩号段的最大开挖区域三维体和开挖层的三维体；

在实际业务中会有多个、按桩号划分的横断面图；所述两个横断面图为所述目标桩号段的前后两个连续桩号的横断面图。

此外，在所述横断面图中包括：原地面线、清表线、路床线(含边坡线)、和开挖设置线；

其中，原地面线为路基未施工前的原地面线标高；清表线为清除路基表面杂质后的设计标高线，一般是原地面线往下偏移后的一段线；路床线为路基开挖后、或回填后的设计标高线；所述开挖设置线为用于表征不同土质的开挖部分的设计标高线。

另外，特殊路基业务是指开挖回填的土质类型为多种不同土质的业务场景，需要分别计算不同土质(例如，土、石头、碎石)的工程量。在特殊路基业务中需要分土质开挖，然后再分土质回填；如图2(a)所示的横断面示意图，为特殊路基业务中开挖多种土质的示意图，需要从清表线开始，按照开挖设置线分别挖掉不同的土质；又如图2(b)所示的横断面示意图，为特殊路基业务中回填不同土质的示意图；需要特别说明的是，本实施例仅用于构建特殊路基业务的分层开挖场景中的各个开挖层的三维模型，并不会构建分层回填场景中的各个回填分层的三维模型。

步骤S102：根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

其中，所述最大开挖区域三维体用于表征在对原有路面进行开挖操作时，全部挖出土方所形成的整体区域轮廓。

需要说明的是，如图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，路基包括以下三种类型：纯填方段、纯挖方段和半填半挖段，无论是哪种类型的路基均需要先对原有路面进行开挖操作，而每种类型路基的整体开挖区域样式均不相同，所以不同类型的路基的最大开挖区域三维体也不相同。

具体的，在步骤S102之前，按照以下方式确定出目标桩号段的路基类型：

步骤A1：分别根据每个横断面图中的清表线和路床线所形成的封闭区域，对应的计算出每个横断面图包含的填方面积或挖方面积；

步骤A2：当所述两个横断面图均只包含填方面积时，将所述目标桩号段设置为纯填方段；

步骤A3：当所述两个横断面图均只包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为纯挖方段；

步骤A4：当所述两个横断面图一个包含填方面积、另一个包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为半填半挖段。

在本实施例中，为了更准确地计算出路基的最大开挖区域，考虑到了不同类型的路基的开挖区域样式不相同的情况，会按照上述方式先确定出路基的类型，再针对不同类型的路基按照不同的方式构建出最大开挖区域；此外，为了更准确的计算出目标桩号段的最大开挖区域三维体，为不同类型的路基设置了对应的确定出最大开挖区域三维体的算法，针对纯填方段可采用下述步骤B1至步骤B3的方式构建出最大开挖区域三维体，而针对纯挖方段和半填半挖段均可采用下述步骤C1至步骤C5的方式构建出最大开挖区域三维体。

进一步的，步骤S102，具体包括：

步骤B1：当所述目标桩号段设置为纯填方段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域；

需要说明的是，若一路基需要按土质分层开挖，则在横断面图中会有多个开挖设置线，在本实施例中将横断面图中清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域作为最大开挖区域；此外，还将构成所述最大开挖区域的开挖设置线设置为所述横断面图中的最大开挖设置线；

步骤B2：根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；

其中，放样算法是根据两个不同几何形状的端面以及两个端面之间的距离形成三维体的算法；

步骤B3：将所述开挖设置区域三维体作为所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

如图4所示，由于在纯填方段中仅包括开挖设置区域，不包括继续开挖区域，所以直接将构建出的开挖设置区域三维体作为纯填方段的最大开挖区域三维体。

进一步的，步骤S102，还包括：

步骤C1：当所述目标桩号段设置为纯挖方段或半填半挖段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域，并分别将每个横断面图中构成所述最大开挖区域的开挖设置线设置为对应横断面图中的最大开挖设置线；

步骤C2：根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；

步骤C3：分别将每个横断面图中的最大开挖设置线和路床线构成的位于所述最大开挖设置线以下的封闭区域设置为对应横断面图中的继续开挖区域；

步骤C4：根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体；

步骤C5：将所述开挖设置区域三维体和所述继续开挖区域三维体组成所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

如图5所示，由于在纯挖方段中不仅包括开挖设置区域还包括继续开挖区域，所以需要将构建出的开挖设置区域三维体和继续开挖区域三维体的并集作为纯挖方段的最大开挖区域三维体。

如图6(a)和图6(b)所示，由于在半填半挖段中不仅包括开挖设置区域还包括继续开挖区域，所以需要将构建出的开挖设置区域三维体和继续开挖区域三维体的并集作为半填半挖段的最大开挖区域三维体。

更进一步的，所述步骤B2和所述步骤C2，具体包括：

步骤D1：分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的清表线作为顶边，并按照第一预设高度对应的在每个横断面图中构建第一端面；

步骤D2：根据所述两个横断面图的两个第一端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第一三维体；

步骤D3：分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的开挖设置线作为底边，并按照第二预设高度对应的在每个横断面图中构建第二端面；

需要说明的是，形成所述最大开挖区域的开挖设置线即为最大开挖设置线；

步骤D4：根据所述两个横断面图的两个第二端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第二三维体；

步骤D5：将所述第一三维体和所述第二三维体的交集作为所述目标桩号段的开挖设置区域三维体。

再进一步的，所述步骤C4，具体包括：

步骤E1：分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的最大开挖设置线作为顶边，并按照第三预设高度对应的在每个横断面图中构建第三端面；

步骤E2：根据所述两个横断面图的两个第三端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第三三维体；

步骤E3：分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的路床线作为底边，并按照第四预设高度对应的在每个横断面图中构建第四端面；

步骤E4：根据所述两个横断面图的两个第四端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第四三维体；

步骤E5：将所述第三三维体和所述第四三维体的交集作为所述目标桩号段的继续开挖区域三维体。

步骤S103：根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

在本实施例中，在构建出最大开挖区域三维体之后，还需要根据实际施工业务中不同土质的开挖层对该最大开挖区域三维体进行切割，以得到不同土质的分层三维体；如图2(a)所示，每种土质都会有对应的三维体。由于横断面图中的开挖设置线为用户事先设置的用于表征分层开挖的设计线，所以用户设置几个开挖设置线就会得到几个开挖层的三维体。

此外，由于在实际应用中会出现前后两个桩号的横断面图中的开挖设置线的数量不一致的情况，例如，在如图7所示的两个横断面图中，前一桩号的横断面图包括三个开挖设置线，而后一桩号的横断面图仅包括一个开挖设置线，所以需按照如下步骤E1至E8的方式基于每个横断面图中的开挖设置线构建切割面以从切割出不同开挖层的三维体。

具体的，步骤S103，包括：

步骤F1：分别将每个横断面图中的所有开挖设置线形成对应横断面图的底部线集合；

步骤F2：分别从每个横断面图的底部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的底部线；

步骤F3：根据所述两个横断面图的两个底部线形成底部切割面；

步骤F4：分别判断每个横断面图的底部线集合中是否仅包括所述底部线，若是，则将仅包括底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合，若否，则将删除所述底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合；

在本实施例中，需要保证底部线集合和顶部线集合中至少有一个开挖设置线；

步骤F5：分别从每个横断面图的顶部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的顶部线；

步骤F6：根据所述两个横断面图的两个顶部线形成顶部切割面；

步骤F7：利用所述底部切割面和所述顶部切割面切割所述最大开挖三维体，并将位于所述底部切割面和所述顶部切割面之间的三维体作为一个开挖层的三维体；

步骤F8：分别将每个横断面图的顶部线集合重新作为对应横断面图的底部线集合，并基于剩余的最大开挖三维体重新执行步骤F2至步骤F8，以得到各个开挖层的三维体。

需要说明的是，在实际业务中，不需要对继续开挖区域三维体进行分层切割，仅需要对开挖设置区域三维体进行分层切割，所以进一步的可以按照上述步骤F1至步骤F8的方式对开挖设置区域三维体进行分层切割，也能得到各个开挖层的三维体。

此外，所述方法还包括：

根据所述各个开挖层的三维体计算出各个开挖层的挖出土方工程量。

需要说明的是，由于继续开挖区域三维体不需要再切割，所以可直接将继续开挖区域三维体全部计入原土土方量中。

在本实施例中，能够根据二维横断面图中的清表线和开挖设置线构建路基的最大开挖区域三维体，以展示路基的开挖部分的整体三维模型；此外，还能够根据二维横断面图中的开挖设置线构建用于对该最大开挖区域三维体进行切割的切割面，从而基于该最大开挖区域三维体切割出路基的各个开挖层的三维体，从而展示出路基中不同土质分层的局部三维模型；通过本实施例能够根据路基的二维横断面图自动化的生成分层开挖的路基的三维模型，从而便于后期分层计算路基的开挖土方量。

实施例二

本发明实施例提供了一种针对分层开挖的路基的三维建模装置，如图8所示，该装置具体包括以下组成部分：

获取模块801，用于从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

构建模块802，用于根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

切割模块803，用于根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

具体的，所述装置还包括：

设置模块，用于分别根据每个横断面图中的清表线和路床线所形成的封闭区域，对应的计算出每个横断面图包含的填方面积或挖方面积；当所述两个横断面图均只包含填方面积时，将所述目标桩号段设置为纯填方段；当所述两个横断面图均只包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为纯挖方段；当所述两个横断面图一个包含填方面积、另一个包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为半填半挖段。

具体的，构建模块802，用于：

当所述目标桩号段设置为纯填方段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域；根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；将所述开挖设置区域三维体作为所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

进一步的，构建模块802，还用于：

当所述目标桩号段设置为纯挖方段或半填半挖段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域，并分别将每个横断面图中构成所述最大开挖区域的开挖设置线设置为对应横断面图中的最大开挖设置线；根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；分别将每个横断面图中的最大开挖设置线和路床线构成的位于所述最大开挖设置线以下的封闭区域设置为对应横断面图中的继续开挖区域；根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体；将所述开挖设置区域三维体和所述继续开挖区域三维体组成所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

进一步的，构建模块802在执行所述根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体的步骤时，具体包括：

分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的清表线作为顶边，并按照第一预设高度对应的在每个横断面图中构建第一端面；根据所述两个横断面图的两个第一端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第一三维体；分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的开挖设置线作为底边，并按照第二预设高度对应的在每个横断面图中构建第二端面；根据所述两个横断面图的两个第二端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第二三维体；将所述第一三维体和所述第二三维体的交集作为所述目标桩号段的开挖设置区域三维体。

更进一步的，构建模块802在执行所述根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体的步骤时，具体包括：

分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的最大开挖设置线作为顶边，并按照第三预设高度对应的在每个横断面图中构建第三端面；根据所述两个横断面图的两个第三端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第三三维体；分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的路床线作为底边，并按照第四预设高度对应的在每个横断面图中构建第四端面；根据所述两个横断面图的两个第四端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第四三维体；将所述第三三维体和所述第四三维体的交集作为所述目标桩号段的继续开挖区域三维体。

具体的，切割模块803，用于：

步骤1：分别将每个横断面图中的所有开挖设置线形成对应横断面图的底部线集合；

步骤2：分别从每个横断面图的底部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的底部线；

步骤3：根据所述两个横断面图的两个底部线形成底部切割面；

步骤4：分别判断每个横断面图的底部线集合中是否仅包括所述底部线，若是，则将仅包括底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合，若否，则将删除所述底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合；

步骤5：分别从每个横断面图的顶部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的顶部线；

步骤6：根据所述两个横断面图的两个顶部线形成顶部切割面；

步骤7：利用所述底部切割面和所述顶部切割面切割所述最大开挖三维体，并将位于所述底部切割面和所述顶部切割面之间的三维体作为一个开挖层的三维体；

步骤8：分别将每个横断面图的顶部线集合重新作为对应横断面图的底部线集合，并基于剩余的最大开挖三维体重新执行步骤2至步骤8，以得到各个开挖层的三维体。

实施例三

本实施例还提供一种电子设备，如可以执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。如图9所示，本实施例的电子设备90至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器901、处理器902。需要指出的是，图9仅示出了具有组件901-902的电子设备90，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本实施例中，存储器901(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器901可以是电子设备90的内部存储单元，例如该电子设备90的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器901也可以是电子设备90的外部存储设备，例如该电子设备90上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器901还可以既包括电子设备90的内部存储单元也包括其外部存储设备。在本实施例中，存储器901通常用于存储安装于电子设备90的操作系统和各类应用软件。此外，存储器901还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器902在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他针对分层开挖的路基的三维建模芯片。该处理器902通常用于控制电子设备90的总体操作。

具体的，在本实施例中，处理器902用于执行存储器901中存储的针对分层开挖的路基的三维建模方法的程序，所述针对分层开挖的路基的三维建模方法的程序被执行时实现如下步骤：

从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

上述方法步骤的具体实施例过程可参见实施例一，本实施例在此不再重复赘述。

实施例四

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下方法步骤：

从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

上述方法步骤的具体实施例过程可参见实施例一，本实施例在此不再重复赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，所述方法包括：

从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

2.根据权利要求1所述的针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，在所述根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体之前，所述方法还包括：

分别根据每个横断面图中的清表线和路床线所形成的封闭区域，对应的计算出每个横断面图包含的填方面积或挖方面积；

当所述两个横断面图均只包含填方面积时，将所述目标桩号段设置为纯填方段；

当所述两个横断面图均只包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为纯挖方段；

当所述两个横断面图一个包含填方面积、另一个包含挖方面积时，将所述目标桩号段设置为半填半挖段。

3.根据权利要求2所述的针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，所述根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体，包括：

当所述目标桩号段设置为纯填方段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域；

根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；

将所述开挖设置区域三维体作为所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

4.根据权利要求2所述的针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，所述根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体，包括：

当所述目标桩号段设置为纯挖方段或半填半挖段时，分别将每个横断面图中的清表线和开挖设置线所能构成的最大封闭区域设置为对应横断面图中的最大开挖区域，并分别将每个横断面图中构成所述最大开挖区域的开挖设置线设置为对应横断面图中的最大开挖设置线；

根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体；

分别将每个横断面图中的最大开挖设置线和路床线构成的位于所述最大开挖设置线以下的封闭区域设置为对应横断面图中的继续开挖区域；

根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体；

将所述开挖设置区域三维体和所述继续开挖区域三维体组成所述目标桩号段的最大开挖区域三维体。

5.根据权利要求3或4所述的针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，所述根据所述两个横断面图中的最大开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的开挖设置区域三维体，包括：

分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的清表线作为顶边，并按照第一预设高度对应的在每个横断面图中构建第一端面；

根据所述两个横断面图的两个第一端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第一三维体；

分别将每个横断面图中形成所述最大开挖区域的开挖设置线作为底边，并按照第二预设高度对应的在每个横断面图中构建第二端面；

根据所述两个横断面图的两个第二端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第二三维体；

将所述第一三维体和所述第二三维体的交集作为所述目标桩号段的开挖设置区域三维体。

6.根据权利要求4所述的针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，所述根据所述两个横断面图中的继续开挖区域、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建所述目标桩号段的继续开挖区域三维体，包括：

分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的最大开挖设置线作为顶边，并按照第三预设高度对应的在每个横断面图中构建第三端面；

根据所述两个横断面图的两个第三端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第三三维体；

分别将每个横断面图中形成所述继续开挖区域的路床线作为底边，并按照第四预设高度对应的在每个横断面图中构建第四端面；

根据所述两个横断面图的两个第四端面、以及所述道路中心线段长，利用放样算法构建第四三维体；

将所述第三三维体和所述第四三维体的交集作为所述目标桩号段的继续开挖区域三维体。

7.根据权利要求1所述的针对分层开挖的路基的三维建模方法，其特征在于，所述根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体，包括：

步骤1：分别将每个横断面图中的所有开挖设置线形成对应横断面图的底部线集合；

步骤2：分别从每个横断面图的底部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的底部线；

步骤3：根据所述两个横断面图的两个底部线形成底部切割面；

步骤4：分别判断每个横断面图的底部线集合中是否仅包括所述底部线，若是，则将仅包括底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合，若否，则将删除所述底部线的底部线集合作为对应横断面图的顶部线集合；

步骤5：分别从每个横断面图的顶部线集合中获取优先级最大的开挖设置线以作为对应横断面图的顶部线；

步骤6：根据所述两个横断面图的两个顶部线形成顶部切割面；

步骤7：利用所述底部切割面和所述顶部切割面切割所述最大开挖三维体，并将位于所述底部切割面和所述顶部切割面之间的三维体作为一个开挖层的三维体；

步骤8：分别将每个横断面图的顶部线集合重新作为对应横断面图的底部线集合，并基于剩余的最大开挖三维体重新执行步骤2至步骤8，以得到各个开挖层的三维体。

8.一种针对分层开挖的路基的三维建模装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于从路基中选取任一桩号段作为目标桩号段，获取所述目标桩号段的两个横断面图并获取所述目标桩号段的道路中心线段长；

构建模块，用于根据所述两个横断面图中的清表线和开挖设置线、以及所述道路中心线段长，构建所述目标桩号段的最大开挖区域三维体；

切割模块，用于根据所述两个横断面图中的开挖设置线构建切割面，并利用所述切割面对所述最大开挖区域三维体进行切割，得到所述目标桩号段的各个开挖层的三维体。

9.一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

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