CN115829496A - 一种基于三维gis的岩土工程bim应用系统 - Google Patents

一种基于三维gis的岩土工程bim应用系统 Download PDF

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Abstract

一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，涉及地理信息技术领域，其特征在于该系统包括：岩土工程BIM应用分析子系统和岩土工程BIM数字化交付子系统；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置。优点：可以将BIM与GIS有效地进行结合后再以多源异构数据进行可视化集成、定量化分析、协同化应用和数字化管理。

Description

一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域，具体的说是以“BIM+GIS”集成技术为基础，以多源异构数据可视化集成、定量化分析、协同化应用和数字化管理为目标，形成集地上、地表、地下岩土工程多源数据的三维可视化集成展示、岩土工程定量化分析评价、勘察设计多专业跨阶段协同化应用和数据成果数字化交付与管理功能于一体的应用系统，有利于提高勘察设计企业在岩土工程多专业一体化领域技术咨询的数字化水平，有利于提高政府和行业对城市地下空间开发、建设与运维的管理水平；的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统。
背景技术
随着IT技术和产业的迅速发展，地理信息系统(GIS)以它显著的特点和日益强大的功能广泛地深入到各行各业，并在其中发挥着越来越重大的作用。与此同时，这些应用反过来又对GIS提出了更多、更高的要求。人们生活在一个真实的三维空间内，很多实际现象依靠现有的2D GIS得不到很好的解决，如城市规划中立交桥及建筑物的设计及景观模拟；地下铁路、商场、停车场及其它服务设施的数据管理及图形显示；电力、通讯设施的合理布局与规划；房产部门中楼房住宅的消防、供电、供水、供气、报警等设施的合理配置；城市地上、地下管网的合理分布、管理、查询及最佳路径的选择；航空飞行线路的规划与管理；地质、石油等领域的地层、断裂、地质构造体、油层、地下气、地下水等各种现象的描述及分析等等。这些都需要直观的真三维表示，传统的2D GIS已结不能满足人民的应用需求，它迫切需要向3D GIS转换。因此，3D GIS激起了研究人员的强烈兴趣。对3D GIS的研究已成为学术界关注的热点。
随着“数字地球”、“数字城市”等一系列概念的提出，有关三维城市模型的应用需求正迅速增加。地理信息的普遍服务如数字城市、虚拟地理环境等也对其三维表示提出了紧迫的要求，而对地观测技术和计算机技术特别是分辨率遥感技术和计算机图形图像处理技术的进步为此提供了多种显示途径。地理信息的三维表示具有以下显著的特征：
三维表示能够给与用户更加直观的空间高程信息，而传统的二维表示反映的都是空间物体的平面位置，其高程信息只是作为一个属性值而存在，并不能被直观地反映出来。
以更加直观和逼真的方式指出空间目标种类及数量和质量特征以及对象的空间位置和现象的时空分布，所以三维表示具有完整的时空定位特征。
与之对应，数码城市是关于城市的一种逼真的三维数字表示，使人们可以探察汇集关于城市的自然和人文信息，并与之互动。在摄影测量界，数码城市大多数情况下指三维城市模型，它不仅呈现三维城市模型，而且还提供具有相片直观的表面描述如逼真的材质和纹理特征以及相关的属性信息，满足数码城市需要的GIS被称为“数码城市GIS”。与三维可视化和虚拟显示技术相比，实用化的真三维GIS的研究进展则缓慢很多，其理论与技术都还不成熟。因此，不像一般意义的真三维GIS，数码城市GIS现阶段还只是真三维GIS一种特殊的原型系统，根据大多数的应用需求在许多方面进行了简化，比如采用外包围表面模型代替实体几何模型和淡化了复杂的空间拓扑关系等，不论现实世界如何映射到空间数据库，更强调GIS以一种稳健有效的方式提供三维能力。
但是目前的三维GIS系统存在若干关键技术问题，如将BIM与GIS有效地进行结合后再以多源异构数据进行可视化集成、定量化分析、协同化应用和数字化管理，形成集地上、地表、地下岩土工程多源数据的三维可视化集成展示、岩土工程定量化分析评价、勘察设计多专业跨阶段协同化应用和数据成果数字化交付与管理功能于一体的应用系统，有利于提高勘察设计企业在岩土工程多专业一体化领域技术咨询的数字化水平，有利于提高政府和行业对城市地下空间开发、建设与运维的管理水平。通过对多来源、多专业、多类型的岩土工程BIM数据和地理信息数据进行轻量化处理整合，获得空间数据库标准格式的BIM轻量化模型，并与对应属性信息进行关联挂接，得到数据完整的各专业BIM轻量化模型，对多源异构数据进行可视化集成，为岩土工程定量化分析、协同化应用和数字化统一管理提供数据基础。基于轻量化的工程地质模型，通过虚拟布桩子模块虚拟生成桩基础模型，桩基础模型与工程地质模型进行碰撞分析检查，获得相关碰撞信息和属性信息，进而对桩基础模型进行桩基承载力分析、沉降变形分析，获得定量化分析评价结果，同时将产生的定量化分析数据进行存储并进行可视化展示，为岩土勘察设计人员提供定量化的精准数据支撑，有利于提高勘察设计方案的科学性、针对性、合理性。基于轻量化的工程地质模型，导入设计单位已设计完成的桩基础模型、基坑模型，进行相应碰撞检查和定量化分析，通过桩基优化单元模块，进一步复核设计成果的可靠度，形成可优化的建议，反馈有价值的数据，有利于勘察与设计跨阶段协同工作，有利于降低工程潜在风险，提高工程勘察设计成果的可靠度。将岩土工程勘察设计成果和相关分析评价结果进行数字化交付和统一管理，进而对各类成果数字化归档并形成企业数据资产，对工程项目的建设单位、设计单位和施工单位提供各类岩土工程数据成果发布、展示、应用和交付服务，为项目参加各方提供岩土工程数据可视化浏览、分析和查询的平台，进一步提升岩土工程勘察设计企业数字化管理和服务水平；从而实现智慧城市概念的推广与应用。
发明内容
为了克服现有技术方案的弊端，实现将BIM与GIS有效地进行结合后再以多源异构数据进行可视化集成、定量化分析、协同化应用和数字化管理，形成集地上、地表、地下岩土工程多源数据的三维可视化集成展示、岩土工程定量化分析评价、勘察设计多专业跨阶段协同化应用和数据成果数字化交付与管理功能于一体的应用系统，有利于提高勘察设计企业在岩土工程多专业一体化领域技术咨询的数字化水平，有利于提高政府和行业对城市地下空间开发、建设与运维的管理水平。通过对多来源、多专业、多类型的岩土工程BIM数据和地理信息数据进行轻量化处理整合，获得空间数据库标准格式的BIM轻量化模型，并与对应属性信息进行关联挂接，得到数据完整的各专业BIM轻量化模型，对多源异构数据进行可视化集成，为岩土工程定量化分析、协同化应用和数字化统一管理提供数据基础。基于轻量化的工程地质模型，通过虚拟布桩子模块虚拟生成桩基础模型，桩基础模型与工程地质模型进行碰撞分析检查，获得相关碰撞信息和属性信息，进而对桩基础模型进行桩基承载力分析、沉降变形分析，获得定量化分析评价结果，同时将产生的定量化分析数据进行存储并进行可视化展示，为岩土勘察设计人员提供定量化的精准数据支撑，有利于提高勘察设计方案的科学性、针对性、合理性。基于轻量化的工程地质模型，导入设计单位已设计完成的桩基础模型、基坑模型，进行相应碰撞检查和定量化分析，通过桩基优化单元模块，进一步复核设计成果的可靠度，形成可优化的建议，反馈有价值的数据，有利于勘察与设计跨阶段协同工作，有利于降低工程潜在风险，提高工程勘察设计成果的可靠度。将岩土工程勘察设计成果和相关分析评价结果进行数字化交付和统一管理，进而对各类成果数字化归档并形成企业数据资产，对工程项目的建设单位、设计单位和施工单位提供各类岩土工程数据成果发布、展示、应用和交付服务，为项目参加各方提供岩土工程数据可视化浏览、分析和查询的平台，进一步提升岩土工程勘察设计企业数字化管理和服务水平。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，包括制图数据空间查询子系统，包括：岩土工程BIM应用分析子系统和岩土工程BIM数字化交付子系统；其中岩土工程BIM应用分析子系统对多种来源、多个专业、不同数据格式的地上、地下、地表模型数据和地理信息数据进行集成展示；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析、基坑开挖分析、模型剖切分析，将各个分析结果转化为三维切片格式、空间数据库标准格式；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；岩土工程BIM数字化交付子系统：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理和服务发布；对数据服务进行参数设置后形成数据图层更新至数据资源池中；对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至项目中并构建图层树；将勘察文件与数据图层中的模型进行关联挂接并在三维场景中进行跳转联动；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述岩土工程BIM应用分析子系统对多种来源、多个专业、不同数据格式的地上、地下、地表模型数据和地理信息数据进行集成展示；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析、基坑开挖分析、模型剖切分析，将各个分析结果转化为三维切片格式、空间数据库标准格式；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；岩土工程BIM应用分析子系统包括：多源异构数据可视化集成模块、BIM轻量化模块、模型精细化呈现模块、桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块、数据分析管理模块和数据转化模块；其中，
所述多源异构数据可视化集成模块：以三维GIS技术为基础，对多种来源、多个专业、不同数据格式的岩土工程勘察设计信息模型数据、地上三维实景数据、倾斜摄影数据、地下三维管线数据、正射影像数据、二维矢量数据进行集成展示；
所述BIM轻量化模块：对各类岩土勘察设计信息模型进行BIM轻量化处理，对BIM模型进行实例化处理，优化模型三角网，获得空间数据库标准格式的轻量化BIM模型；
所述模型精细化呈现模块：根据标尺、标注配置对工程地质模型进行标尺分析、标注分析，在三维场景中渲染展示其分析结果，对分析结果进行格式转化；根据精细化展示效果配置对三维场景中工程地质模型进行分析和精细化展示；
所述桩基评价分析模块：根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告；
所述基坑开挖模块：在三维场景中根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行基坑开挖分析；通过设置相关参数，制作工期进度模型，结合施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息；
所述模型剖切模块：在三维场景中绘制关键点，依据设定的图形格式进行连接并对图形合法性进行检查，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现；
所述数据分析管理模块：对各类岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；
所述数据转化模块：对桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块生成的工程地质模型数据、桩基础模型数据进行转化处理，转化结果为三维切片格式、空间数据库标准格式，转化结果供岩土工程BIM数字化交付子系统数据发布模块调取。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述模型精细化呈现模块根据标尺、标注配置对工程地质模型进行标尺分析、标注分析，在三维场景中渲染展示其分析结果，对分析结果进行格式转化；根据精细化展示效果配置对三维场景中工程地质模型进行分析和精细化展示；模型精细化呈现模块包括：标尺标注子模块、精细化展示子模块，其中：
所述标尺标注子模块：对标尺标注渲染样式、标注字段进行配置；对工程地质模型进行标尺标注分析，分析结果在三维场景中渲染展示；标尺标注分析结果可转化为指定格式；
所述精细化展示子模块：对三维场景中工程地质模型精细化展示效果进行配置，根据配置项在三维场景中对工程地质模型进行分析展示。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述标尺标注子模块对标尺标注渲染样式、标注字段进行配置；对工程地质模型进行标尺标注分析，分析结果在三维场景中渲染展示；标尺标注分析结果可转化为指定格式；标尺标注子模块包括：标尺配置单元、地层标尺单元、标注配置单元、地层标注单元、标尺、标注导出单元；其中：
所述标尺配置单元：对地层标尺单元的三维场景中分析渲染的标尺样式进行配置，
所述地层标尺单元：通过在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层的垂直高度；
所述标注配置单元：对地层标注单元的三维场景中分析渲染的标注样式和标注字段进行配置；
所述地层标注单元：通过在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层当前配置的属性信息；
所述标尺、标注导出单元：对标尺单元、标注单元的分析结果进行格式转化。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中精细化展示子模块对三维场景中工程地质模型精细化展示效果进行配置，根据配置项在三维场景中对工程地质模型进行分析展示；精细化展示子模块包括展示配置单元和结果展示单元；其中：
所述展示配置单元：对三维场景中工程地质模型精细化进行层级分离式、消隐式配置选择，当判定选择层级分离式时，对地层层间距进行设定，动画效果进行选取，当判定选择消隐式时，对需要消失隐藏的地层模型进行操作；
所述结果展示单元：在三维场景中，根据展示配置单元中设定的配置项进行工程地质模型精细化展示。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述桩基评价分析模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告；桩基评价分析模块包括：虚拟布桩子模块和桩基分析子模块；其中：
所述虚拟布桩子模块：根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；
所述桩基分析子模块：对桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，分析结果保存至数据库且支持导出；根据桩土碰撞分析单元的分析结果进行计算，分析得出桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果；根据桩土碰撞分析单元的分析结果、桩基础模型属性数据、工程地质模型属性数据进行计算，分析得出桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果；对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基模型数据优化报告；对桩基工程信息、桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果进行管理。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述虚拟布桩子模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；虚拟布桩子模块包括：点击布桩单元和规则布桩单元；其中：
所述点击布桩单元：对三维场景中的工程地质模型图层进行点击虚拟布桩，设置桩基参数，其桩基参数包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，在三维场景中选取布桩位置后自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中；
所述规则布桩单元：对三维场景中的工程地质模型图层进行规则虚拟布桩，设置桩基参数，其桩基参数包括包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，按照指定规则设置桩基排列参数，桩基排列参数包括行间距、列间距、行数、列数、旋转角度；在三维场景中绘制布桩范围后进行点位预览，根据三维场景中渲染出的预览点位进行虚拟布桩，自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述桩基分析子模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；桩基分析子模块包括：桩土碰撞分析单元、桩基承载力分析单元、桩基沉降变形分析单元、桩数据优化单元和桩基工程管理单元；
所述桩土碰撞分析单元：对预分析的桩基础模型图层与工程地质模型图层进行选取，对选取后的桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，赋予每个桩基础模型唯一值编号且该编号对应各个相交的地层模型描述数据，在数据库中保存分析结果，且分析结果输出为文本格式、图片格式、数值格式、图表格式中的一种及多种形式组合；
所述桩基承载力分析单元：对桩土碰撞分析单元的分析结果进行选取，通过运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果，其运算公式为：
Quk＝up∑qsikli+qpkAp
式中：qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk——极限端阻力标准值；
Ap——桩底端横截面面积；
up——桩身周长；
li——桩穿越第i层土的厚度
其各个桩基础模型的承载力结果保存至数据库中，待数据传输；将各个桩基础模型的承载力结果标注至三维场景中的桩基础模型；
所述桩基沉降变形分析单元：对桩土碰撞分析单元的分析结果、桩基础模型图层、工程地质模型图层进行选取，对桩基沉降参数进行配置，在配置过程中选择指定配置时，对该配置输入对应参数，(当判定为设置单桩荷载时，需要配置总荷载参数)此句话留在实施例中；通过运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果，获得桩基最终计算沉降量，其运算公式群组为：
首先通过计算第k根桩的端阻力在深度z处产生的应力：
Figure BDA0003947972470000074
式中：σzp,k——第k根桩的端阻力在深度z处产生的应力(kPa)；
Q——相应于作用的准永久组合时，轴心坚向力作用下单桩的附加荷载(kN)，由桩端阻力Qp和桩侧摩阻力Qs共同承担，且Qp＝αQ，α是桩端阻力比；桩的端阻力假定为集中力，桩侧摩阻力可假定为沿桩身均匀分布和沿桩身线性增长分布两种形式组成，其值分别为βQ和(1-α-β)Q，计算时摩擦桩可取β＝0；
l——桩长(m)；
1p,k——应力影响系数；
再计算第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力：
Figure BDA0003947972470000071
式中：σzs,k——第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力(kPa)；
1s1,k,1s2,k——应力影响系数；
计算地基中的某点的竖向附加应力值，可将各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加按下式计算：
Figure BDA0003947972470000072
计算最终沉降量采用单向压缩分层总和法计算；
Figure BDA0003947972470000073
式中：S——桩基最终计算沉降量(mm)；
m——桩端平面以下压缩层范围内土层总数；
Esj，i——桩端平面下第j层土第i个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量(MPa)；
nj——桩端平面下第j层土的计算分层数；
Δhj，i——桩端平面下第j层土的第i个分层厚度(m)；
σj,i——桩端平面下第j层土第i个分层的竖向附加应力(kPa)；
Ψp——桩基沉降计算经验系数。
所述桩数据优化单元：根据工程地质模型图层对已设计完成的桩基础模型进行碰撞分析获得各个桩基的单桩承载力，根据指定规则进行筛选并在三维场景中进行差异化展示，结合桩基荷载、桩基承载力和桩基变形多种因素，形成桩基数据优化报告并导出；
所述桩基工程管理单元：对桩基工程信息进行创建、修改、删除；对桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果、桩数据优化单元分析结果进行调取、查看、导出。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述基坑开挖模块在三维场景中根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行基坑开挖分析；通过设置相关参数，制作工期进度模型，结合施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息；基坑开挖模块包括：开挖子模块、工期进度模拟子模块和支护结构分析碰撞子模块；其中，
所述开挖子模块：根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析；
所述工期进度模拟子模块：在三维场景中通过设置一个以上开挖体模型，按照开挖顺序进行批量开挖分析，形成工期进度模型；根据工期进度模型结果和施工顺序以及相关参数对工程施工进度进行动画模拟展示；
所述支护结构分析碰撞子模块：对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述开挖子模块根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析，开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；开挖子模块包括：绘制范围开挖单元和基坑模型开挖单元；其中，
所述绘制范围开挖单元：在三维场景中工程地质模型表面绘制开挖范围，并对开挖深度进行设置，依据开挖范围和开挖深度形成的体模型对工程地质模型进行开挖分析，形成开挖结果；
所述基坑模型开挖单元：选取被挖土体模型图层和工程地质模型图层，对被挖土体模型图层与工程地质模型图层相交处进行开挖分析，形成开挖结果。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述工期进度模拟子模块在三维场景中通过设置一个以上开挖体模型，按照开挖顺序进行批量开挖分析，形成工期进度模型；根据工期进度模型结果和施工顺序以及相关参数对工程施工进度进行动画模拟展示；工期进度模拟子模块包括：工期进度模型制作单元和工期进度动画展示单元；其中，
所述工期进度模型制作单元：在三维场景中工程地质模型表面绘制一个以上开挖范围，赋予各个开挖范围唯一编号，依据编号分别设定其开挖深度和开挖顺序，根据开挖深度和开挖范围形成的体模型按照开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；根据需求设置被挖土模型数量，赋予各个被挖土模型唯一编号，依据编号设定开挖顺序，根据开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；
所述工期进度动画展示单元：根据工期进度模型制作单元生成的开挖结果按照其开挖顺序通过参数设置进行动画展示；其参数设置包括：间隔时间、消隐方式、消隐时间、是否循环播放。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述模型剖切模块在三维场景中绘制关键点，依据设定的图形格式进行连接并对图形合法性进行检查，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现；模型剖切模块包括：关键点绘制子模块、关键点连接子模块、检查子模块和分析展示子模块；其中，
所述关键点绘制子模块：在三维场景中工程地质模型图层表面依次选取关键点、输入关键点坐标值，读取各个关键点的坐标值信息，并根据当前地质模型数据的空间参考信息进行投影转换；
所述关键点连接子模块：依据设定的图形格式和关键点点位顺序对关键点绘制子模块生成的关键点进行连接形成所需图形；
所述检查子模块：根据图形格式和关键点信息检查图形是否合法，遍历各个关键点判断直线端点个数、多边形起始点和终止点是否相同、“井”字格图形直线是否相交；
所述分析展示子模块：设置分析展示方式，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，生成分析结果，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中：所述数据分析管理模块对各类岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；数据分析管理模块包括：属性数据管理子模块和属性数据建模子模块，其中，
所述属性数据管理子模块：对岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；包括：字段编辑单元和属性录入单元；其中，
所述字段编辑单元：对岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑、管理；
所述属性录入单元：对岩土勘察设计信息模型图层的属性信息进行批量录入；
所述属性数据建模子模块：根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果；分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述岩土工程BIM数字化交付子系统以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理和服务发布；对数据服务进行参数设置后形成数据图层更新至数据资源池中；对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至项目中并构建图层树；将勘察文件与数据图层中的模型进行关联挂接并在三维场景中进行跳转联动；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置；岩土工程BIM数字化交付子系统包括：数据发布模块、模型联动模块、数据资源池、项目管理模块、角色管理模块和系统配置模块；其中，
所述数据发布模块：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理；对已添加的数据资源进行服务发布和管理；
所述数据资源池：数据资源池中设有数据参数，对数据发布模块所发布的数据服务进行参数设置后形成数据图层并更新至数据资源池中；
所述项目管理模块：对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树；
所述模型联动模块：将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；
所述角色管理模块：输入角色信息并新增角色，形成角色列表，在角色列表中对角色信息进行删除操作、编辑操作、用户管理操作、功能权限分配操作；
所述系统配置模块：对模型属性字段的显隐和分类展示进行配置；对岩土工程BIM数字化交付子系统使用帮助说明文档进行配置管理；对数据服务IP地址、端口、数据服务格式进行配置。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述数据发布模块以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理；对已添加的数据资源进行服务发布和管理；数据发布模块包括：资源管理子模块和服务管理子模块，其中；
所述资源管理子模块：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源，对数据资源参数进行设置并对设置参数后的数据资源进行添加、删除、编辑操作；
所述服务管理子模块：对资源管理子模块已添加的数据资源进行服务发布操作、服务删除操作、资源挂接操作、服务重启操作。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述项目管理模块对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树；项目管理模块包括：项目编辑子模块、项目权限分配子模块和项目数据配置子模块；其中，
所述项目编辑子模块：对项目信息进行设置，将设置后的项目信息添加至项目列表中，在项目列表中对项目进行删除操作、编辑操作；
所述项目权限分配子模块：对项目列表中的各个项目进行权限分配，为各个项目分配指定角色，每个项目且只有一个角色；
所述项目数据配置子模块：将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中，对指定项目中已有的数据图层按照组别进行分类，构建出图层树。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中所述模型联动模块将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；模型联动模块包括：勘察文件管理子模块和模型挂接子模块，其中；
所述勘察文件管理子模块：将勘察文件传输至岩土工程BIM数字化交付子系统中并分配至指定项目中，形成勘察文件列表，在文件列表中对勘察文件信息进行删除操作、编辑操作；
所述模型挂接子模块：在指定项目中，将勘察文件与数据图层中的一个及一个以上模型进行关联挂接并设置挂接参数，关联挂接完成后，点击勘察文件，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型。
一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其中数据格式包括：MAX格式、RVT格式、DGN格式、OSGB格式、DEM格式、DOM格式、SHP格式；各类岩土勘察设计信息模型包括：工程地质模型、水文地质模型、基坑支护结构信息模型、桩基础模型；标尺样式包括：标尺线颜色、标尺线宽度、标尺刻度颜色、标尺刻度宽度、标尺文本颜色、标尺文本尺寸、标尺文本字体；标注样式包括：标注线颜色、标注线宽度、标注刻度颜色、标注刻度宽度、标注文本颜色、标注文本尺寸、标注文本字体；标注字段根据当前图层的属性进行配置，数量范围在一个及一个以上；字段间文本根据需求进行输入配置；转化格式包括：JSON格式、XML格式、TXT格式；动画效果包括：渐进分离呈现、直接分离呈现、弹出分离呈现；桩基沉降参数包括：侧阻力分布方式、桩基模量、土模增大系数、泊松比、桩端下分析深度；其中侧阻力分布方式包括三角形分布、矩形分布、集中分布；土模量增大系数包括1.0、1.5、2.0；开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；其设置被挖土模型数量范围在：1至99之间；图形格式包括：直线、多边形、圆形、“井”字格；分析展现方式包括：剖面展示、剖切展示；建模参数包括：插值方法、最小值、最大值、间距、插值系数、显示设置、渐变颜色；插值方法包括：普通克里金法、快速克里金法、反距离加权法、反距离和加权法；显示设置包括：等值线显示、等值面显示；数据资源参数包括：资源名称、资源类型、数据库类型、数据库地址、数据库名称、数据库端口、数据库用户、数据库密码；数据资源池中含有数据名称、数据类别、IP地址、端口号、地图服务名称、要素服务名称、初始化是否可见、最大可见距离、最小可见距离、是否抬高、抬高高度、是否为地层数据、绘制顺序；数据类别包括：影像数据、注记数据、二维数据、三维数据、BIM数据；项目信息包括：项目编号、项目名称、勘察单位、建设单位、项目负责人、项目类型、开始日期、完成日期、项目地址、备注；挂接参数包括：场景视角、飞行效果、图层编号、模型编号。
由此可见：
本发明实施例中的系统可以有效的实现将BIM与GIS有效地进行结合后再以多源异构数据进行可视化集成、定量化分析、协同化应用和数字化管理，形成集地上、地表、地下岩土工程多源数据的三维可视化集成展示、岩土工程定量化分析评价、勘察设计多专业跨阶段协同化应用和数据成果数字化交付与管理功能于一体的应用系统，有利于提高勘察设计企业在岩土工程多专业一体化领域技术咨询的数字化水平，有利于提高政府和行业对城市地下空间开发、建设与运维的管理水平。通过对多来源、多专业、多类型的岩土工程BIM数据和地理信息数据进行轻量化处理整合，获得空间数据库标准格式的BIM轻量化模型，并与对应属性信息进行关联挂接，得到数据完整的各专业BIM轻量化模型，对多源异构数据进行可视化集成，为岩土工程定量化分析、协同化应用和数字化统一管理提供数据基础。基于轻量化的工程地质模型，通过虚拟布桩子模块虚拟生成桩基础模型，桩基础模型与工程地质模型进行碰撞分析检查，获得相关碰撞信息和属性信息，进而对桩基础模型进行桩基承载力分析、沉降变形分析，获得定量化分析评价结果，同时将产生的定量化分析数据进行存储并进行可视化展示，为岩土勘察设计人员提供定量化的精准数据支撑，有利于提高勘察设计方案的科学性、针对性、合理性。基于轻量化的工程地质模型，导入设计单位已设计完成的桩基础模型、基坑模型，进行相应碰撞检查和定量化分析，通过桩基优化单元模块，进一步复核设计成果的可靠度，形成可优化的建议，反馈有价值的数据，有利于勘察与设计跨阶段协同工作，有利于降低工程潜在风险，提高工程勘察设计成果的可靠度。将岩土工程勘察设计成果和相关分析评价结果进行数字化交付和统一管理，进而对各类成果数字化归档并形成企业数据资产，对工程项目的建设单位、设计单位和施工单位提供各类岩土工程数据成果发布、展示、应用和交付服务，为项目参加各方提供岩土工程数据可视化浏览、分析和查询的平台，进一步提升岩土工程勘察设计企业数字化管理和服务水平。
附图说明
图1为本发明的实施例中提供的基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中的岩土工程BIM应用分析子系统结构示意图；
图3为本发明实施例中的模型精细化呈现模块结构示意图；
图4为本发明实施例中的标尺标注子模块结构示意图；
图5为本发明实施例中的精细化展示子模块结构示意图；
图6为本发明实施例中的桩基评价分析模块结构示意图；
图7为本发明实施例中的虚拟布桩子模块结构示意图；
图8为本发明实施例中的桩基分析子模块结构示意图；
图9为本发明实施例中的基坑开挖模块结构示意图；
图10为本发明实施例中的开挖子模块结构示意图；
图11为本发明实施例中的工期进度模拟子模块结构示意图；
图12为本发明实施例中的模型剖切模块结构示意图；
图13为本发明实施例中的数据分析管理模块结构示意图；
图14为本发明实施例中的岩土工程BIM数字化交付子系统结构示意图；
图15为本发明实施例中的数据发布模块结构示意图；
图16为本发明实施例中的项目管理模块结构示意图；
图17为本发明实施例中的模型联动模块结构示意图。
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，下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
图1为本实施例提供的基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统的结构示意图，如图1所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，包括岩土工程BIM应用分析子系统和岩土工程BIM数字化交付子系统；其中岩土工程BIM应用分析子系统对多种来源、多个专业、不同数据格式的地上、地下、地表模型数据和地理信息数据进行集成展示；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析、基坑开挖分析、模型剖切分析，将各个分析结果转化为三维切片格式、空间数据库标准格式；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；岩土工程BIM数字化交付子系统：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理和服务发布；对数据服务进行参数设置后形成数据图层更新至数据资源池中；对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至项目中并构建图层树；将勘察文件与数据图层中的模型进行关联挂接并在三维场景中进行跳转联动；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置。
如图2所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述岩土工程BIM应用分析子系统对多种来源、多个专业、不同数据格式的地上、地下、地表模型数据和地理信息数据进行集成展示；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析、基坑开挖分析、模型剖切分析，将各个分析结果转化为三维切片格式、空间数据库标准格式；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；岩土工程BIM应用分析子系统包括：多源异构数据可视化集成模块、BIM轻量化模块、模型精细化呈现模块、桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块、数据分析管理模块和数据转化模块；其中，
所述多源异构数据可视化集成模块：以三维GIS技术为基础，对多种来源、多个专业、不同数据格式的岩土工程勘察设计信息模型数据、地上三维实景数据、倾斜摄影数据、地下三维管线数据、正射影像数据、二维矢量数据进行集成展示；
所述BIM轻量化模块：对各类岩土勘察设计信息模型进行BIM轻量化处理，对BIM模型进行实例化处理，优化模型三角网，获得空间数据库标准格式的轻量化BIM模型；
所述模型精细化呈现模块：根据标尺、标注配置对工程地质模型进行标尺分析、标注分析，在三维场景中渲染展示其分析结果，对分析结果进行格式转化；根据精细化展示效果配置对三维场景中工程地质模型进行分析和精细化展示；
所述桩基评价分析模块：根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告；
所述基坑开挖模块：在三维场景中根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行基坑开挖分析；通过设置相关参数，制作工期进度模型，结合施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息；
所述模型剖切模块：在三维场景中绘制关键点，依据设定的图形格式进行连接并对图形合法性进行检查，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现；
所述数据分析管理模块：对各类岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；
所述数据转化模块：对桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块生成的工程地质模型数据、桩基础模型数据进行转化处理，转化结果为三维切片格式、空间数据库标准格式，转化结果供岩土工程BIM数字化交付子系统数据发布模块调取。
如图3所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述模型精细化呈现模块根据标尺、标注配置对工程地质模型进行标尺分析、标注分析，在三维场景中渲染展示其分析结果，对分析结果进行格式转化；根据精细化展示效果配置对三维场景中工程地质模型进行分析和精细化展示；模型精细化呈现模块包括：标尺标注子模块、精细化展示子模块，其中：
所述标尺标注子模块：对标尺标注渲染样式、标注字段进行配置；对工程地质模型进行标尺标注分析，分析结果在三维场景中渲染展示；标尺标注分析结果可转化为指定格式；
所述精细化展示子模块：对三维场景中工程地质模型精细化展示效果进行配置，根据配置项在三维场景中对工程地质模型进行分析展示。
如图4所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述标尺标注子模块对标尺标注渲染样式、标注字段进行配置；对工程地质模型进行标尺标注分析，分析结果在三维场景中渲染展示；标尺标注分析结果可转化为指定格式；标尺标注子模块包括：标尺配置单元、地层标尺单元、标注配置单元、地层标注单元、标尺、标注导出单元；其中：
所述标尺配置单元：对地层标尺单元的三维场景中分析渲染的标尺样式进行配置，
所述地层标尺单元：通过在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层的垂直高度；
所述标注配置单元：对地层标注单元的三维场景中分析渲染的标注样式和标注字段进行配置；
所述地层标注单元：通过在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层当前配置的属性信息；
所述标尺、标注导出单元：对标尺单元、标注单元的分析结果进行格式转化。
如图5所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述精细化展示子模块对三维场景中工程地质模型精细化展示效果进行配置，根据配置项在三维场景中对工程地质模型进行分析展示；精细化展示子模块包括展示配置单元和结果展示单元；其中：
所述展示配置单元：对三维场景中工程地质模型精细化进行层级分离式、消隐式配置选择，当判定选择层级分离式时，对地层层间距进行设定，动画效果进行选取，当判定选择消隐式时，对需要消失隐藏的地层模型进行操作；
所述结果展示单元：在三维场景中，根据展示配置单元中设定的配置项进行工程地质模型精细化展示。
如图6所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述桩基评价分析模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告；桩基评价分析模块包括：虚拟布桩子模块和桩基分析子模块；其中：
所述虚拟布桩子模块：根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；
所述桩基分析子模块：对桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，分析结果保存至数据库且支持导出；根据桩土碰撞分析单元的分析结果进行计算，分析得出桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果；根据桩土碰撞分析单元的分析结果、桩基础模型属性数据、工程地质模型属性数据进行计算，分析得出桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果；对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基模型数据优化报告；对桩基工程信息、桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果进行管理。
如图7所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述虚拟布桩子模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；虚拟布桩子模块包括：点击布桩单元和规则布桩单元；其中：
所述点击布桩单元：对三维场景中的工程地质模型图层进行点击虚拟布桩，设置桩基参数，其桩基参数包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，在三维场景中选取布桩位置后自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中；
所述规则布桩单元：对三维场景中的工程地质模型图层进行规则虚拟布桩，设置桩基参数，其桩基参数包括包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，按照指定规则设置桩基排列参数，桩基排列参数包括行间距、列间距、行数、列数、旋转角度；在三维场景中绘制布桩范围后进行点位预览，根据三维场景中渲染出的预览点位进行虚拟布桩，自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中。
如图8所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述桩基分析子模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；桩基分析子模块包括：桩土碰撞分析单元、桩基承载力分析单元、桩基沉降变形分析单元、桩数据优化单元和桩基工程管理单元；
所述桩土碰撞分析单元：对预分析的桩基础模型图层与工程地质模型图层进行选取，对选取后的桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，赋予每个桩基础模型唯一值编号且该编号对应各个相交的地层模型描述数据，在数据库中保存分析结果，且分析结果输出为文本格式、图片格式、数值格式、图表格式中的一种及多种形式组合；
所述桩基承载力分析单元：对桩土碰撞分析单元的分析结果进行选取，通过运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果，其运算公式为：
Quk＝up∑qsikli+qpkAp
式中：qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk——极限端阻力标准值；
Ap——桩底端横截面面积；
up——桩身周长；
li——桩穿越第i层土的厚度
其各个桩基础模型的承载力结果保存至数据库中，待数据传输；将各个桩基础模型的承载力结果标注至三维场景中的桩基础模型；
所述桩基沉降变形分析单元：对桩土碰撞分析单元的分析结果、桩基础模型图层、工程地质模型图层进行选取，对桩基沉降参数进行配置，在配置过程中选择指定配置时，对该配置输入对应参数，(当判定为设置单桩荷载时，需要配置总荷载参数)此句话留在实施例中；通过运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果，获得桩基最终计算沉降量，其运算公式群组为：
首先通过计算第k根桩的端阻力在深度z处产生的应力：
Figure BDA0003947972470000161
式中：σzp,k——第k根桩的端阻力在深度z处产生的应力(kPa)；
Q——相应于作用的准永久组合时，轴心坚向力作用下单桩的附加荷载(kN)，由桩端阻力Qp和桩侧摩阻力Qs共同承担，且Qp＝αQ，α是桩端阻力比；桩的端阻力假定为集中力，桩侧摩阻力可假定为沿桩身均匀分布和沿桩身线性增长分布两种形式组成，其值分别为βQ和(1-α-β)Q，计算时摩擦桩可取β＝0；
l——桩长(m)；
1p,k——应力影响系数；
再计算第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力：
Figure BDA0003947972470000162
式中：σzs,k——第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力(kPa)；
1s1,k,1s2,k——应力影响系数；
计算地基中的某点的竖向附加应力值，可将各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加按下式计算：
Figure BDA0003947972470000163
计算最终沉降量采用单向压缩分层总和法计算；
Figure BDA0003947972470000164
式中：S——桩基最终计算沉降量(mm)；
m——桩端平面以下压缩层范围内土层总数；
Esj，i——桩端平面下第j层土第i个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量(MPa)；
nj——桩端平面下第j层土的计算分层数；
Δhj，i——桩端平面下第j层土的第i个分层厚度(m)；
σj,i——桩端平面下第j层土第i个分层的竖向附加应力(kPa)；
Ψp——桩基沉降计算经验系数。
所述桩数据优化单元：根据工程地质模型图层对已设计完成的桩基础模型进行碰撞分析获得各个桩基的单桩承载力，根据指定规则进行筛选并在三维场景中进行差异化展示，结合桩基荷载、桩基承载力和桩基变形多种因素，形成桩基数据优化报告并导出；
所述桩基工程管理单元：对桩基工程信息进行创建、修改、删除；对桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果、桩数据优化单元分析结果进行调取、查看、导出。
如图9所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述基坑开挖模块在三维场景中根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行基坑开挖分析；通过设置相关参数，制作工期进度模型，结合施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息；基坑开挖模块包括：开挖子模块、工期进度模拟子模块和支护结构分析碰撞子模块；其中，
所述开挖子模块：根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析；
所述工期进度模拟子模块：在三维场景中通过设置一个以上开挖体模型，按照开挖顺序进行批量开挖分析，形成工期进度模型；根据工期进度模型结果和施工顺序以及相关参数对工程施工进度进行动画模拟展示；
所述支护结构分析碰撞子模块：对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息。
如图10所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述开挖子模块根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析，开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；开挖子模块包括：绘制范围开挖单元和基坑模型开挖单元；其中，
所述绘制范围开挖单元：在三维场景中工程地质模型表面绘制开挖范围，并对开挖深度进行设置，依据开挖范围和开挖深度形成的体模型对工程地质模型进行开挖分析，形成开挖结果；
所述基坑模型开挖单元：选取被挖土体模型图层和工程地质模型图层，对被挖土体模型图层与工程地质模型图层相交处进行开挖分析，形成开挖结果。
如图11所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述工期进度模拟子模块在三维场景中通过设置一个以上开挖体模型，按照开挖顺序进行批量开挖分析，形成工期进度模型；根据工期进度模型结果和施工顺序以及相关参数对工程施工进度进行动画模拟展示；工期进度模拟子模块包括：工期进度模型制作单元和工期进度动画展示单元；其中，
所述工期进度模型制作单元：在三维场景中工程地质模型表面绘制一个以上开挖范围，赋予各个开挖范围唯一编号，依据编号分别设定其开挖深度和开挖顺序，根据开挖深度和开挖范围形成的体模型按照开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；根据需求设置被挖土模型数量，赋予各个被挖土模型唯一编号，依据编号设定开挖顺序，根据开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；
所述工期进度动画展示单元：根据工期进度模型制作单元生成的开挖结果按照其开挖顺序通过参数设置进行动画展示；其参数设置包括：间隔时间、消隐方式、消隐时间、是否循环播放。
如图12所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述模型剖切模块在三维场景中绘制关键点，依据设定的图形格式进行连接并对图形合法性进行检查，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现；模型剖切模块包括：关键点绘制子模块、关键点连接子模块、检查子模块和分析展示子模块；其中，
所述关键点绘制子模块：在三维场景中工程地质模型图层表面依次选取关键点、输入关键点坐标值，读取各个关键点的坐标值信息，并根据当前地质模型数据的空间参考信息进行投影转换；
所述关键点连接子模块：依据设定的图形格式和关键点点位顺序对关键点绘制子模块生成的关键点进行连接形成所需图形；
所述检查子模块：根据图形格式和关键点信息检查图形是否合法，遍历各个关键点判断直线端点个数、多边形起始点和终止点是否相同、“井”字格图形直线是否相交；
所述分析展示子模块：设置分析展示方式，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，生成分析结果，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现。
如图13所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述数据分析管理模块对各类岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；数据分析管理模块包括：属性数据管理子模块和属性数据建模子模块，其中，
所述属性数据管理子模块：对岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；包括：字段编辑单元和属性录入单元；其中，
所述字段编辑单元：对岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑、管理；
所述属性录入单元：对岩土勘察设计信息模型图层的属性信息进行批量录入；
所述属性数据建模子模块：根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果；分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出。
如图14所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述岩土工程BIM数字化交付子系统以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理和服务发布；对数据服务进行参数设置后形成数据图层更新至数据资源池中；对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至项目中并构建图层树；将勘察文件与数据图层中的模型进行关联挂接并在三维场景中进行跳转联动；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置；岩土工程BIM数字化交付子系统包括：数据发布模块、模型联动模块、数据资源池、项目管理模块、角色管理模块和系统配置模块；其中，
所述数据发布模块：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理；对已添加的数据资源进行服务发布和管理；
所述数据资源池：数据资源池中设有数据参数，对数据发布模块所发布的数据服务进行参数设置后形成数据图层并更新至数据资源池中；
所述项目管理模块：对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树；
所述模型联动模块：将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；
所述角色管理模块：输入角色信息并新增角色，形成角色列表，在角色列表中对角色信息进行删除操作、编辑操作、用户管理操作、功能权限分配操作；
所述系统配置模块：对模型属性字段的显隐和分类展示进行配置；对岩土工程BIM数字化交付子系统使用帮助说明文档进行配置管理；对数据服务IP地址、端口、数据服务格式进行配置。
如图15所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述数据发布模块以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理；对已添加的数据资源进行服务发布和管理；数据发布模块包括：资源管理子模块和服务管理子模块，其中；
所述资源管理子模块：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源，对数据资源参数进行设置并对设置参数后的数据资源进行添加、删除、编辑操作；
所述服务管理子模块：对资源管理子模块已添加的数据资源进行服务发布操作、服务删除操作、资源挂接操作、服务重启操作。
如图16所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述项目管理模块对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树；项目管理模块包括：项目编辑子模块、项目权限分配子模块和项目数据配置子模块；其中，
所述项目编辑子模块：对项目信息进行设置，将设置后的项目信息添加至项目列表中，在项目列表中对项目进行删除操作、编辑操作；
所述项目权限分配子模块：对项目列表中的各个项目进行权限分配，为各个项目分配指定角色，每个项目且只有一个角色；
所述项目数据配置子模块：将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中，对指定项目中已有的数据图层按照组别进行分类，构建出图层树。
如图17所示，一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，所述模型联动模块将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；模型联动模块包括：勘察文件管理子模块和模型挂接子模块，其中；
所述勘察文件管理子模块：将勘察文件传输至岩土工程BIM数字化交付子系统中并分配至指定项目中，形成勘察文件列表，在文件列表中对勘察文件信息进行删除操作、编辑操作；
所述模型挂接子模块：在指定项目中，将勘察文件与数据图层中的一个及一个以上模型进行关联挂接并设置挂接参数，关联挂接完成后，点击勘察文件，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型。
具体实施案例中，数据格式包括：MAX格式、RVT格式、DGN格式、OSGB格式、DEM格式、DOM格式、SHP格式；各类岩土勘察设计信息模型包括：工程地质模型、水文地质模型、基坑支护结构信息模型、桩基础模型；标尺样式包括：标尺线颜色、标尺线宽度、标尺刻度颜色、标尺刻度宽度、标尺文本颜色、标尺文本尺寸、标尺文本字体；标注样式包括：标注线颜色、标注线宽度、标注刻度颜色、标注刻度宽度、标注文本颜色、标注文本尺寸、标注文本字体；标注字段根据当前图层的属性进行配置，数量范围在一个及一个以上；字段间文本根据需求进行输入配置；转化格式包括：JSON格式、XML格式、TXT格式；动画效果包括：渐进分离呈现、直接分离呈现、弹出分离呈现；桩基沉降参数包括：侧阻力分布方式、桩基模量、土模增大系数、泊松比、桩端下分析深度；其中侧阻力分布方式包括三角形分布、矩形分布、集中分布；土模量增大系数包括1.0、1.5、2.0；开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；其设置被挖土模型数量范围在：1至99之间；图形格式包括：直线、多边形、圆形、“井”字格；分析展现方式包括：剖面展示、剖切展示；建模参数包括：插值方法、最小值、最大值、间距、插值系数、显示设置、渐变颜色；插值方法包括：普通克里金法、快速克里金法、反距离加权法、反距离和加权法；显示设置包括：等值线显示、等值面显示；数据资源参数包括：资源名称、资源类型、数据库类型、数据库地址、数据库名称、数据库端口、数据库用户、数据库密码；数据资源池中含有数据名称、数据类别、IP地址、端口号、地图服务名称、要素服务名称、初始化是否可见、最大可见距离、最小可见距离、是否抬高、抬高高度、是否为地层数据、绘制顺序；数据类别包括：影像数据、注记数据、二维数据、三维数据、BIM数据；项目信息包括：项目编号、项目名称、勘察单位、建设单位、项目负责人、项目类型、开始日期、完成日期、项目地址、备注；挂接参数包括：场景视角、飞行效果、图层编号、模型编号。
下面以一个具体实施案例来详细阐述本系统对岩土工程BIM数据的应用、分析和管理的过程。具体实施例中，以某地区的三维建筑模型数据、工程地质模型数据和桩基础模型数据为例。
系统管理员利用岩土工程BIM应用分析子系统对多源异构各类岩土勘察设计信息模型进行集成管理和分析评价。岩土工程BIM应用分析子系统的多源异构数据可视化集成模块对多源异构的三维建筑模型数据、工程地质模型数据和桩基础模型数据进行集成展示；岩土工程BIM应用分析子系统的BIM轻量化模块对工程地质模型数据和桩基础模型数据进行BIM轻量化处理，获得空间数据库标准格式的轻量化BIM模型。
系统管理员利用岩土工程BIM应用分析子系统的模型精细化呈现模块对工程地质模型进行精细化呈现；模型精细化呈现模块的标尺标注子模块根据系统管理员设置的标尺、标注配置信息对工程地质模型进行标尺分析、标注分析；标尺标注子模块的标尺配置单元对标尺样式进行配置；标尺标注子模块的地层标尺单元在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，根据标尺配置单元的配置信息在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层的垂直高度；标尺标注子模块的标注配置单元对标注样式和标注字段进行配置；标尺标注子模块的地层标注单元在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，根据标注配置单元的配置信息在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层当前配置的属性信息；标尺标注子模块的标尺、标注导出单元对标尺单元、标注单元的分析结果进行格式转化，输出格式包括JSON格式、XML格式、TXT格式；模型精细化呈现模块的精细化展示子模块根据系统管理员设置的精细化展示效果配置信息对工程地质模型进行分析展示；精细化展示子模块的展示配置单元对三维场景中工程地质模型精细化进行层级分离式、消隐式配置选择，当判定选择层级分离式时，对地层层间距进行设定，动画效果进行选取，动画效果包括渐进分离呈现、直接分离呈现、弹出分离呈现，当判定选择消隐式时，对需要消失隐藏的地层模型进行操作；精细化展示子模块的结果展示单元根据展示配置单元中设定的配置项进行工程地质模型精细化展示。
系统管理员利用岩土工程BIM应用分析子系统的桩基评价分析模块对工程地质模型和桩基础模型进行评价分析和一体化管理。桩基评价分析模块的虚拟布桩子模块根据系统管理员设定的桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩，虚拟布桩方式包括点击布桩和规则布桩两种方式；虚拟布桩子模块的点击布桩单元设置桩基参数，包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，在三维场景中选取布桩位置后自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中；虚拟布桩子模块的规则布桩单元设置桩基参数，包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，设置桩基排列参数，包括行间距、列间距、行数、列数、旋转角度；在三维场景中绘制布桩范围后进行点位预览，根据三维场景中渲染出的预览点位进行虚拟布桩，自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中。
系统管理员利用桩基评价分析模块的桩基分析子模块对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告。桩基分析子模块的桩土碰撞分析单元对预分析的桩基础模型图层与工程地质模型图层进行选取，对选取后的桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，赋予每个桩基础模型唯一值编号且该编号对应各个相交的地层模型描述数据，在数据库中保存分析结果，且分析结果输出为文本格式、图片格式、数值格式、图表格式中的一种及多种形式组合；桩基分析子模块的桩基承载力分析单元选取桩土碰撞分析单元的分析结果，运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果，分析结果保存至数据库中，各个桩基础模型的承载力结果标注至三维场景中的桩基础模型；桩基分析子模块的桩基沉降变形分析单元选取桩土碰撞分析单元的分析结果，输入桩基沉降参数，包括侧阻力分布方式、桩基模量、土模增大系数、泊松比、桩端下分析深度，当判定为设置单桩荷载时，需要输入总荷载参数，运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果，获得桩基最终计算沉降量；桩基分析子模块的桩数据优化单元根据工程地质模型图层对已设计完成的桩基础模型进行碰撞分析获得各个桩基的单桩承载力，根据指定规则进行筛选并在三维场景中进行差异化展示，结合桩基荷载、桩基承载力和桩基变形多种因素，形成桩基数据优化报告并导出；桩基分析子模块的桩基工程管理单元对桩基工程信息进行创建、修改、删除，对桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果、桩数据优化单元分析结果进行调取、查看、导出。
系统管理员利用岩土工程BIM应用分析子系统的基坑开挖模块对工程地质模型图层进行基坑开挖和工期进度模拟分析；基坑开挖模块的开挖子模块根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析；开挖子模块的绘制范围开挖单元在三维场景中工程地质模型表面绘制开挖范围，设置开挖深度，依据开挖范围和开挖深度形成的体模型对工程地质模型进行开挖分析，形成开挖结果；开挖子模块的基坑模型开挖单元选取被挖土体模型图层和工程地质模型图层，对被挖土体模型图层与工程地质模型图层相交处进行开挖分析，形成开挖结果；基坑开挖模块的工期进度模拟子模块根据施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；工期进度模拟子模块的工期进度模型制作单元在三维场景中工程地质模型表面绘制一个以上开挖范围，赋予各个开挖范围唯一编号，依据编号分别设定其开挖深度和开挖顺序，根据开挖深度和开挖范围形成的体模型按照开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；根据需求设置被挖土模型数量，赋予各个被挖土模型唯一编号，依据编号设定开挖顺序，根据开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；工期进度模拟子模块的工期进度动画展示单元设置动画模拟参数，包括间隔时间、消隐方式、消隐时间、是否循环播放，根据工期进度模型制作单元生成的开挖结果按照其开挖顺序进行动画展示；基坑开挖模块的支护结构分析碰撞子模块对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息。
系统管理员利用岩土工程BIM应用分析子系统的模型剖切模块在三维场景中对工程地质模型进行剖切分析；模型剖切模块的关键点绘制子模块在三维场景中工程地质模型图层表面依次选取关键点、输入关键点坐标值，读取各个关键点的坐标值信息，并根据当前地质模型数据的空间参考信息进行投影转换；模型剖切模块的关键点连接子模块依据设定的图形格式和关键点点位顺序对关键点绘制子模块生成的关键点进行连接形成所需图形；模型剖切模块的检查子模块根据图形格式和关键点信息检查图形是否合法，遍历各个关键点判断直线端点个数、多边形起始点和终止点是否相同、“井”字格图形直线是否相交；模型剖切模块的分析展示子模块设置分析展示方式，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，生成分析结果，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现。
岩土工程BIM应用分析子系统的数据分析管理模块对工程地质模型数据和桩基础模型数据的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取桩基础模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；岩土工程BIM应用分析子系统的数据转化模块对桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块分析处理后的工程地质模型数据、桩基础模型数据进行转化处理，转化结果为三维切片格式、空间数据库标准格式，转化结果供岩土工程BIM数字化交付子系统数据发布模块调取使用；
系统管理员利用岩土工程BIM数字化交付子系统对岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果进行发布、管理、展示和分析。岩土工程BIM数字化交付子系统的数据发布模块对各类数据资源进行添加、删除、编辑操作，对已添加的数据资源进行服务发布、删除、资源挂接和重启操作；数据发布模块的资源管理子模块添加岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源，设置数据资源参数，包括资源名称、资源类型、数据库类型、数据库地址、数据库名称、数据库端口、数据库用户、数据库密码，并对添加后的数据资源进行删除、编辑操作；数据发布模块的服务管理子模块对资源管理子模块已添加的数据资源进行服务发布操作、服务删除操作、资源挂接操作、服务重启操作。
岩土工程BIM数字化交付子系统的数据资源池对数据发布模块所发布的数据服务进行参数设置后形成数据图层并更新至数据资源池中。
岩土工程BIM数字化交付子系统的项目管理模块对项目信息进行编辑，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树。项目管理模块的项目编辑子模块设置项目信息，包括项目编号、项目名称、勘察单位、建设单位、项目负责人、项目类型、开始日期、完成日期、项目地址、备注，将设置后的项目信息添加至项目列表中，在项目列表中对项目进行删除操作、编辑操作；项目管理模块的项目权限分配子模块对项目列表中的各个项目进行权限分配，为各个项目分配指定角色，每个项目且只有一个角色；项目管理模块的项目数据配置子模块将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中，对指定项目中已有的数据图层按照组别进行分类，构建出图层树。
岩土工程BIM数字化交付子系统的模型联动模块将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；模型联动模块的勘察文件管理子模块将勘察文件传输至岩土工程BIM数字化交付子系统中并分配至指定项目中，形成勘察文件列表，在文件列表中对勘察文件信息进行删除操作、编辑操作；模型联动模块的模型挂接子模块设置挂接参数包括场景视角、飞行效果、图层编号、模型编号，将勘察文件与数据图层中的一个及一个以上模型进行关联挂接并设置挂接参数，关联挂接完成后，点击勘察文件，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型。
岩土工程BIM数字化交付子系统的角色管理模块输入角色信息并新增角色，形成角色列表，在角色列表中对角色信息进行删除操作、编辑操作、用户管理操作、功能权限分配操作；岩土工程BIM数字化交付子系统的系统配置模块对模型属性字段的显隐和分类展示进行配置；对岩土工程BIM数字化交付子系统使用帮助说明文档进行配置管理；对数据服务IP地址、端口、数据服务格式进行配置；
前述的系统描述和结构示意图仅被提供作为示例性的示例且其不意在需要或隐含必须以所给出的顺序执行上述操作或各个方面的步骤。如本领域的技术人员将明白的，可以以任何顺序来执行在前述方面中的框的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等之类的词并不意在限制操作或步骤的顺序；这些词仅用于引导读者遍历对方法的描述。此外，任何对权利要求元素的单数引用，例如，使用冠词“一”、“一个”或“该”不被解释为将该元素限制为单数。
结合本文中公开的方面描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的可交换性，上文对各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定的应用，以变通的方式来实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应被解释为引起脱离本发明的保护范围。
本发明实施例中的系统可以将BIM与GIS有效地进行结合后再以多源异构数据进行可视化集成、定量化分析、协同化应用和数字化管理，形成集地上、地表、地下岩土工程多源数据的三维可视化集成展示、岩土工程定量化分析评价、勘察设计多专业跨阶段协同化应用和数据成果数字化交付与管理功能于一体的应用系统，有利于提高勘察设计企业在岩土工程多专业一体化领域技术咨询的数字化水平，有利于提高政府和行业对城市地下空间开发、建设与运维的管理水平。通过对多来源、多专业、多类型的岩土工程BIM数据和地理信息数据进行轻量化处理整合，获得空间数据库标准格式的BIM轻量化模型，并与对应属性信息进行关联挂接，得到数据完整的各专业BIM轻量化模型，对多源异构数据进行可视化集成，为岩土工程定量化分析、协同化应用和数字化统一管理提供数据基础。基于轻量化的工程地质模型，通过虚拟布桩子模块虚拟生成桩基础模型，桩基础模型与工程地质模型进行碰撞分析检查，获得相关碰撞信息和属性信息，进而对桩基础模型进行桩基承载力分析、沉降变形分析，获得定量化分析评价结果，同时将产生的定量化分析数据进行存储并进行可视化展示，为岩土勘察设计人员提供定量化的精准数据支撑，有利于提高勘察设计方案的科学性、针对性、合理性。基于轻量化的工程地质模型，导入设计单位已设计完成的桩基础模型、基坑模型，进行相应碰撞检查和定量化分析，通过桩基优化单元模块，进一步复核设计成果的可靠度，形成可优化的建议，反馈有价值的数据，有利于勘察与设计跨阶段协同工作，有利于降低工程潜在风险，提高工程勘察设计成果的可靠度。将岩土工程勘察设计成果和相关分析评价结果进行数字化交付和统一管理，进而对各类成果数字化归档并形成企业数据资产，对工程项目的建设单位、设计单位和施工单位提供各类岩土工程数据成果发布、展示、应用和交付服务，为项目参加各方提供岩土工程数据可视化浏览、分析和查询的平台，进一步提升岩土工程勘察设计企业数字化管理和服务水平。
名词解释：
MAX：Autodesk 3ds Max文件类型格式，Autodesk 3ds Max是常用的3D建模软件；RVT：Autodesk Revit文件格式，Autodesk Revit是常用的建筑信息模型建模软件；DGN：Bentley MicroStation的一种二三维设计格式，Bentley MicroStation是主流的专业三维建模软件；OSGB：为Open Scene Graph Binary的缩写，其代表含义为开放场景图形二进制；DEM：为Digital Elevation Model的缩写，其代表含义为数字高程模型；DOM：为DigitalOrthophoto Map的缩写，其代表含义为数字正射影像图；SHP：为Shapefile缩写，其代表含义为图形格式；JSON：为JavaScript Object Notation的缩写，其代表含义为JavaScript对象表示法，JavaScript是一种客户端脚本语言；XML：为Extensible Markup Language，其代表含义为可扩展标记语言；TXT：为Text，其代表含义为文本文件。
提供所公开的方面的前述描述，以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域技术人员来说，对这些方面的各种修改将是显而易见的，并且本文定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它实施例。因此，本发明不旨在受限于本文给出的方面，而是与符合与本文公开的原理和新颖特征相一致的最宽的范围。

Claims (18)

1.一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于该系统包括：岩土工程BIM应用分析子系统和岩土工程BIM数字化交付子系统；其中岩土工程BIM应用分析子系统对多种来源、多个专业、不同数据格式的地上、地下、地表模型数据和地理信息数据进行集成展示；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析、基坑开挖分析、模型剖切分析，将各个分析结果转化为三维切片格式、空间数据库标准格式；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；岩土工程BIM数字化交付子系统：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理和服务发布；对数据服务进行参数设置后形成数据图层更新至数据资源池中；对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至项目中并构建图层树；将勘察文件与数据图层中的模型进行关联挂接并在三维场景中进行跳转联动；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述岩土工程BIM应用分析子系统对多种来源、多个专业、不同数据格式的地上、地下、地表模型数据和地理信息数据进行集成展示；对通过岩土工程勘察和设计获得的各类信息模型进行BIM轻量化处理；对三维场景中的工程地质模型图层进行精细化展示；对工程地质模型图层和桩基础模型图层进行桩基评价分析、虚拟布桩分析、基坑开挖分析、模型剖切分析，将各个分析结果转化为三维切片格式、空间数据库标准格式；对模型图层的属性字段进行编辑处理，对指定属性字段进行数据建模，建模结果在三维场景中渲染展示并输出；岩土工程BIM应用分析子系统包括：多源异构数据可视化集成模块、BIM轻量化模块、模型精细化呈现模块、桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块、数据分析管理模块和数据转化模块；其中，
所述多源异构数据可视化集成模块：以三维GIS技术为基础，对多种来源、多个专业、不同数据格式的岩土工程勘察设计信息模型数据、地上三维实景数据、倾斜摄影数据、地下三维管线数据、正射影像数据、二维矢量数据进行集成展示；
所述BIM轻量化模块：对各类岩土勘察设计信息模型进行BIM轻量化处理，对BIM模型进行实例化处理，优化模型三角网，获得空间数据库标准格式的轻量化BIM模型；
所述模型精细化呈现模块：根据标尺、标注配置对工程地质模型进行标尺分析、标注分析，在三维场景中渲染展示其分析结果，对分析结果进行格式转化；根据精细化展示效果配置对三维场景中工程地质模型进行分析和精细化展示；
所述桩基评价分析模块：根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告；
所述基坑开挖模块：在三维场景中根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行基坑开挖分析；通过设置相关参数，制作工期进度模型，结合施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息；
所述模型剖切模块：在三维场景中绘制关键点，依据设定的图形格式进行连接并对图形合法性进行检查，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现；
所述数据分析管理模块：对各类岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；
所述数据转化模块：对桩基评价分析模块、基坑开挖模块、模型剖切模块生成的工程地质模型数据、桩基础模型数据进行转化处理，转化结果为三维切片格式、空间数据库标准格式，转化结果供岩土工程BIM数字化交付子系统数据发布模块调取。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述模型精细化呈现模块根据标尺、标注配置对工程地质模型进行标尺分析、标注分析，在三维场景中渲染展示其分析结果，对分析结果进行格式转化；根据精细化展示效果配置对三维场景中工程地质模型进行分析和精细化展示；模型精细化呈现模块包括：标尺标注子模块、精细化展示子模块，其中：
所述标尺标注子模块：对标尺标注渲染样式、标注字段进行配置；对工程地质模型进行标尺标注分析，分析结果在三维场景中渲染展示；标尺标注分析结果可转化为指定格式；
所述精细化展示子模块：对三维场景中工程地质模型精细化展示效果进行配置，根据配置项在三维场景中对工程地质模型进行分析展示。
4.根据权利要求3所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述标尺标注子模块对标尺标注渲染样式、标注字段进行配置；对工程地质模型进行标尺标注分析，分析结果在三维场景中渲染展示；标尺标注分析结果可转化为指定格式；标尺标注子模块包括：标尺配置单元、地层标尺单元、标注配置单元、地层标注单元、标尺、标注导出单元；其中：
所述标尺配置单元：对地层标尺单元的三维场景中分析渲染的标尺样式进行配置，
所述地层标尺单元：通过在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层的垂直高度；
所述标注配置单元：对地层标注单元的三维场景中分析渲染的标注样式和标注字段进行配置；
所述地层标注单元：通过在三维场景中工程地质模型的指定位置选取一点设为起点，设置标尺高度后计算出终点，在三维场景中对该工程地质模型分析渲染出起点到终点间各个地层当前配置的属性信息；
所述标尺、标注导出单元：对标尺单元、标注单元的分析结果进行格式转化。
5.根据权利要求3所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：精细化展示子模块对三维场景中工程地质模型精细化展示效果进行配置，根据配置项在三维场景中对工程地质模型进行分析展示；精细化展示子模块包括展示配置单元和结果展示单元；其中：
所述展示配置单元：对三维场景中工程地质模型精细化进行层级分离式、消隐式配置选择，当判定选择层级分离式时，对地层层间距进行设定，动画效果进行选取，当判定选择消隐式时，对需要消失隐藏的地层模型进行操作；
所述结果展示单元：在三维场景中，根据展示配置单元中设定的配置项进行工程地质模型精细化展示。
6.根据权利要求2所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述桩基评价分析模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；对三维场景中的工程地质模型图层和桩基础模型图层进行碰撞分析、承载力分析、沉降变形分析，分析结果保存至数据库并进行管理，对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基础模型数据优化报告；桩基评价分析模块包括：虚拟布桩子模块和桩基分析子模块；其中：
所述虚拟布桩子模块：根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；
所述桩基分析子模块：对桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，分析结果保存至数据库且支持导出；根据桩土碰撞分析单元的分析结果进行计算，分析得出桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果；根据桩土碰撞分析单元的分析结果、桩基础模型属性数据、工程地质模型属性数据进行计算，分析得出桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果；对已有桩基础模型图层进行碰撞分析并根据指定规则形成桩基模型数据优化报告；对桩基工程信息、桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果进行管理。
7.根据权利要求6所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述虚拟布桩子模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；虚拟布桩子模块包括：点击布桩单元和规则布桩单元；其中：
所述点击布桩单元：对三维场景中的工程地质模型图层进行点击虚拟布桩，设置桩基参数，其桩基参数包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，在三维场景中选取布桩位置后自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中；
所述规则布桩单元：对三维场景中的工程地质模型图层进行规则虚拟布桩，设置桩基参数，其桩基参数包括包括桩基直径、桩基长度、桩基类型、桩基顶部高程，按照指定规则设置桩基排列参数，桩基排列参数包括行间距、列间距、行数、列数、旋转角度；在三维场景中绘制布桩范围后进行点位预览，根据三维场景中渲染出的预览点位进行虚拟布桩，自动渲染生成桩基础模型且保存至数据库中。
8.根据权利要求7所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述桩基分析子模块根据桩基参数和布桩点位对三维场景中的工程地质模型图层进行虚拟布桩；桩基分析子模块包括：桩土碰撞分析单元、桩基承载力分析单元、桩基沉降变形分析单元、桩数据优化单元和桩基工程管理单元；
所述桩土碰撞分析单元：对预分析的桩基础模型图层与工程地质模型图层进行选取，对选取后的桩基础模型图层中的每个桩基础模型与工程地质模型图层中相交的地层模型进行碰撞分析，赋予每个桩基础模型唯一值编号且该编号对应各个相交的地层模型描述数据，在数据库中保存分析结果，且分析结果输出为文本格式、图片格式、数值格式、图表格式中的一种及多种形式组合；
所述桩基承载力分析单元：对桩土碰撞分析单元的分析结果进行选取，通过运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的承载力结果，其运算公式为：
Quk＝up∑qsikli+qpkAp
式中：qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk——极限端阻力标准值；
Ap——桩底端横截面面积；
up——桩身周长；
li——桩穿越第i层土的厚度
其各个桩基础模型的承载力结果保存至数据库中，待数据传输；将各个桩基础模型的承载力结果标注至三维场景中的桩基础模型；
所述桩基沉降变形分析单元：对桩土碰撞分析单元的分析结果、桩基础模型图层、工程地质模型图层进行选取，对桩基沉降参数进行配置，在配置过程中选择指定配置时，对该配置输入对应参数，(当判定为设置单桩荷载时，需要配置总荷载参数)此句话留在实施例中；通过运算获得桩基础模型图层中各个桩基础模型的沉降变形结果，获得桩基最终计算沉降量，其运算公式群组为：
首先通过计算第k根桩的端阻力在深度z处产生的应力：
Figure FDA0003947972460000041
式中：σzp,k——第k根桩的端阻力在深度z处产生的应力(kPa)；
Q——相应于作用的准永久组合时，轴心坚向力作用下单桩的附加荷载(kN)，由桩端阻力Qp和桩侧摩阻力Qs共同承担，且Qp＝αQ，α是桩端阻力比；桩的端阻力假定为集中力，桩侧摩阻力可假定为沿桩身均匀分布和沿桩身线性增长分布两种形式组成，其值分别为βQ和(1-α-β)Q，计算时摩擦桩可取β＝0；
l——桩长(m)；
1p,k——应力影响系数；
再计算第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力：
Figure FDA0003947972460000042
式中：σzs,k——第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力(kPa)；
1s1,k,1s2,k——应力影响系数；
计算地基中的某点的竖向附加应力值，可将各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加按下式计算：
Figure FDA0003947972460000043
计算最终沉降量采用单向压缩分层总和法计算；
Figure FDA0003947972460000044
式中：S——桩基最终计算沉降量(mm)；
m——桩端平面以下压缩层范围内土层总数；
Esj，i——桩端平面下第j层土第i个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量(MPa)；
nj——桩端平面下第j层土的计算分层数；
Δhj，i——桩端平面下第j层土的第i个分层厚度(m)；
σj,i——桩端平面下第j层土第i个分层的竖向附加应力(kPa)；
Ψp——桩基沉降计算经验系数。
所述桩数据优化单元：根据工程地质模型图层对已设计完成的桩基础模型进行碰撞分析获得各个桩基的单桩承载力，根据指定规则进行筛选并在三维场景中进行差异化展示，结合桩基荷载、桩基承载力和桩基变形多种因素，形成桩基数据优化报告并导出；
所述桩基工程管理单元：对桩基工程信息进行创建、修改、删除；对桩土碰撞分析单元分析结果、桩基承载力分析单元分析结果、桩基沉降变形分析单元分析结果、桩数据优化单元分析结果进行调取、查看、导出。
9.根据权利要求2所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述基坑开挖模块在三维场景中根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行基坑开挖分析；通过设置相关参数，制作工期进度模型，结合施工顺序对工程施工进度进行动画模拟展示；对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息；基坑开挖模块包括：开挖子模块、工期进度模拟子模块和支护结构分析碰撞子模块；其中，
所述开挖子模块：根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析；
所述工期进度模拟子模块：在三维场景中通过设置一个以上开挖体模型，按照开挖顺序进行批量开挖分析，形成工期进度模型；根据工期进度模型结果和施工顺序以及相关参数对工程施工进度进行动画模拟展示；
所述支护结构分析碰撞子模块：对嵌入至基坑地质模型切面的基坑支护结构模型进行碰撞分析，获得各个支护结构模型垂直方向地层的指定属性信息。
10.根据权利要求9所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述开挖子模块根据指定的开挖体模型对工程地质模型图层进行开挖分析，开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；开挖子模块包括：绘制范围开挖单元和基坑模型开挖单元；其中，
所述绘制范围开挖单元：在三维场景中工程地质模型表面绘制开挖范围，并对开挖深度进行设置，依据开挖范围和开挖深度形成的体模型对工程地质模型进行开挖分析，形成开挖结果；
所述基坑模型开挖单元：选取被挖土体模型图层和工程地质模型图层，对被挖土体模型图层与工程地质模型图层相交处进行开挖分析，形成开挖结果。
11.根据权利要求9所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述工期进度模拟子模块在三维场景中通过设置一个以上开挖体模型，按照开挖顺序进行批量开挖分析，形成工期进度模型；根据工期进度模型结果和施工顺序以及相关参数对工程施工进度进行动画模拟展示；工期进度模拟子模块包括：工期进度模型制作单元和工期进度动画展示单元；其中，
所述工期进度模型制作单元：在三维场景中工程地质模型表面绘制一个以上开挖范围，赋予各个开挖范围唯一编号，依据编号分别设定其开挖深度和开挖顺序，根据开挖深度和开挖范围形成的体模型按照开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；根据需求设置被挖土模型数量，赋予各个被挖土模型唯一编号，依据编号设定开挖顺序，根据开挖顺序对工程地质模型进行开挖分析，形成对应的开挖结果；
所述工期进度动画展示单元：根据工期进度模型制作单元生成的开挖结果按照其开挖顺序通过参数设置进行动画展示；其参数设置包括：间隔时间、消隐方式、消隐时间、是否循环播放。
12.根据权利要求2所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述模型剖切模块在三维场景中绘制关键点，依据设定的图形格式进行连接并对图形合法性进行检查，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现；模型剖切模块包括：关键点绘制子模块、关键点连接子模块、检查子模块和分析展示子模块；其中，
所述关键点绘制子模块：在三维场景中工程地质模型图层表面依次选取关键点、输入关键点坐标值，读取各个关键点的坐标值信息，并根据当前地质模型数据的空间参考信息进行投影转换；
所述关键点连接子模块：依据设定的图形格式和关键点点位顺序对关键点绘制子模块生成的关键点进行连接形成所需图形；
所述检查子模块：根据图形格式和关键点信息检查图形是否合法，遍历各个关键点判断直线端点个数、多边形起始点和终止点是否相同、“井”字格图形直线是否相交；
所述分析展示子模块：设置分析展示方式，根据生成图形对工程地质模型进行剖切分析，生成分析结果，其分析结果展示形态以所设展示方式进行呈现。
13.根据权利要求2所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述数据分析管理模块对各类岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果，分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出；数据分析管理模块包括：属性数据管理子模块和属性数据建模子模块，其中，
所述属性数据管理子模块：对岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑，对属性信息进行批量录入；包括：字段编辑单元和属性录入单元；其中，
所述字段编辑单元：对岩土勘察设计信息模型图层的属性字段进行编辑、管理；
所述属性录入单元：对岩土勘察设计信息模型图层的属性信息进行批量录入；
所述属性数据建模子模块：根据需求选取岩土勘察设计信息模型图层的属性字段，设置建模参数，获得建模分析结果；分析结果在三维场景中进行渲染展示并进行输出。
14.根据权利要求1所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述岩土工程BIM数字化交付子系统以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理和服务发布；对数据服务进行参数设置后形成数据图层更新至数据资源池中；对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至项目中并构建图层树；将勘察文件与数据图层中的模型进行关联挂接并在三维场景中进行跳转联动；对角色信息进行增删改查管理和功能授权；对岩土工程BIM数字化交付子系统配置项进行设置；岩土工程BIM数字化交付子系统包括：数据发布模块、模型联动模块、数据资源池、项目管理模块、角色管理模块和系统配置模块；其中，
所述数据发布模块：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理；对已添加的数据资源进行服务发布和管理；
所述数据资源池：数据资源池中设有数据参数，对数据发布模块所发布的数据服务进行参数设置后形成数据图层并更新至数据资源池中；
所述项目管理模块：对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树；
所述模型联动模块：将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；
所述角色管理模块：输入角色信息并新增角色，形成角色列表，在角色列表中对角色信息进行删除操作、编辑操作、用户管理操作、功能权限分配操作；
所述系统配置模块：对模型属性字段的显隐和分类展示进行配置；对岩土工程BIM数字化交付子系统使用帮助说明文档进行配置管理；对数据服务IP地址、端口、数据服务格式进行配置。
15.根据权利要求14所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述数据发布模块以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源进行管理；对已添加的数据资源进行服务发布和管理；数据发布模块包括：资源管理子模块和服务管理子模块，其中；
所述资源管理子模块：以岩土工程BIM应用分析子系统数据转化模块的转化结果作为数据资源，对数据资源参数进行设置并对设置参数后的数据资源进行添加、删除、编辑操作；
所述服务管理子模块：对资源管理子模块已添加的数据资源进行服务发布操作、服务删除操作、资源挂接操作、服务重启操作。
16.根据权利要求14所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述项目管理模块对项目信息进行编辑后，为项目分配指定角色，将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中并构建图层树；项目管理模块包括：项目编辑子模块、项目权限分配子模块和项目数据配置子模块；其中，
所述项目编辑子模块：对项目信息进行设置，将设置后的项目信息添加至项目列表中，在项目列表中对项目进行删除操作、编辑操作；
所述项目权限分配子模块：对项目列表中的各个项目进行权限分配，为各个项目分配指定角色，每个项目且只有一个角色；
所述项目数据配置子模块：将数据资源池中的数据图层分配至指定项目中，对指定项目中已有的数据图层按照组别进行分类，构建出图层树。
17.根据权利要求14所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：所述模型联动模块将勘察文件上传至指定项目并与数据图层中的模型进行关联挂接，点击勘察文件与模型进行联动，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型；模型联动模块包括：勘察文件管理子模块和模型挂接子模块，其中；
所述勘察文件管理子模块：将勘察文件传输至岩土工程BIM数字化交付子系统中并分配至指定项目中，形成勘察文件列表，在文件列表中对勘察文件信息进行删除操作、编辑操作；
所述模型挂接子模块：在指定项目中，将勘察文件与数据图层中的一个及一个以上模型进行关联挂接并设置挂接参数，关联挂接完成后，点击勘察文件，在三维场景中渲染出挂接的指定模型并隐藏其他模型。
18.根据权利要求1-17所述的一种基于三维GIS的岩土工程BIM应用系统，其特征在于：数据格式包括：MAX格式、RVT格式、DGN格式、OSGB格式、DEM格式、DOM格式、SHP格式；各类岩土勘察设计信息模型包括：工程地质模型、水文地质模型、基坑支护结构信息模型、桩基础模型；标尺样式包括：标尺线颜色、标尺线宽度、标尺刻度颜色、标尺刻度宽度、标尺文本颜色、标尺文本尺寸、标尺文本字体；标注样式包括：标注线颜色、标注线宽度、标注刻度颜色、标注刻度宽度、标注文本颜色、标注文本尺寸、标注文本字体；标注字段根据当前图层的属性进行配置，数量范围在一个及一个以上；字段间文本根据需求进行输入配置；转化格式包括：JSON格式、XML格式、TXT格式；动画效果包括：渐进分离呈现、直接分离呈现、弹出分离呈现；桩基沉降参数包括：侧阻力分布方式、桩基模量、土模增大系数、泊松比、桩端下分析深度；其中侧阻力分布方式包括三角形分布、矩形分布、集中分布；土模量增大系数包括1.0、1.5、2.0；开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；开挖结果包括开挖地质模型、基坑地质模型；其设置被挖土模型数量范围在：1至99之间；图形格式包括：直线、多边形、圆形、“井”字格；分析展现方式包括：剖面展示、剖切展示；建模参数包括：插值方法、最小值、最大值、间距、插值系数、显示设置、渐变颜色；插值方法包括：普通克里金法、快速克里金法、反距离加权法、反距离和加权法；显示设置包括：等值线显示、等值面显示；数据资源参数包括：资源名称、资源类型、数据库类型、数据库地址、数据库名称、数据库端口、数据库用户、数据库密码；数据资源池中含有数据名称、数据类别、IP地址、端口号、地图服务名称、要素服务名称、初始化是否可见、最大可见距离、最小可见距离、是否抬高、抬高高度、是否为地层数据、绘制顺序；数据类别包括：影像数据、注记数据、二维数据、三维数据、BIM数据；项目信息包括：项目编号、项目名称、勘察单位、建设单位、项目负责人、项目类型、开始日期、完成日期、项目地址、备注；挂接参数包括：场景视角、飞行效果、图层编号、模型编号。
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