CN116305492B - 一种融合bim与三维积分的交通工程路基土石方计算方法 - Google Patents

一种融合bim与三维积分的交通工程路基土石方计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，包括：生路三维BIM模型，生成三维地形地质增加模型，对三维地形三角网和三网地形地质增强模型进行切割，生成加密地形地质三角网，计算微元体积和土石方体积。本发明利用路基传统二维设计成果，融合BIM与地形地质三维建模技术，提出了一种基于三维空间体积积分思想的路基土石方快速计算方法。该方法能够在快速构建路基三维模型的同时，并基于路基设计与地形地质点云数据构建三维地形地质增强模型，最终达到三维路基土石方精确建模的目的。具有计算效率高、实现过程简单等优点。

Description

一种融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法
技术领域
本发明涉及BIM技术以及三维地形地质建模技术在铁路站场领域的应用，具体涉及一种融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法。
背景技术
对于现代交通工程项目来说，土石方工程量(以下简称：土方量)的估算是项目前期的一项重要任务，其估算结果会对项目的全生命周期造成影响。在前期设计阶段，土方量的估算结果会作为项目方案选择(特别是公路、铁路等线域工程)、工程决策的重要参考。在建设、运维阶段，施工方与运维方因为经济效益的缘故同样对土方计算结果十分关注。因此，土方量的精准计算直接关系到了一个项目在其全生命周期的质量，也影响了项目的整体投资。一旦土方量出现计算偏差，会给项目带来巨大的经济损失。
在过去的几十年里，许多研究者提出了一系列进行土石方计算方法，这类传统计算方法主要分为两大类：横向的平均断面法与纵向的平均距离法。平均断面法会先基于这两个相邻横断面生成一个平均横断面，并以该横断面的土石方乘以两个断面间的距离进行计算。平均距离法则会将一个工程按照一个平均距离进行分段，然后采用平均断面计算每一个分段内的土石方量。这类传统方法的优点是运行效率高且实现简单。然而，这种传统的平均计算方法对于三维空间下地形的连续起伏变化考虑不够充分，无法应对断面与断面之间的地形突变，因此计算精度较差。尤其是在诸如山区等拥有复杂地形的区域，其计算结果与真实情况往往存在较大误差。
目前，在BIM的广泛应用大背景下，以综合性提升效率、降低成本为目的的精细化管理已经成为了现代交通工程项目的普遍需求。因此，作为BIM精细化设计中必要一环的土石方精准建模计算也在变得越来越重要。
发明内容
针对目前二维土石方量计算方法的计算精度差，以及三维土石方量计算方法的计算量大且硬件要求高等问题，本发明提出了一种融合BIM模型与三维微积分思想，以三维路基模型面与地形三角网为积分上下限的交通工程路基土石方高精度建模计算方法。
本发明提供了一种融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，包括以下步骤：
步骤一、基于路基横断面设计成果与路基基准线信息，采用广义六面体站场数字路基模型构建方法生成路基三维BIM模型即封闭的三维路基体；并在构建路基三维BIM模型的同时对路基横断面的关键几何控制点进行记录，形成路基关键几何控制点集合；
步骤二、通过遍历路基关键几何控制点集合将路基横断面的几何关键控制点与三维原始地形采样点进行融合，生成三维地形地质增强模型；
步骤三、将三维路基体分成I个路基三维块，设每一个路基三维块均为一个独立的路基部分且他们的平面几何边界不会互相叠加；采用凸包算法获取其中一个路基三维块的平面凸包边界信息，并基于该平面凸包边界对三维地形三角网和三维地形地质增强模型进行切割，获取与当前路基三维块对应的地形子三角网与地层；其中I取大于等于1的自然整数；
步骤四、遍历地形子三角网中的三角形，对每一个三角形先取其中心点，然后依据中心点向三个顶点做连线形成三个子三角形；子三角形在下一轮的迭代中又可以被当作原始三角形进行进一步的剖分；迭代剖分结束后生成加密地形地质三角网；
步骤五、遍历加密地形地质三角网中的三角形，对每一个三角形从其三个顶点生成垂直向上或向下的法线，并记录下三条法线与地质层或路基填料层的所有交点信息；根据这些交点信息计算以当前三角形为底面的每一个三角形的棱柱体分段体积，将加密地形地质三角网中的所有三角形的棱柱体分段体积进行累加，即得到当前三角形对应的棱柱体微元体积；将所有地形三角形的微元体积计算完毕并求和，得到最终加密地形地质三角网中的所有三角形的微元体积；
遍历加密地形地质三角网中的三角形，对每一个三角形从其中心点生成一条垂直向上或向下的法线，当法线与该加密地形地质三角网对应的路基三维块的面相交时记录下该法线的高差；利用该高差计算以当前三角形为底面的棱柱体分段体积；将加密地形地质三角网中所有三角形对应的棱柱体分段体积相加即可得到土石方体积的计算结果。
可选的，所述步骤一中生成路基三维BIM模型的具体过程如下：
S1.1、将所有路基横断面放入一个数组Arr中；
S1.2、从Arr中取出任意两个相邻的断面C1、C2；
S1.3、将任意两个相邻的断面C1、C2中的路基轮廓线上的几何关键控制点存入公共数组ArrC中；
S1.4、依次按照上、下、左、右的顺序，基于任意两个相邻的断面C1、C2的上、下、左、右四对轮廓线生成三维路基体的四个面集合，形成封闭的三维路基体即路基三维BIM模型。
可选的，所述步骤二中生成三维地形地质增强模型的具体过程如下：
S2.1、遍历公共数组ArrC，将每一个几何关键控制点首先转换为大地坐标，然后插入到三维原始地形采样点数组ArrT中；
S2.2、待所有几何关键控制点都加入到三维原始地形采样点数据ArrT中后，采用三角网逐点插入算法生成三维地形地质增强模型。
可选的，所述步骤四中对切割后的地形子三角网进行迭代剖分的具体过程如下：
S4.1、遍历当前地形子三角网中的所有三角形，将它们放入数组Arr中，对每一个三角形的中心点CP均进行标记；中心点CP的表达式如下:
其中：x1、x2、x3、y1、y2、y3、z1、z2、z3分别表示一个三角形中三个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标；
S4.2、从每一个三角形的中心点CP处引出三条分别连接到当前三角形顶点的直线，以将每个三角形均分割成三个新的子三角形；其中：每个三角形分割成的三个子三角形分别标记为T1、T2、T3；
S4.3、重复步骤S4.1和S4.2进入下一轮迭代继续分割三角形，最后得到的三角形数目Nf为：
Nf＝3t*N
其中：N为最初的三角形数目，t为迭代计算轮数。
可选的，所述步骤五中对加密地形地质三角网中的所有三角形的微元体积进行计算的具体计算方法如下：
S5.1、遍历加密地形地质三角网中的所有三角形，并将所有三角形都放入到一个数组Arr中；
S5.2、从该数组Arr取出任意一个三角形，从该三角形的中心点垂直向上和向下引出两条无限延伸的垂直向上的法线Lu和垂直向下的法线Ld；
S5.3、计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点；
S5.4、根据法线Lu与当前路基体块的三维面片的交点或法线Ld与当前路基体块的三维面片的交点，计算以当前三角形为底面、高度为从当前交点到三角形中心或者上一个交点的棱柱体微元体积。
可选的，在计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点之前，判断当前路基体块为填方或挖方，具体判断方法为：
当找到的交点为法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点时，则表示路基体块在三角形的上方即为填方的情况；
当找到的交点为法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点时，则为挖方的情况。
可选的，计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点的具体方法如下：
其中：Trin为当前遍历到的三角网中的第n个三角形，Geon为根据Trin截取出的地质层，Flrn为根据Trin截取出的填料层，QI为求解当前三角形法线与地质层或填料层交点的函数，GL和FL分别为地质信息与填料层信息。
可选的，计算以当前三角形为底面、高度为从当前交点到三角形中心或者上一个交点的棱柱体微元体积的过程具体如下：
①、根据当前三角形Trin查找INPs中是否存在与之对应的交点信息，没有则计算结束，有则进入步骤②；
②、将取到的与Trin相关的交点信息设为INPn，并对INPn中的点集依据高程进行排序，如果是挖方则从高到低排序，填方则是从低到高排序；
③、令当前三角形的三个顶点P1、P2、P3为基准点，从INPn中按顺序取出一组交点设为P11、P22、P33；计算从三角形Tri(P1,P2,P3)到三角形Tri(P11,P22,P33)之间的棱柱三维体积V；
④、根据当前的地质层或者填料层信息，重复步骤②，得到若干个棱柱三维体积V，将所有棱柱三维体积V进行汇总，得到当前三角形Trin的最终棱柱体微元体积Vf；
⑤、将Tri(P11,P22,P33)设置为当前三角形，判断INPn中是否还有未处理的交点信息，如果有则跳转到步骤③；如果没有则输出最终棱柱体微元体积Vf。
可选的，由于三角形Tri(P1,P2,P3)和三角形Tri(P11,P22,P33)可能不是平行的，因此该棱柱三维体积V为棱柱三维体积一V1和棱柱三维体积二V2之和。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用路基传统二维设计成果，融合BIM与地形地质三维建模技术，提出了一种基于三维空间体积积分思想的路基土石方快速计算方法。该方法能够在快速构建路基三维模型的同时，并基于路基设计与地形地质点云数据构建三维地形地质增强模型，最终达到三维路基土石方精确建模的目的。具有计算效率高、实现过程简单等优点。
(2)本发明中通过根据组成路基BIM模型的一系列三维路基体块，对地形三角网以及三维地形地质增强模型进行切割，从而降低每一个三维体进行计算时的系统开销。
(3)本发明中通过对切割的子三角网进行进一步剖分以增加土石方计算的采样密度，当密度足够大时该路基体的土石方计算就可以近似的看成是从数字地面模型到路基体面的二重积分问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明中三维路基体建模过程示意图；
图3是本发明中根据路基三维块裁剪地形的过程示意图；
图4是本发明中地形三角网的迭代剖分过程示意图；
图5是本发明中为每一个地形三角网中的三角形计算棱柱体微元体积的过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
本实施例：
参见图1至图5所示，本发明提供的一种融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，具体包括以下步骤：
步骤一、基于路基横断面设计成果与路基基准线信息，采用广义六面体站场数字路基模型构建方法生成路基三维BIM模型，其中构建内容包括路基的三维几何外形以及内部语义属性信息；并在构建路基三维BIM模型的同时对路基横断面的关键几何控制点进行记录，形成路基关键几何控制点集合。
可选的，生成路基三维BIM模型的具体过程如下：
S1.1、将所有路基横断面放入一个数组Arr中；
S1.2、从Arr中取出任意两个相邻的断面C1、C2；
S1.3、将任意两个相邻的断面C1、C2中的路基轮廓线上的几何关键控制点(具体的，几何关键控制点包括路基横断面设计中的变坡点、路肩点、坡脚点、水沟点)存入公共数组ArrC中；
S1.4、依次按照上、下、左、右的顺序，基于任意两个相邻的断面C1、C2的上、下、左、右四对轮廓线生成三维路基体的四个面集合，形成封闭三维路基体(参见图2所示)，实现对路基三维BIM模型的生成。
步骤二、通过遍历路基关键几何控制点集合将路基横断面的几何关键控制点与三维原始地形采样点进行融合，形成三维地形地质增强模型。
可选的，生成三维地形地质增强模型的具体过程如下：
S2.1、遍历公共数组ArrC，将每一个几何关键控制点首先转换为大地坐标，然后插入到三维原始地形采样点数组ArrT中；
S2.2、待所有几何关键控制点都加入到三维原始地形采样点数据ArrT中后，采用三角网逐点插入算法形成三维地形地质增强模型。
步骤三、将三维路基体分成I(I取大于等于1的自然整数)个路基三维块，设每一个路基三维块均为一个独立的路基部分且他们的平面几何边界不会互相叠加；采用凸包算法获取其中一个路基三维块的平面凸包边界信息，并基于该平面凸包边界对三维地形三角网和三维地形地质增强模型进行切割，获取与当前路基三维块对应的地形子三角网与地层。
可选的，参见图3所示，基于平面凸包边界对地形三角网地形和地质分层查勘型进行切割的具体过程如下：
S3.1、遍历当前路基三维块的所有几何关键控制点，将每一个几何关键控制点的高程信息都置0(z＝0)后放入一个数组Arr中；
S3.2、在数组Arr中，采用凸包算法获取该点集的一个平面凸包边界信息；
S3.3、根据所获取的平面凸包边界信息对三维地形三角网以及地质层模型进行截取，并将截取的地形子三角网和子地质层与该路基三维块进行匹配。
步骤四、遍历当前地形子三角网中的三角形，对每一个三角形先取其中心点，然后依据中心点向三个顶点做连线形成三个子三角形；子三角形在下一轮的迭代中又可以被当作原始三角形进行进一步的剖分；迭代剖分结束后形成加密地形地质三角网。
可选的，对切割后的地形子三角网进行迭代剖分的具体过程如下：
S4.1、遍历当前地形子三角网中的所有三角形，将它们放入数组Arr中，对每一个三角形的中心点CP均进行标记；中心点CP的表达式如下:
其中：x1、x2、x3、y1、y2、y3、z1、z2、z3分别表示一个三角形中三个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标；
S4.2、从每一个三角形的中心点CP处引出三条分别连接到当前三角形顶点的直线，以将每个三角形均分割成三个新的子三角形；其中：每个三角形分割成的三个子三角形分别标记为T1、T2、T3；
S4.3、重复步骤S4.1和S4.2进入下一轮迭代继续分割三角形，最后得到的三角形数目Nf为：
Nf＝3t*N
其中：N为最初的三角形数目，t为迭代计算轮数。
步骤五、遍历加密地形地质三角网中的三角形，对每一个三角形从其三个顶点生成垂直向上或向下的法线(填方向上、挖方向下)，并记录下三条法线与地质层或路基填料层的所有交点信息；根据这些交点信息计算以当前三角形为底面的棱柱体分段体积，将棱柱体分段体积累加即可得到当前三角形对应的棱柱体微元体积；将所有地形三角形的微元体积计算完毕并求和即可得到最终加密地形地质三角网中的所有三角形的微元体积；
遍历加密地形地质三角网中的三角形，对每一个三角形从其中心点生成一条垂直向上或向下的法线，当法线与该加密地形地质三角网对应的路基三维块的面相交时记录下该法线的高差；利用该高差计算以当前三角形为底面的棱柱体分段体积；将加密地形地质三角网中所有三角形对应的棱柱体分段体积相加即可得到土石方体积的计算结果。
可选的，对加密地形地质三角网中的所有三角形的微元体积进行计算的具体计算方法如下：
S5.1、遍历加密地形地质三角网中的所有三角形，并将所有三角形都放入到一个数组Arr中；
S5.2、从该数组Arr取出任意一个三角形，从该三角形的中心点垂直向上和向下引出两条无限延伸的垂直向上的法线Lu和垂直向下的法线Ld；
S5.3、计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点。一般来说，法线Lu和法线Ld之中只会有一条能够找到与路基体块的交点(即仅可找到法线Lu与路基体块之间的交点或法线Ld与路基体块之间的交点，不会存在法线Lu和法线Ld同时与路基体块之间均具有交点)；如果找到的交点为法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点，则表示路基体块在三角形的上方即为填方的情况；如果找到的交点为法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点，则为挖方的情况。如果是填方情况，由于路基在设计时要考虑填料的分层，因此法线Lu或者法线Ld可能会与路基体块存在多个交点，在记录每个交点的同时也会将对应的填料类型与该交点绑定；如果是挖方情况，挖方区域也有可能会存在多个地质分层，因此法线Lu或者法线Ld可能会与地质分层存在多个交点，在记录每个交点的同时也会将对应的地质类型与该交点绑定。获取到的交点信息如下所示：
其中：Trin为当前遍历到的三角网中的第n个三角形，Geon为根据Trin截取出的地质层，Flrn为根据Trin截取出的填料层，QI为求解当前三角形法线与地质层或填料层交点的函数，GL和FL分别为地质信息与填料层信息。
S5.4、根据法线Lu与当前路基体块的三维面片的交点或法线Ld与当前路基体块的三维面片的交点，依据法线Lu或法线Ld计算以当前三角形为底面，高度为从当前交点到三角形中心或者上一个交点的棱柱体微元的体积。计算步骤如下：
①、根据当前三角形Trin查找INPs中是否存在与之对应的交点信息，没有则计算结束，有则进入步骤②；
②、将取到的与Trin相关的交点信息设为INPn，并对INPn中的点集依据高程进行排序，如果是挖方则从高到低排序，填方则是从低到高排序；
③、令当前三角形的三个顶点P1、P2、P3为基准点，从INPn中按顺序取出一组交点设为P11、P22、P33；计算从三角形Tri(P1,P2,P3)到三角形Tri(P11,P22,P33)之间的棱柱三维体积V；
④、根据当前的地质层或者填料层信息，重复步骤②，得到若干个棱柱三维体积V，将所有棱柱三维体积V进行汇总，得到当前三角形Trin的最终棱柱体微元体积Vf；
⑤、将Tri(P11,P22,P33)设置为当前三角形，判断INPn中是否还有未处理的交点信息，如果有则跳转到步骤③；如果没有则输出最终棱柱体微元体积Vf。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、基于路基横断面设计成果与路基基准线信息，采用广义六面体站场数字路基模型构建方法生成路基三维BIM模型即封闭的三维路基体；并在构建路基三维BIM模型的同时对路基横断面的关键几何控制点进行记录，形成路基关键几何控制点集合；
步骤二、通过遍历路基关键几何控制点集合将路基横断面的几何关键控制点与三维原始地形采样点进行融合，生成三维地形地质增强模型；
步骤三、将三维路基体分成I个路基三维块，设每一个路基三维块均为一个独立的路基部分且他们的平面几何边界不会互相叠加；采用凸包算法获取其中一个路基三维块的平面凸包边界信息，并基于该平面凸包边界分别对三维地形三角网模型和三维地形地质增强模型进行切割，获取与当前路基三维块对应的地形子三角网与地层；其中I取大于等于1的自然整数；
步骤四、遍历地形子三角网中的三角形，对每一个三角形先取其中心点，然后依据中心点向三个顶点做连线形成三个子三角形；子三角形在下一轮的迭代中又可以被当作原始三角形进行进一步的剖分；迭代剖分结束后生成加密地形地质三角网；
步骤五、遍历加密地形地质三角网中的三角形，对每一个三角形从其三个顶点生成垂直向上或向下的法线，并记录下三条法线与地质层或路基填料层的所有交点信息；根据这些交点信息计算以当前三角形为底面的每一个三角形的棱柱体分段体积，将加密地形地质三角网中的所有三角形的棱柱体分段体积进行累加，即得到当前三角形对应的棱柱体微元体积；将所有地形三角形的微元体积计算完毕并求和，得到最终加密地形地质三角网中的所有三角形的微元体积；
遍历加密地形地质三角网中的三角形，对每一个三角形从其中心点生成一条垂直向上或向下的法线，当法线与该加密地形地质三角网对应的路基三维块的面相交时记录下该法线的高差；利用该高差计算以当前三角形为底面的棱柱体分段体积；将加密地形地质三角网中所有三角形对应的棱柱体分段体积相加即可得到土石方体积的计算结果。
2.根据权利要求1所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，所述步骤一中生成路基三维BIM模型的具体过程如下：
S1.1、将所有路基横断面放入一个数组Arr中；
S1.2、从Arr中取出任意两个相邻的断面C1、C2；
S1.3、将任意两个相邻的断面C1、C2中的路基轮廓线上的几何关键控制点存入公共数组ArrC中；
S1.4、依次按照上、下、左、右的顺序，基于任意两个相邻的断面C1、C2的上、下、左、右四对轮廓线生成三维路基体的四个面集合，形成封闭的三维路基体即路基三维BIM模型。
3.根据权利要求2所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，所述步骤二中生成三维地形地质增强模型的具体过程如下：
S2.1、遍历公共数组ArrC，将每一个几何关键控制点首先转换为大地坐标，然后插入到三维原始地形采样点数组ArrT中；
S2.2、待所有几何关键控制点都加入到三维原始地形采样点数据ArrT中后，采用三角网逐点插入算法生成三维地形地质增强模型。
4.根据权利要求3所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，所述步骤四中对切割后的地形子三角网进行迭代剖分的具体过程如下：
S4.1、遍历当前地形子三角网中的所有三角形，将它们放入数组Arr中，对每一个三角形的中心点CP均进行标记；中心点CP的表达式如下:
其中：x1、x2、x3、y1、y2、y3、z1、z2、z3分别表示一个三角形中三个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标；
S4.2、从每一个三角形的中心点CP处引出三条分别连接到当前三角形顶点的直线，以将每个三角形均分割成三个新的子三角形；其中：每个三角形分割成的三个子三角形分别标记为T1、T2、T3；
S4.3、重复步骤S4.1和S4.2进入下一轮迭代继续分割三角形，最后得到的三角形数目Nf为：
Nf＝3t*N
其中：N为最初的三角形数目，t为迭代计算轮数。
5.根据权利要求4所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，所述步骤五中对加密地形地质三角网中的所有三角形的微元体积进行计算的具体计算方法如下：
S5.1、遍历加密地形地质三角网中的所有三角形，并将所有三角形都放入到一个数组Arr中；
S5.2、从该数组Arr取出任意一个三角形，从该三角形的中心点垂直向上和向下引出两条无限延伸的垂直向上的法线Lu和垂直向下的法线Ld；
S5.3、计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点；
S5.4、根据法线Lu与当前路基体块的三维面片的交点或法线Ld与当前路基体块的三维面片的交点，计算以当前三角形为底面、高度为从当前交点到三角形中心或者上一个交点的棱柱体微元体积。
6.根据权利要求5所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，在计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点之前，判断当前路基体块为填方或挖方，具体判断方法为：
当找到的交点为法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点时，则表示路基体块在三角形的上方即为填方的情况；
当找到的交点为法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点时，则为挖方的情况。
7.根据权利要求6所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，计算法线Lu与当前路基体块的三维面片之间的交点以及计算法线Ld与当前路基体块的三维面片之间的交点的具体方法如下：
其中：Trin为当前遍历到的三角网中的第n个三角形，Geon为根据Trin截取出的地质层，Flrn为根据Trin截取出的填料层，QI为求解当前三角形法线与地质层或填料层交点的函数，GL和FL分别为地质信息与填料层信息。
8.根据权利要求7所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，计算以当前三角形为底面、高度为从当前交点到三角形中心或者上一个交点的棱柱体微元体积的过程具体如下：
①、根据当前三角形Trin查找INPs中是否存在与之对应的交点信息，没有则计算结束，有则进入步骤②；
②、将取到的与Trin相关的交点信息设为INPn，并对INPn中的点集依据高程进行排序，如果是挖方则从高到低排序，填方则是从低到高排序；
③、令当前三角形的三个顶点P1、P2、P3为基准点，从INPn中按顺序取出一组交点设为P11、P22、P33；计算从三角形Tri(P1,P2,P3)到三角形Tri(P11,P22,P33)之间的棱柱三维体积V；
④、根据当前的地质层或者填料层信息，重复步骤②，得到若干个棱柱三维体积V，将所有棱柱三维体积V进行汇总，得到当前三角形Trin的最终棱柱体微元体积Vf；
⑤、将Tri(P11,P22,P33)设置为当前三角形，判断INPn中是否还有未处理的交点信息，如果有则跳转到步骤③；如果没有则输出最终棱柱体微元体积Vf。
9.根据权利要求8所述的融合BIM与三维积分的交通工程路基土石方计算方法，其特征在于，当三角形Tri(P1,P2,P3)和三角形Tri(P11,P22,P33)不是平行的时，则该棱柱三维体积V为棱柱三维体积一V1和棱柱三维体积二V2之和。
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