基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法技术

本发明专利技术为一种基于BIM三维岩土工程勘察信息模型构建方法。它包括以下步骤：1、获取岩土工程勘察数据信息；2、对步骤(1)中获得的数据信息进行插值处理；3、对步骤(2)处理的数据通过NURBS方法处理，形成具有良好曲线度的三维曲面；4：对步骤(3)的三维曲面通过组合处理形成B‑rep表示的实体模型；5：对步骤(4)中实体模型加入非图形数据，形成BIM模型。本发明专利技术的优点在于：通过三维岩土工程勘察信息模型可进行不同地基基础方案的对比分析，选择相关岩土工程参数和计算分析模型，提高岩土工程设计与施工的可靠性，降低工程风险的不可预见性；实现工程勘察数据信息与建设各参与方数据信息之间的无损传递和信息共享。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法
本专利技术涉及一种基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法。
技术介绍
BIM是以三维数字技术为基础，把参数化、数字化的建筑信息生成可视化的三维模型，整合项目建设过程中各种相关信息，在项目的策划、勘察、设计、施工、运营和维护、拆除直至建筑生命结束的全生命周期过程中，作为一个公共信息平台，实现数据信息共享，各专业协同工作，提高工作效率和质量。在地质领域，三维可视化技术除了应用于地质学研究和石油行业以外，没有被岩土工程领域(水利水电、电力、交通、工民建等行业)普遍接受和广泛应用。内在原因还是由于行业需求的差异性和缺乏信息共享意识。同时，这些现有的系统产品无法满足我国相关技术标准要求、不符合我国岩土工程师的思维模式和工作习惯，也是其难以推广的客观原因。地质体三维建模存在专业上的特殊性，主要体现在以下3点：1)地质界面形态的不规则性：其中的尖灭、断层错动等很难用传统数学理论和传统建模技术进行快速有效模拟。2)地质工作过程在认识上的不确定性：与事先构想形成的确定性结构形态不同，地质工作事先往往并不知道地质体实际形态，而是通过少数部位的信息、结合地质分析推测判断。这就要求地质建模技术能够满足如下要求：仅少数已知部位100％精确，但其他区域需要进行推测；同时推测结果应能随勘察资料的丰富持续进行修正；3)地质体固有地质特性和工程属性：例如沉积地层面之间绝对不会相互穿插、不同性质断层固有的错动方式等。关键需要保证建模过程中“数学成果的地质合理性”。石油、采矿、水利水电及工业与民用建筑领域所涉及的岩土工程工作对象均为天然的地质体，差别在于采用了不同的技术手段和工作方式去了解和利用地质体的某些属性。不同行业所关心的地质体属性部分存在显著的差异。因此，在三维地质建模技术开发过程中不仅需要描述地质体空间形态和正确表达其地质特性，而且还需要根据行业需求，兼容行业信息、技术方法、行业标准等的不同要求，实现地质三维模型基础上的工程分析和设计。目前，三维地质建模技术在开发及应用过程中也遇到了限制其发展的几个瓶颈问题:(1)现有的建模系统庞大、操作复杂，技术人员难以掌握；(2)现有三维建模约束条件偏严,编辑工作量巨大；(3)缺乏三维地质建模数据标准,模型数据无法与其他相关方进行交换与共享,形成信息孤岛。导致大量的勘察三维数据无法直接应用于工程设计和施工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于BIM三维岩土工程勘察信息模型构建方法。将岩土工程勘察所获取勘探点处的岩土体有关数据信息采用相应的规则进行插值及外推处理，提供拟建设场地岩土层分布的三维可视化信息模型。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法，它包括以下步骤：步骤(1)：获取岩土工程勘察数据信息；步骤(2)：对步骤(1)中获得的数据信息进行插值处理；步骤(3)：对步骤(2)处理的数据通过NURBS方法处理，形成具有良好曲线度的三维曲面；步骤(4)：对步骤(3)的三维曲面通过组合处理形成边界表示法表示的实体模型。步骤(5)：对步骤(4)中实体模型加入非图形数据，形成BIM模型。较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：1.通过三维岩土工程勘察信息模型可直观地进行不同地基基础方案的对比分析，合理选择相关岩土工程参数和计算分析模型，提高岩土工程设计与施工的可靠性，降低工程风险的不可预见性；2.实现工程勘察数据信息与建设各参与方数据信息之间的无损传递和信息共享,便于各相关专业之间的沟通，有利于各相关方依据场地工程地质、水文地质条件，提出有效的工程措施；3.真正实现岩土工程信息化施工和动态设计，有效控制工程质量和提升工程风险防控能力。具体实施方式下面结合实施例对本
技术实现思路
进行详细说明：一种基于BIM的三维岩土工程勘察信息构建构建方法，它包括以下步骤：步骤(1)：获取岩土工程勘察数据信息；步骤(2)：对步骤(1)中获得的数据信息进行插值处理；步骤(3)：对步骤(2)处理的数据通过NURBS方法处理，形成具有良好曲线度的三维曲面；步骤(4)：对步骤(3)的三维曲面通过组合处理形成B-rep(边界表示法)表示的实体模型。步骤(5)：对步骤(4)中实体模型加入非图形数据，形成BIM模型。其中，步骤1中，所述的岩土工程勘察数据信息；至少包括以下几种：(1)、基础地质图件数据。包括地质图、构造图、地质灾害图、岩相图等，通过地图的数字化可以获得与之相应的各种地层信息、构造信息、岩性信息等，所以数字化地质图是地学数据的主要来源之一。(2)、实测数据。通过野外勘察实地获取的各种勘察数据，包括各种物化探资料和钻探资料等。(3)、试验数据。模拟真实世界中地物与过程特征产生的数据。试验数据与实测数据的结合使用效果较好。(4)、理论推测与估算数据。在不能通过其它勘察方法直接获取数据的情况下，常采用有科学依据的理论推测得到所需的数据。(5)、历史数据。指历史文献中记录下来的各种数据信息，经过基于地学知识关联的整理和完善，这些信息将成为可用的数据。(6)、集成数据。主要是指将己有的勘察数据经过合并、提取、布尔运算、过滤等操作得到新的数据。值得说明的是，在实际过程中，还需要做到以下几点：(1)、基础勘察数据管理:工程勘察往往是通过现场勘探作业来获取原始地质数据，这些数据信息也是对地质对象特征分析的主要依据；而且随着勘探工作的深入，还需要对这些数据进行查询和更新。所以，对这些工程勘察数据进行合理地组织和管理是十分必要的；(2)、地质体属性变量的空间预测:地质体属性变量是在三维空间中变化的，但勘探所得的数据只是一些离散点的地层分布情况。因此必须在三维空间中对地质体变量的取值进行预测；(3)、岩土工程勘察数据可视化:岩土工程勘察数据信息的可视化表达是对建设场地的岩土工程条件进行预测和分析的基础，所以需要能够对岩土工程勘察数据信息进行二维及三维的可视化表达，如勘探点平面位置图、钻孔柱状图，三维剖切图等，以及逼真的三维动态显示效果。使不熟悉岩土工程勘察复杂性的相关工程技术人员对地质体的空间关系有直观的认识，提高对复杂工程地质条件的理解和判别，为勘察、试验工作提供验证和解释。(4)、空间分析:空间分析是岩土工程勘察数据可视化进一步的延伸，不仅需要将建设场地地质体实现三维可视化，而且需要将岩土工程勘察分析结果也实现可视化，如三维工程地质剖面图的生成，原位测试、岩土工程设计、基坑开挖模拟等等。并能够对分析结果进行距离的测量，面积、体积计算以及地质对象空间拓扑关系的查询、分析等。步骤2、3、4，概括而论，就是对岩土工程勘察数据信息进行转化，实现实体造型；实体造型是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体信息模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。任何产品的形态，都可以看作是由三维几何形构成的组合体。用来描述产品的形状、尺寸大小、位置与结构关系等几何信息的模型称为几何模型。步骤2：在实体造型过程中，首先要将步骤1获得的数据信息进行插值处理。一般而言，岩土体界面的数学模拟是三维建模与可视化的基础。对于勘探点数量较少的常规土建工程的岩土体建模过程，不宜本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)：获取岩土工程勘察数据信息；步骤(2)：对步骤(1)中获得的数据信息进行插值处理；步骤(3)：对步骤(2)处理的数据通过NURBS方法处理，形成具有良好曲线度的三维曲面；步骤(4)：对步骤(3)的三维曲面通过组合处理形成边界表示法表示的实体模型。

【技术特征摘要】
1.基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)：获取岩土工程勘察数据信息；步骤(2)：对步骤(1)中获得的数据信息进行插值处理；步骤(3)：对步骤(2)处理的数据通过NURBS方法处理，形成具有良好曲线度的三维曲面；步骤(4)：对步骤(3)的三维曲面通过组合处理形成边界表示法表示的实体模型。2.根据权利要求1所述的基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法，其特征在于：它还包括步骤(5)：对步骤(4)中实体模型加入非图形数据，形成BIM模型。3.根据权利要求1或2所述的基于BIM的三维岩土工程勘察信息模型构建方法，其特征在于：步骤1中岩土工程勘察数据信息包括以下几种：(1)基础地质图件数据：包括地质图、构造图、地质灾害图、岩相图，通过地图的数字化获得与之相应的各种地层信息、构造信息、岩性信息；(2)实测数据：通过野外勘察实地获取的各种勘察数据；(3)试验数据：模拟真实世界中地物与过程特征产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：任彧，戴一鸣，
申请(专利权)人：福建省建筑设计研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35