基于BIM+GIS的基坑监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于BIM+GIS的基坑监测系统及其监测方法，其中BIM具有信息一致性、可视化、协调性和模拟性等优点，GIS具有提高监测数据的信息化程度，易于管理和资源共享。所以本发明专利技术提出基于BIM+GIS的基坑监测系统基于BIM和GIS这些优点，本发明专利技术可以实现基坑的实时化监测，通过BIM和GIS系统实现基坑可视化显示，监测预警模块实现对基坑的潜在风险进行预警、报警，进而安全、顺利的完成基坑的施工。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM+GIS的基坑监测系统及其监测方法
本专利技术涉及基坑监测领域，特别是一种基于BIM+GIS的基坑监测系统及其监测方法。
技术介绍
当前我国深基坑施工呈现以下特点：挖深大、周期长、时效性强，往往要在基坑开挖时长时间抽取地下承压水，造成了对周围地质环境的强烈扰动，从而产生了严重地面沉降等一系列地质问题。在现代信息化施工理念的指导下，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设及信息化施工必不可少的重要环节。目前公开的基坑监测系统普遍存在如下问题：其一、目前广泛应用的深基坑变形监测方法自动化程度低、劳动强度高，时效性差，难以实现实时监控。虽然有些企业开发了自动监测设备，但现有的自动监测设备往往是将监测数据存储在监测点上设置的临时存储设备中，再由人工导入计算机；虽然克服了人工监测精度差的问题，但仍没有解决时效性差的问题，监测结果滞后、数据可靠度和利用率低、真实性差以及保存和经验积累效果差，无法在任意时刻任何位置查看监测情况，给基坑安全带来了隐患；其二、缺乏对基坑地质勘察、设计、建造、运维的相关资料、测点信息、监测仪器、周边建筑物等信息集成管理，上述信息及监测信息与基坑模型的关联分析功能较弱，信息共享性弱。其三、传统预警结果仍停留在二维平面上，缺乏在时间和三维空间上动态定位、跟踪危险工序及部位的技术手段。其四、在深基坑的开挖过程中,针对基坑壁面的内移和地表的下沉所获取的位移监测成果是判断基坑周围岩土及支撑结构的稳定性的重要依据，目前在深基坑位移监测中,主要采用钻孔位移计、全站仪和精密水准仪等进行监测。这些方法不能及时反映施工过程中基坑工程的异常变化，且对施工干扰大、监测工作危险。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于BIM+GIS的基坑监测系统及其监测方法，实现对基坑的实时监测。本专利技术采用以下方案实现：一种基于BIM+GIS的基坑监测系统，包括监测预警系统、传感器模块、数据采集模块、无线远程传输模块、基础信息模块；所述监测预警系统包括BIM+GIS数据共享平台和预警系统；所述BIM+GIS数据共享平台包括BIM系统和GIS系统；所述传感器模块通过所述无线传输模块与所述数据采集模块连接，用以将所述传感器模块采集的基坑监测信息传输到所述数据采集模块进行保存及数据形式转换；所述BIM系统分别与所述数据采集模块和所述基础信息模块连接，用以获取所述基础信息模块的基础资料并通过Revit软件建立BIM的3D空间模型，并将所述数据采集模块中监测信息导入所建BIM的3D模型中；所述BIM+GIS数据共享平台与所述预警系统连接，用以根据所述GIS系统获取的基坑所在范围内的空间地理的信息化数据和所述BIM模块提供的3D模型进行预警工作，得到基坑监测存在风险项目的数据并与预警系统所设安全阈值对比超过阈值范围即为出现危险得出相应的预警、警报结果，用以进一步提供相应的处理决策的意见和建议供参考。进一步地，所述传感器模块包括监测传感器应力计、土压力计、水位计和测斜管，用以进行垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜的监测，通过埋设对应监测项的监测传感器获取以上基坑监测数据信息，并通过所述无线远程传输模块将数据传输到数据采集模块中进行整和。进一步地，本专利技术还提供一种基于BIM+GIS的基坑监测系统的监测方法，包括以下步骤：步骤S1：在所述BIM模块中，将深基坑的图纸信息导入Revit软件中，利用Revit软件对深基坑进行三维建模生成3DBIM模型，并对BIM模型进行优化处理得到轻量化3DBIM模型；步骤S2：将深基坑周围的地质信息导入uperMap软件中,利用GIS系统来存储、管理和分析基坑监测中大量不同种类的数据，用以挖掘和使用工程信息；步骤S3：通过SuperMap软件直接读取Revit中BIM的建模数据，以此搭建BIM+GIS数据共享平台，用以实现BIM与GIS数据共享；步骤S4：将利用传感器模块获取基坑变形监测信息、所述无线远程传输模块负责把传感器模块测得的数据传输到数据采集模块中，采集到的基坑监测信息包括施工进度、基坑结构变形数据、地面沉降数据、建筑物沉降倾斜数据的实时变形监测信息，与BIM深基坑的三维模型及周边环境GIS数据在SuperMap中进行整合，通过以上采集到的变形监测信息分析工程建设中基坑的安全风险，在BIM+GIS数据共享平台上以三维可视化的形式展示，并向各专业设计人员和施工人员发布相关信息，用以进行现场动态管理。进一步地，步骤S1中所述对BIM模型进行优化处理得到轻量化BIM模型具体包括以下步骤：步骤1：选定3DBIM模型的参考标志点并记录参考标志点的坐标，再对参考标志点的坐标进行移动处理，使其与现场测量放线的坐标保持一致；步骤2：根据具体的基坑情况，通过结构专业BIM模型精度标准，选定BIM模型的压缩精度；步骤3：选定要导出的BIM模型，并将其模型数据信息无损的输出到SuperMap中,通过SuperMap软件得到轻量化BIM模型。进一步地，步骤S3中所述搭建GIM+BIM平台的具体内容为：通过CityGML将BIM数据转换为交换格式，然后导入SuperMap，SuperMap平台直接读取该数据，从而实现BIM与GIS数据的融合，用以进行基坑从宏观三维大场景到微观构建信息的一体化综合管理。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术利用BIM和GIS技术，实现对基坑的实时监测。GIS系统获取基坑周边信息，所述的GIS信息能够与BIM模型结合，实现基坑的三维可视化展示，实现空间图形显示和空间信息查询与分析，从而更加有效地实现基坑施工的全面健康的监测和分析。附图说明图1为本专利技术实施例的BIM+GIS共享平台搭建原理图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本实施例提供一种基于BIM+GIS的基坑监测系统，包括监测预警系统、传感器模块、数据采集模块、无线远程传输模块、基础信息模块；所述监测预警系统包括BIM+GIS数据共享平台和预警系统；所述BIM+GIS数据共享平台包括BIM系统和GIS系统；所述传感器模块通过所述无线传输模块与所述数据采集模块连接，用以将所述传感器模块采集的基坑监测信息传输到所述数据采集模块进行保存及数据形式转换；所述BIM系统分别与所述数据采集模块和所述基础信息模块连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM+GIS的基坑监测系统，其特征在于：包括监测预警系统、传感器模块、数据采集模块、无线远程传输模块、基础信息模块；所述监测预警系统包括BIM+GIS数据共享平台和预警系统；所述BIM+GIS数据共享平台包括BIM系统和GIS系统；所述传感器模块通过所述无线传输模块与所述数据采集模块连接，用以将所述传感器模块采集的基坑监测信息传输到所述数据采集模块进行保存及数据形式转换；所述BIM系统分别与所述数据采集模块和所述基础信息模块连接，用以获取所述基础信息模块的基础资料并通过Revit软件建立BIM的3D空间模型，并将所述数据采集模块中监测信息导入所建BIM的3D模型中；所述BIM+GIS数据共享平台与所述预警系统连接，用以根据所述GIS系统获取的基坑所在范围内的空间地理的信息化数据和所述BIM模块提供的3D模型进行预警工作，得到基坑监测存在风险项目的数据并与预警系统所设安全阈值对比超过阈值范围，即为出现危险得出相应的预警、警报结果，用以进一步提供相应的处理决策的意见和建议供参考。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM+GIS的基坑监测系统，其特征在于：包括监测预警系统、传感器模块、数据采集模块、无线远程传输模块、基础信息模块；所述监测预警系统包括BIM+GIS数据共享平台和预警系统；所述BIM+GIS数据共享平台包括BIM系统和GIS系统；所述传感器模块通过所述无线传输模块与所述数据采集模块连接，用以将所述传感器模块采集的基坑监测信息传输到所述数据采集模块进行保存及数据形式转换；所述BIM系统分别与所述数据采集模块和所述基础信息模块连接，用以获取所述基础信息模块的基础资料并通过Revit软件建立BIM的3D空间模型，并将所述数据采集模块中监测信息导入所建BIM的3D模型中；所述BIM+GIS数据共享平台与所述预警系统连接，用以根据所述GIS系统获取的基坑所在范围内的空间地理的信息化数据和所述BIM模块提供的3D模型进行预警工作，得到基坑监测存在风险项目的数据并与预警系统所设安全阈值对比超过阈值范围，即为出现危险得出相应的预警、警报结果，用以进一步提供相应的处理决策的意见和建议供参考。


2.根据权利要求1所述的一种基于BIM+GIS的基坑监测系统，其特征在于：所述传感器模块包括监测传感器应力计、土压力计、水位计和测斜管，用以进行垂直位移、支撑轴力、围护结构内力、土压力、地下水位、裂缝、深沉水平位移以及倾斜的监测，通过埋设对应监测项的监测传感器获取以上基坑监测数据信息，并通过所述无线远程传输模块将数据传输到数据采集模块中进行整和。


3.一种基于权利要求1至2任一项所述的基于BIM+GIS的基坑监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：在所述BIM模块中，将深基坑的图纸信息导入Revit软件中，利用Revit软件对深基坑进行三维建模生成3DBIM模型，并对BIM模型进行优化处理得到轻量化3DBIM模型；
步骤S2：将深基坑周围的地质信息导入Sup...

【专利技术属性】
技术研发人员：许莉，陈晓雪，丁传辉，王草，黄磊，毛祚财，黄强，黄祖华，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35