一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法技术

本发明专利技术提供了一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法，利用Civil 3D软件，根据收集到的原始场地数据建立原始地形曲面模型，对原始场地进行多轮交互式竖向设计，确定排水分区等方案规划设计，利用原始地形曲面模型与设计曲面模型对比，获取土方填挖方量，根据工程要求的土方量经过多轮调整最终得到一个近似满足要求的设计方案。利用本发明专利技术所述方法能够更加直观把握地形状况，尤其是在地形较复杂的情况下，真正实现对现有地形地势的有效利用，精准高效地进行土方量计算，实现各功能分区、各建筑设施的合理布局安排，减少对自然环境的破坏，节约材料，节省造价，并能快速实现各种方案的对比优选，满足现代化工程建设要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法
本专利技术属于计算机应用及园林景观规划设计
，尤其涉及一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法。
技术介绍
竖向设计是指在一块场地上进行垂直于水平面方向的布置和处理，在景观设计中，场地的竖向设计就是景观中各个景点、各种设施及地貌等在高程上如何创造高低变化和协调统一的设计，在城市园林景观设计中，它与园林整体规划、总平面布置密切相关。进行工程建设时，在地域范围大、地质状况复杂、各功能分区、道路网及其园林附属设施位置的总体布局安排上，除须满足规划设计要求的平面布局关系外，还应考虑到竖向高程关系的影响。因此，在对场地进行规划时，必须兼顾总体平面和竖向的使用功能要求，只有统筹兼顾实施过程中的各种矛盾，才能保证场地建设与使用的合理性、经济性。对于风景园林行业，进行传统的竖向设时，设计人员往往基于二维等高线地形图在大脑中对原始场地进行分析和设计。当场地较大、地形状况较复杂时，单凭人力难以统筹兼顾整体布局，易出现地形设计与周围环境不协调、排水不通畅、土方填挖方量差距较大、设计造价提高以及工程效率降低的问题。BIM技术的应用，是风景园林行业的重要创新，其为园林设计开发、形成设计方案以及具体建设全过程提供了技术支持。从实践应用来说，利用BIM技术能够在设计阶段有效把控可能会出现的各种问题，推动风景园林行业的发展。目前中国基础设施建设量大，建筑业发展快，但同时建筑业需要可持续发展，施工企业也面临更严峻的竞争。在这个背景下，BIM技术具有的可视化、协调性、模拟性、优化性等优势越来越被凸显，如何利用BIM技术高效地进行工程建设显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法，利用BIM技术快速实现各种方案的对比优选，进行参数化、多轮交互式竖向设计，精准高效地进行土方量计算，实现各功能分区、各建筑设施的合理布局安排，满足现代化工程建设要求。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法，包括如下步骤：S1：收集原始场地数据，包括点云数据、CAD电子地形图、遥感影像；S2：将S1中获取的原始CAD电子地形图数据导入BIM建模软件Civil3D中，通过不规则三角网法建立数字高程模型；提取出CAD电子地形图中的相关数据，包括等高线、特征线、高程点，导入数字高程模型中，建立原始地形曲面模型；利用计算机及Civil3D软件对S1中获取的原始场地数据进行快速初步处理，排除粗差点；S3：根据S2中建立的原始地形曲面模型对场地进行竖向分析，利用Civil3D提供的动态曲面图例实现对多种竖向方案进行对比分析，竖向分析内容包括高程分析、坡度分析、坡向分析、流域分析；S4：根据S3中的竖向分析结果以及竖向设计工程具体要求，确定规划设计方案，包括排水分区方案、道路竖向位置及高程、场地及部分建筑物竖向位置方面的规划设计，生成土方量总表，判断土方量是否符合工程要求；若符合工程要求则表面竖向设计初步完成，否则重新根据竖向分析结果以及竖向设计工程具体要求确定规划设计方案，经过多轮交互式竖向设计方式，最终得到一个均衡、初步满足要求的设计方案；S5：根据S4中的设计方案，利用Civil3D生成设计曲面模型，将原始地形曲面模型与设计曲面模型对比，获取土方填挖方量，土方填挖方量的具体获取过程如下：将原始地形曲面与设计地形曲面叠加置于同一DWG文件的不同图层，确定实际位置的两点，使不同图层模型中该两点坐标都相同，则生成的模型相应点坐标皆重合；运用Civil3D软件的体积功能，将原始地形曲面指定为基准曲面，设计地形曲面指定为对照曲面，创建三角网体积曲面模型；设定好松散系数、压实系数后可直接生成土方量总表；两曲面叠加后，通过两曲面间高程差值生成三角网体积曲面模型，设计地形曲面与原始地形曲面同一点在填挖方前后的高程变化都可表现在三角网体积曲面模型中，即可进一步计算出填挖方体积，即土方填挖方量，所述三角网体积曲面由两曲面相应每一点的高程差值定义；S6：设计人员针对所得到的土方填挖方量，结合场地实际，确定是否需要调整设计场地的高程、坡度、坡向，如需调整，则重新计算土填挖方量，不断调整优化直至满足工程要求。进一步地，所述S4的规划设计方案中，场地的形式包括三种，分别为台阶式、平坡式、混合式。进一步地，所述S4的规划设计方案中，场地的竖向高程高于周边道路高程，以防止用地成为洼地，同时应结合常年地下水位情况确定场地最低高程。进一步地，所述S4的规划设计方案中，场地地势较低处做填方处理，以满足最低标高要求；场地地势较高处做挖方处理，与四周地形衔接，使填挖方量平衡。进一步地，所述S4的规划设计方案中，排水分区的竖向规划基于安全、经济为首的原则，组织场地排水分区域分散就近排入水体或雨水管道；场地的竖向规划设计保留景观水体与人工水池、人工水池与外部水系相沟通的通道，便于及时将多余雨水排出。进一步地，所述S5中，生成三角网体积曲面模型后，需要检查等高线高程，检查是否存在高程为0的等高线以及等高线不为多段线等可能出现的错误，之后通过调整三角网边长，排除错误值，优化三角网体积曲面模型。本专利技术具有如下有益效果：利用本专利技术所述的竖向设计方法，设计人员借助BIM技术在设计前能够对整体规划有着更为清晰的认识，并能快速实现各种方案的对比优选，既能满足生产、生活需要，又能达到土方工程量较少、生态环境良好、提高工程效率、节约造价目的，满足现代化工程建设要求；还能实现各功能分区、各建筑设施的合理布局安排，使土方填挖尽量平衡，充分利用城市空间，节约工程造价，提高设计效率和设计精度。本专利技术能够让设计人员借助BIM技术直观地把握地形状况，尤其是在地形较复杂的情况下，真正实现对现有地形地势的有效利用，减少土方量和减少对自然环境的破坏，节约材料，节省造价。本专利技术利用Civil3D建立的地形模型与传统主流绘图软件AutoCAD兼容，便于在设计过程中绘图建模的同时开展数据的及时更新反馈。本专利技术利用BIM技术进行参数化、多轮交互式竖向设计，能方便进行不同方案的对比优选，精准快速地进行土方量计算，大大提高了设计效率和设计精度。本专利技术利用BIM技术结合地形现状特点，统筹规划与实际施工的各种矛盾,快速实现方案的对比优选，从而确保工作的有效性和经济性，同时节省人力成本，大大提高效率。附图说明图1为本专利技术所述城市园林景观竖向设计方法流程图；图2为本专利技术所述原始地形曲面模型示意图；图3为本专利技术所述竖向分析操作界面示意图；图4为本专利技术所述高程分析图；图5为本专利技术所述高程分析图例示意图；图6为本专利技术所述交互式竖向设计流程图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术所述的基于BIM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：收集原始场地数据，包括点云数据、CAD电子地形图、遥感影像；/nS2：将S1中获取的原始CAD电子地形图数据导入BIM建模软件Civil 3D中，通过不规则三角网法建立数字高程模型；提取出CAD电子地形图中的相关数据，包括等高线、特征线、高程点，导入数字高程模型中，建立原始地形曲面模型；/n利用计算机及Civil 3D软件对S1中获取的原始场地数据进行快速初步处理，排除粗差点；/nS3：根据S2中建立的原始地形曲面模型对场地进行竖向分析，利用Civil 3D提供的动态曲面图例实现对多种竖向方案进行对比分析，竖向分析内容包括高程分析、坡度分析、坡向分析、流域分析；/n S4：根据S3中的竖向分析结果以及竖向设计工程具体要求，确定规划设计方案，包括排水分区方案、道路竖向位置及高程、场地及部分建筑物竖向位置方面的规划设计，生成土方量总表，判断土方量是否符合工程要求；若符合工程要求则表面竖向设计初步完成，否则重新根据竖向分析结果以及竖向设计工程具体要求确定规划设计方案，经过多轮交互式竖向设计方式，最终得到一个均衡、初步满足要求的设计方案；/nS5：根据S4中的设计方案，利用Civil 3D生成设计曲面模型，将原始地形曲面模型与设计曲面模型对比，获取土方填挖方量，土方填挖方量的具体获取过程如下：/n将原始地形曲面与设计地形曲面叠加置于同一DWG文件的不同图层，确定实际位置的两点，使不同图层模型中该两点坐标都相同，则生成的模型相应点坐标皆重合；/n运用Civil 3D软件的体积功能，将原始地形曲面指定为基准曲面，设计地形曲面指定为对照曲面，创建三角网体积曲面模型；设定好松散系数、压实系数后可直接生成土方量总表；/n两曲面叠加后，通过两曲面间高程差值生成三角网体积曲面模型，设计地形曲面与原始地形曲面同一点在填挖方前后的高程变化都可表现在三角网体积曲面模型中，即可进一步计算出填挖方体积，即土方填挖方量，所述三角网体积曲面由两曲面相应每一点的高程差值定义；/nS6：设计人员针对所得到的土方填挖方量，结合场地实际，确定是否需要调整设计场地的高程、坡度、坡向，如需调整，则重新计算土填挖方量，不断调整优化直至满足工程要求。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM技术的城市园林景观竖向设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：收集原始场地数据，包括点云数据、CAD电子地形图、遥感影像；
S2：将S1中获取的原始CAD电子地形图数据导入BIM建模软件Civil3D中，通过不规则三角网法建立数字高程模型；提取出CAD电子地形图中的相关数据，包括等高线、特征线、高程点，导入数字高程模型中，建立原始地形曲面模型；
利用计算机及Civil3D软件对S1中获取的原始场地数据进行快速初步处理，排除粗差点；
S3：根据S2中建立的原始地形曲面模型对场地进行竖向分析，利用Civil3D提供的动态曲面图例实现对多种竖向方案进行对比分析，竖向分析内容包括高程分析、坡度分析、坡向分析、流域分析；
S4：根据S3中的竖向分析结果以及竖向设计工程具体要求，确定规划设计方案，包括排水分区方案、道路竖向位置及高程、场地及部分建筑物竖向位置方面的规划设计，生成土方量总表，判断土方量是否符合工程要求；若符合工程要求则表面竖向设计初步完成，否则重新根据竖向分析结果以及竖向设计工程具体要求确定规划设计方案，经过多轮交互式竖向设计方式，最终得到一个均衡、初步满足要求的设计方案；
S5：根据S4中的设计方案，利用Civil3D生成设计曲面模型，将原始地形曲面模型与设计曲面模型对比，获取土方填挖方量，土方填挖方量的具体获取过程如下：
将原始地形曲面与设计地形曲面叠加置于同一DWG文件的不同图层，确定实际位置的两点，使不同图层模型中该两点坐标都相同，则生成的模型相应点坐标皆重合；
运用Civil3D软件的体积功能，将原始地形曲面指定为基准曲面，设计地形曲面指定为对照曲面，创建三角网体积曲面模型；设定好松散系数、压实系数后可直接生成土方量总表；
两曲面叠加后，通过两曲面间高程差值生成三角网体积曲面模...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭福建，李宁，陈思民，戴峰，庄永，齐垒钢，付紫阳，王付聪，许炳刚，刘波，
申请(专利权)人：中建八局第三建设有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32