一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法及装置，其中方法包括步骤：S1：模型数据处理与准备；S2：对地下工程BIM模型和/或专业数据库进行属性数据提取；S3：确定云图绘制范围与位置；S4：建立局部坐标系并准备属性差值数据；S5：数据处理与云图生成；S6：云图计算结果显示；S7：模型可视化处理；S8：功能表达交互。本发明专利技术的一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法及装置，通过BIM模型信息载体与专业数据融合，对沿深度分布的属性数据进行空间坐标系标准化处理，并将所需分析的数据进行处理并生成云图，最终于三维环境中完成展示与控制，有效提升数据分析能力。有效提升数据分析能力。有效提升数据分析能力。

【技术实现步骤摘要】
一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法及装置


[0001]本专利技术涉及地下工程专业数字化分析领域，尤其涉及一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法及装置。

技术介绍

[0002]由于自然地质历史演变、人类活动等客观因素，工程建设密切接触的岩土介质条件复杂，其特性(如物理、力学参数、渗透性等)在空间尺度上具有变异性。工程勘察、设计、施工、运维全过程都将考虑这些属性的变异特性进行分析，通过对勘测数据进行深入分析掌握地下工程及赋存条件的分布规律与变异特点，得出安全、经济的工程方案，进而采取对应的技术或管控措施。因此，地下工程中此类具有空间变异性的属性分析过程与结果直接关系到工程建设各阶段决策的合理性。
[0003]常规模式下，受制于人工分析方法，数据处理能力以及分析表达方式的不足，地下工程的属性分析(包括岩土体条件等客观属性，以及桩基承载力、施工地表变形沉降等设计施工属性)仅能按照单一点位沿深度进行逐项分析。例如：【例1】针对地质勘察过程中钻孔PS值分布特点，一般以单孔数据为参照，通过二维图表来绘制“深度
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PS值”曲线来反映单个点位的PS值属性特点；【例2】地下工程地层分层沉降分布常规针对单一测孔，通过二维图表来绘制“深度
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沉降值”曲线，反映该点位周边小范围地层分层沉降变化特点。综上，在原有数据分析业务中，常规仍采用二维图表方式开展分析，适用于单一点位沿深度变化的变异性评估，而无法准确反映工程场地范围或大面积区域内的三维空间变异性特征；同时分析得到的二维图表成果数量多、篇幅大，不易于参建各方及其他工程师进行审阅分析，使得工程人员无法全面直观掌握工程地下属性面状特性分布以及其沿纵深的变化，地下工程属性分析难度极大。
[0004]因此，地下工程沿深度分布的属性分析方法亟待提升，对地下工程沿深度分布属性的表达与分析方法的创新是重要的研发方向。

技术实现思路

[0005]针对种地下工程及赋存条件属性表达以及其性面状特性分布特点分析难的现状，本专利技术提供一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法及装置，通过BIM模型信息载体与专业数据融合，对沿深度分布的属性数据进行空间坐标系标准化处理，并将所需分析的数据进行处理并生成云图，最终于三维环境中完成展示与控制，有效提升数据分析能力。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，包括步骤:
[0007]S1：模型数据处理与准备，建立地下工程BIM模型并创立一专业数据库；
[0008]S2：对所述地下工程BIM模型和/或所述专业数据库进行属性数据提取，获得属性数据集；
[0009]S3：确定云图绘制范围与位置；
[0010]S4：建立局部坐标系并准备属性差值数据；
[0011]S5：数据处理与云图生成，生成属性云图；
[0012]S6：云图计算结果显示；
[0013]S7：模型可视化处理；
[0014]S8：功能表达交互。
[0015]优选地，所述地下工程BIM模型携带相关工程属性并在一三维应用环境中指定了三维空间坐标系下的定位坐标参数；所述专业数据库包括属性对象数据，所述属性对象数据包括主键信息、属性值和所述定位坐标参数。
[0016]优选地，所述S2步骤中：
[0017]对所述地下工程BIM模型进行数据结构提取，获得属性对象数据，对所需的所述属性对象数据进行存储备用，获得所述属性数据集V；
[0018]或通过数据接口获取所述专业数据库中的所述属性对象数据并进行存储备用，获得所述属性数据集V；
[0019]或结合具体分析需求，对所述地下工程BIM模型的所述属性对象数据和所述专业数据库中的所述属性对象数根据指定公式和算法进行计算，生成属性数据结果，对所述属性数据结果进行存储备用，获得所述属性数据集V。
[0020]优选地，所述S3步骤中：
[0021]结合所述三维空间坐标系，提取模型包围盒中心O的平面坐标(X0,Y0)，计算所需分析的属性数据Pn的平面坐标(Xn,Yn)与所述模型包围盒中心O(X0,Y0)的距离dn，取D＝max(n)，其中：1≤n≤m，m为属性数据记录条数，n为自然数；
[0022]根据分析对象与分析需求，确定所述云图绘制范围的边界长度L，L≥2D。
[0023]优选地，所述S4步骤中：
[0024]以所述模型包围盒中心O作为所述局部坐标系原点，建立所述局部坐标系；将所述属性数据Pn在所述局部坐标系下的横坐标转化为xn＝(Xn
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X0)/L，将所述属性数据Pn在所述局部坐标系下的纵坐标转化为yn＝(Yn
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Y0)/L；同时，对所述属性数据Pn点位不同深度深度归一化至绝对标高数据zs＝Zs
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hs，其中：1≤s≤t，t为深度值总数，t＝h/d，d为数据间隔；s为自然数，Zs为该点位顶部绝对高程；hs为属性值对应的深度；；所述局部坐标系下的地下工程属性点位Pn'的数值以(xn,yn,zs,vn)形式进行分组存储，其中vn为所述属性数据集V中与所述属性数据Pn点匹配的属性值。
[0025]优选地，所述S5步骤中：
[0026]通过用户选择指定标高z，取所有所述指定标高下的点数据(xn,yn,z,value)，其中：1≤n≤m，m为属性数据记录条数，value表示属性值；以所述地下工程属性点位Pn'的位置，根据分析需求，给定插值半径R，对各点插值半径内的相邻属性点对进行线性插值，在所述云图绘制范围中渲染生成所述属性云图。
[0027]优选地，所述S6步骤中：
[0028]将生成的所述属性云图加载至所述三维应用环境，并通过所述模型包围盒中心O的平面坐标(X0,Y0)与所述指定标高z，进行所述属性云图在指定三维坐标系的位置精准配置。
[0029]优选地，所述S7步骤中：
[0030]通过控制所述地下工程BIM模型的透明度值，对所述地下工程BIM模型进行视觉控制，实现所述属性云图与所述地下工程BIM模型的联动空间关系分析并增强所述属性云图的分析效果。
[0031]优选地，所述S8步骤中：
[0032]所述用户通过控制所述指定标高z、所述地下工程BIM模型的透明度值和所述插值半径R的不同组合，并循环进入S5～S7，直至分析应用结束。
[0033]本专利技术的一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成装置，包括：
[0034]一属性数据模块，用于建立地下工程BIM模型并创立一专业数据库；对所述地下工程BIM模型和/或所述专业数据库进行属性数据提取，获得属性数据集；
[0035]一云图生成模块，用于根据所述属性数据集确定云图绘制范围与位置；建立局部坐标系并准备属性差值数据；数据处理与云图生成，生成属性云图；
[0036]一显示控制模块，用于云图计算结果显示和模型可视化处理；和
[0037]一三维属性云图分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，包括步骤:S1：模型数据处理与准备，建立地下工程BIM模型并创立一专业数据库；S2：对所述地下工程BIM模型和/或所述专业数据库进行属性数据提取，获得属性数据集；S3：确定云图绘制范围与位置；S4：建立局部坐标系并准备属性差值数据；S5：数据处理与云图生成，生成属性云图；S6：云图计算结果显示；S7：模型可视化处理；S8：功能表达交互。2.根据权利要求1所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，所述地下工程BIM模型携带相关工程属性并在一三维应用环境中指定了三维空间坐标系下的定位坐标参数；所述专业数据库包括属性对象数据，所述属性对象数据包括主键信息、属性值和所述定位坐标参数。3.根据权利要求2所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，所述S2步骤中：对所述地下工程BIM模型进行数据结构提取，获得属性对象数据，对所需的所述属性对象数据进行存储备用，获得所述属性数据集V；或通过数据接口获取所述专业数据库中的所述属性对象数据并进行存储备用，获得所述属性数据集V；或结合具体分析需求，对所述地下工程BIM模型的所述属性对象数据和所述专业数据库中的所述属性对象数根据指定公式和算法进行计算，生成属性数据结果，对所述属性数据结果进行存储备用，获得所述属性数据集V。4.根据权利要求3所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，所述S3步骤中：结合所述三维空间坐标系，提取模型包围盒中心O的平面坐标(X0,Y0)，计算所需分析的属性数据Pn的平面坐标(Xn,Yn)与所述模型包围盒中心O(X0,Y0)的距离dn，取D＝max(n)，其中：1≤n≤m，m为属性数据记录条数，n为自然数；根据分析对象与分析需求，确定所述云图绘制范围的边界长度L，L≥2D。5.根据权利要求4所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，所述S4步骤中：以所述模型包围盒中心O作为所述局部坐标系原点，建立所述局部坐标系；将所述属性数据Pn在所述局部坐标系下的横坐标转化为xn＝(Xn
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X0)/L，将所述属性数据Pn在所述局部坐标系下的纵坐标转化为yn＝(Yn
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Y0)/L；同时，对所述属性数据Pn点位不同深度深度归一化至绝对标高数据zs＝Zs
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hs，其中：1≤s≤t，t为深度值总数，t＝h/d，d为数据间隔；s为自然数，Zs为该点位顶部绝对高程；hs为属性值对应的深度；；所述局部坐标系下的地下工程属性点位Pn'的数值以(xn,yn,zs,vn)形式进行分组存储，其中vn为所述属性数据集V中与所述属性数据Pn点匹配的属性值。6.根据权利要求5所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，
所述S5步骤中：通过用户选择指定标高z，取所有所述指定标高下的点数据(xn,yn,z,value)，其中：1≤n≤m，m为属性数据记录条数，value表示属性值；以所述地下工程属性点位Pn'的位置，根据分析需求，给定插值半径R，对各点插值半径内的相邻属性点对进行线性插值，在所述云图绘制范围中渲染生成所述属性云图。7.根据权利要求6所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，所述S6步骤中：将生成的所述属性云图加载至所述三维应用环境，并通过所述模型包围盒中心O的平面坐标(X0,Y0)与所述指定标高z，进行所述属性云图在指定三维坐标系的位置精准配置。8.根据权利要求7所述的地下工程及地质赋存属性的三维云图生成方法，其特征在于，所述S7步骤中：通过控制所述地下工程BIM模型的透明度值，对所述地下工程BIM模型进行视觉控制，实现所述属性云图与所述地下工程BIM模型的联动空间关系分析并增强所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许杰，朱文杰，彭艾鑫，刘天伦，蔡国栋，尚颖霞，徐良义，邰俊，李露凡，
申请(专利权)人：上海勘察设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：