【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑施工，更具体的说是涉及一种基于融合bim和gis的土方调配方法及系统。
技术介绍
1、传统工程施工时将设计图纸、施工组织设计等文件携带至现场进行施工，且交底时大多是生搬硬套图纸规范及类似项目，但此类文件体积大、包含内容复杂、翻阅困难、晦涩难懂；随着bim技术的使用，使用bim3d模型将二维图纸转变成三维模型，简化了施工识图难度，使作业人员更加易懂，加快了施工速度，提高了施工效率。该技术是bim技术最基本的优势。
2、bim与gis原本是不同领域对于3d技术的开发结果，bim普遍应用于建筑设计和建筑施工以及后期运营管理，模型本身具有庞大的参数信息，更倾向于建筑的设计与施工全过程的把控。gis则偏向于空间管理的信息处理技术，涵盖着丰富的地理模型信息，比如高程信息、地形地质信息、水文信息等等，更倾向于对真实世界的建模。bim技术的发展，倾向于模型的精细化程度，构建具体信息以及项目其他信息的记录与表示，而gis体系已经发展为解决问题的科学性，具有完整的数据体系、数据标准、数据库，更倾向于空间分析与信息匹配，这就造成了思维角度不同上的融合困难。
3、土建项目土方量计算精度直接影响建设成本。以往施工采用传统人工rtk对数据采集后，通过绘制断面图进行土方工程量计算，该技术耗时、耗力，人为因素影响较大。
4、因此，如何对土方工程量进行计算是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于融合bim和gis的土
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于融合bim和gis的土方调配方法，包括：
4、步骤1：获取施工图纸，依据所述施工图纸建造bim模型；
5、步骤2：拍摄项目地的地形图像生成图像数据库，根据现场数据与所述图像数据库中地形图像生成gis地形模型；
6、步骤3：将所述bim模型载入所述gis地形模型进行融合，获取地形融合模型；
7、步骤4：采用断面法将所述地形融合模型沿中心线按照固定间隔长度划分断面，获取需要挖填区域的断面面积；
8、步骤5：采用人工rtk技术获取所述断面位置的截面面积，并设置差异值，将所述断面面积与所述截面面积进行比较，比较结果小于等于差异值，则进入步骤6，若比较结果大于差异值，则返回步骤4。
9、步骤6：将所述断面面积乘以所述间隔长度，计算土方量；
10、步骤7：对所述地形融合模型进行分段，收集各个分段的所述土方量，获取土方挖填需求，生成土方调配方案。
11、优选的，所述现场数据具体包括：所述项目地的地形高度数据、土壤数据。
12、优选的，所述步骤4还包括预设土壤阈值范围，所述土壤数据的数值超出所述土壤阈值范围，则将所述土壤数据的来源土壤一同进行划分断面操作，并将完成划分断面操作的所述来源土壤的面积计入所述断面面积。
13、优选的，所述地形高度数据具体包括：
14、获取项目地sar图像，将所述地形图像和所述sar图像与归一化数字表面模型一一对应形成训练集与测试集，并对训练集数据进行数据融合和数据增强的预处理操作；
15、构建基于编码器和解码器架构的高度识别模型；
16、构建网络模型损失函数，包括像素均方损失函数和二元交叉熵损失函数；
17、使用测试集对所述高度识别模型进行验证评估，得到评价指标，若评价指标达到要求，则使用所述高度识别模型获取所述地形高度数据。
18、优选的，所述土壤数据包括土壤含水量数据与土壤平均粒径数据。
19、优选的，所述土壤含水量数据具体包括：
20、对所述项目地的区域按固定间隔进行钻孔，收集土壤的超宽带土壤回波和对应土壤回波的土壤含水量，对土壤回波进行预处理；
21、构建自适应模糊推理系统，对预处理后的土壤回波进行特征向量提取；
22、使用随机森林算法构建分类器，得到含水量分类器；
23、所述含水量分类器根据不同土壤含水量对预处理后的所述土壤回波的特征向量进行分类识别，识别得出土壤含水量数据。
24、优选的，所述土壤平均粒径数据具体包括：
25、收集所述钻孔获取的不同地面深度的土壤，拍摄土壤图像并转化为灰度图像；
26、对所述灰度图像进行预处理，得到土壤颗粒的轮廓，统计所述灰度图像上每个土壤颗粒内的像素个数，建立平均像素个数与土壤平均粒径的定量关系，统计出平均每个土壤颗粒内的像素个数，进一步获取土壤平均粒径数据。
27、优选的，所述预处理具体包括：
28、将土壤颗粒和其他物质各视为一种物质，然后进行二值化，进而确定土壤颗粒的轮廓，通过开操作和闭操作去除所述灰度图像中孤立的噪声点，同时保留所述灰度图像中本来的细节结构；
29、将微观视频图像变换成单像素厚度组成的细线，保留微观视频图像中心线的细化，具体实现步骤如下：
30、做腐蚀操作，但不立刻删除像素，只打标记，将不破坏连通性的标记点删掉，重复执行，直到图像结果不发生变化，得到了细化结果。
31、优选的，所述网络模型损失函数具体包括：
32、l＝lmse+lbce；
33、
34、
35、
36、其中，lmse为像素均方损失函数，lbce为二元交叉熵损失函数，y(a,b)为地形图像(a,b)上的真实值，p(a,b)为遥感图像(a,b)上的预测值，h和w分别表示地形图像的长和宽，pa为预测的概率值，ya为二分类真实值，n为训练集的样本个数。
37、一种基于融合bim和gis的土方调配系统，包括：
38、bim模型建筑模块，获取施工图纸，依据所述施工图纸建造bim模型；
39、gis模型建造模块，拍摄项目地的地形图像生成图像数据库，根据现场数据与所述图像数据库中地形图像生成gis地形模型；
40、模型融合模块，将所述bim模型载入所述gis地形模型进行融合，获取地形融合模型；
41、断面面积获取模块，采用断面法将所述地形融合模型沿中心线按照固定间隔长度划分断面，获取需要挖填区域的断面面积；
42、差异比较模块，采用人工rtk技术获取所述断面位置的截面面积，并设置差异值，将所述断面面积与所述截面面积进行比较，比较结果小于等于差异值，则进入土方量计算模块，若比较结果大于差异值，则返回断面面积获取模块；
43、土方量计算模块，将所述断面面积乘以所述间隔长度，计算土方量；
44、调配方案生成模块，对所述地形融合模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述现场数据具体包括：所述项目地的地形高度数据、土壤数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述步骤4还包括预设土壤阈值范围，所述土壤数据的数值超出所述土壤阈值范围，则将所述土壤数据的来源土壤一同进行划分断面操作，并将完成划分断面操作的所述来源土壤的面积计入所述断面面积。
4.根据权利要求2所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述地形高度数据具体包括：
5.根据权利要求2所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述土壤数据包括土壤含水量数据与土壤平均粒径数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述土壤含水量数据具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述土壤平均粒径数据具体包括：>
8.根据权利要求7所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述预处理具体包括：
9.根据权利要求4所述的一种基于融合BIM和GIS的土方调配方法，其特征在于，所述网络模型损失函数具体包括：
10.一种基于融合BIM和GIS的土方调配系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于融合bim和gis的土方调配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于融合bim和gis的土方调配方法，其特征在于，所述现场数据具体包括：所述项目地的地形高度数据、土壤数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于融合bim和gis的土方调配方法，其特征在于，所述步骤4还包括预设土壤阈值范围，所述土壤数据的数值超出所述土壤阈值范围，则将所述土壤数据的来源土壤一同进行划分断面操作，并将完成划分断面操作的所述来源土壤的面积计入所述断面面积。
4.根据权利要求2所述的一种基于融合bim和gis的土方调配方法，其特征在于，所述地形高度数据具体包括：
5.根据权利要求2所述的一种基于融...
【专利技术属性】
技术研发人员：高万元，孙伟，赵乾，杨桥林，何方圆，苟引劳，牛永亮，张琛，王亚林，薛鹏飞，张伟强，赵伟，葛正栋，鄢立涛，那启森，关建洲，张国元，徐力，王暄妍，杜有秀，牛超，
申请(专利权)人：中铁一局集团市政环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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