【技术实现步骤摘要】
本申请涉及工程地质，尤其涉及一种基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法。
技术介绍
1、随着基础设施建设和土地资源开发速度加快，边坡治理工程项目也越来越多，规模也越来越大。频发的边坡地质灾害不仅严重威胁着人民的生命财产安全，而且影响着工程的建设和建筑物的稳定，所以预防和减少边坡地质灾害是目前的一个重要研究课题。
2、数字孪生技术充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中反映物理实体的全维度、全生命周期过程。数字孪生体模型是物理资产、流程或系统以及对性能进行建模的工程信息的数字化表示，可实现虚拟空间的虚拟模型与物理空间的实体模型间信息数据的精确关联，为边坡地质灾害的智慧化治理提供了可能性。建立合理的边坡数字孪生体模型是边坡防治的重要前提和手段。
3、目前，构建边坡数字孪生体的研究尚不多见，大多利用钻孔资料来建立边坡的三维地质模型，缺乏边坡工程实际开挖过程中的虚实映射和动态更新的特点。且随着bim、无人机等新兴技术的发展，边坡资料的获取方法与建模技术也是日新月异。如何将边坡三维地质建模和新技术有机融合，构建能根据实际工程参数动态更新的边坡数字孪生体模型，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本申请的目的在于提出一种基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，旨在建立边坡数字孪生体，为工程
3、为达上述目的，本申请实施例提出了一种基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，包括：
4、获取边坡多源数据进行预处理，构建边坡工程地质数据库；
5、基于预处理后的边坡多源数据，利用无人机倾斜摄影技术，构建边坡地表模型；
6、基于所述边坡地表模型和边坡多源数据中的地质钻孔数据，采用空间插值算法与可视化编程软件dynamo，构建边坡数字孪生体；
7、根据所述边坡数字孪生体提取边坡开挖轮廓线坐标，利用dynamo快速建立和动态修改开挖边坡三维模型和支护模型。
8、其中，获取边坡多源数据进行预处理，构建边坡工程地质数据库，包括：
9、将所述边坡多源数据中的边坡原始工程地质数据，通过地质图件预处理、地质信息标准化进行预处理；
10、选取数据库平台，构建具有数据录入、检索、数据输出、数据统计与分析、系统维护、用户管理功能的工程地质数据库。
11、其中，将所述边坡多源数据中的边坡原始工程地质数据，通过地质图件预处理、地质信息标准化进行预处理，包括：
12、所述边坡原始工程地质数据包括地形地貌、地质平面与剖面、地层岩性、水文地质、岩土物理力学特性数据，按类分为字符型数据、图形数据、日期型数据、文字报表；
13、地质图件预处理：将地质地图数据按照地理、地质要素的主题进行分层；
14、地质信息标准化：对所述边坡原始工程地质数据中的钻孔平硐编号、日期、渗透系数、地层代号数据，建立完善、通用的数据格式标准规范，使数据标准化。
15、其中，选取数据库平台，构建具有数据录入、检索、数据输出、数据统计与分析、系统维护、用户管理功能的工程地质数据库，包括：
16、对边坡原始地质资料进行整理、归类、分析，形成边坡地质勘测信息源；
17、编制数据字典，确定每个表格的索引关键字、关键字说明、每个字段的名称、类型、长度、小数、单位；
18、选取数据库平台，根据数据字典建立相应的数据库；
19、数据流程设计，明确数据在数据库系统中的流动和处理过程；
20、数据库系统的界面设计与功能设计，包括检索、统计、导出模板、导入数据、输出成果统计表功能。
21、其中，基于预处理后的边坡多源数据，利用无人机倾斜摄影技术，构建边坡地表模型，包括：
22、利用尺度不变特征变换算法(sift)，对边坡进行无人机影像特征点的提取和匹配，采用高斯函数对边坡多视图影像进行卷积降采样，构建图像高斯金字塔，并对高斯函数进行差分，建立高斯差分金字塔尺度空间；
23、提取所述高斯差分金字塔尺度空间中的极值点作为特征点，并对特征点方向赋值，使特征点提取与影像旋转、大小无关；
24、利用无人机影像中的位置和姿态系统数据，建立影像空间拓扑关系，利用最近邻原理提高特征点匹配效率，建立同名像点；
25、采用光束法区域网平差空中三角测量，解算地面坐标，建立稀疏点云模型；
26、以稀疏点云作为输入，经扩散、过滤实现影像密集匹配，形成密集点云模型；
27、对三维密集点云进行三角剖分构建不规则三维网格，将不规则三维网格封装成三维白膜，经纹理映射形成地表三维实景模型，得到边坡地表模型。
28、其中，基于所述边坡多源数据中的地质钻孔数据，采用空间插值算法与可视化编程软件dynamo，构建边坡数字孪生体，包括：
29、从边坡的工程地质数据库中提取不同地质分层界面的数据文件，包括钻孔的平面位置坐标值和地质分层界面的高程值；
30、利用kriging插值法对地质钻孔插值预测，增加建模布点的数量、均匀程度和密度，并保存为excel文件；
31、将插值处理后的数据利用excel.readfromfile节点导入dynamo中，由topography.bypoints节点按点列表创建地层界面，得到地层界面散点分布模型；
32、在dynamo中利用topography.polysurface节点，将生成的点组转化成多边形地层分界面模型，利用surface.perimetercurves节点获取地质层分界曲面的边界曲线，从而获得各个地层分界面的边缘迹线；
33、将边缘迹线利用curve.pullontoplane节点向设定标高上下两个平面做偏移，得到另一条平面内的闭合曲线，利用节点solid.byloft沿该曲线所在平面的法向生成拉伸实体；
34、利用geometry.splitbytools节点对实体模型进行批量剪切，得到分层地质体模型，利用springs.familyinstance.bygeometry节点将dynamo中生成的所述分层地质体模型以族的形式导入到revit中，并根据地勘报告赋予地质层属性信息和每层不同的材质颜色，形成边坡数字孪生体模型。
35、其中，根据所述边坡数字孪生体提取边坡开挖轮廓线坐标，利用dynamo快速建立和动态修改开挖边坡三维模型和支护模型，包括：
36、根据开挖轮廓线、每级边坡高度、坡比和马道宽度的开挖参数，在dynamo中生成开挖实体，与所述分层地质体模型布尔运算后获得开挖后的边坡数字孪生体模型；
37、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述获取边坡多源数据进行预处理，构建边坡工程地质数据库，包括：
3.根据权利要求2所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述将所述边坡多源数据中的边坡原始工程地质数据，通过地质图件预处理、地质信息标准化进行预处理，包括：
4.根据权利要求2所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述选取数据库平台，构建具有数据录入、检索、数据输出、数据统计与分析、系统维护、用户管理功能的工程地质数据库，包括：
5.根据权利要求1所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述基于预处理后的边坡多源数据，利用无人机倾斜摄影技术，构建边坡地表模型，包括：
6.根据权利要求3所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述基于所述边坡多源数据中的地质钻孔数据，采用空
7.根据权利要求6所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述根据所述边坡数字孪生体提取边坡开挖轮廓线坐标，利用Dynamo快速建立和动态修改开挖边坡三维模型和支护模型，包括：
8.根据权利要求7所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述在Dynamo中生成开挖实体，与所述分层地质体模型布尔运算后获得开挖后的边坡数字孪生体模型，包括：
9.根据权利要求8所述的基于Dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述在每级边坡开挖轮廓线的基础上，在Dynamo中生成开挖面模型，根据锚索间距、排数、长度、倾角的支护参数，生成锚索模型，利用空间变换矩阵将锚索变换到正确的位置，获得边坡支护模型，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述获取边坡多源数据进行预处理，构建边坡工程地质数据库，包括：
3.根据权利要求2所述的基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述将所述边坡多源数据中的边坡原始工程地质数据，通过地质图件预处理、地质信息标准化进行预处理，包括：
4.根据权利要求2所述的基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述选取数据库平台，构建具有数据录入、检索、数据输出、数据统计与分析、系统维护、用户管理功能的工程地质数据库，包括：
5.根据权利要求1所述的基于dynamo的边坡数字孪生体构建及动态更新方法，其特征在于，所述基于预处理后的边坡多源数据，利用无人机倾斜摄影技术，构建边坡地表模型，包括：
6.根据权利要求3所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王超，肖海斌，陈光明，易义红，王枭华，赵欢，范雪枫，王一兵，郭升，金久峰，罗军尧，张耀飞，王义，徐聪云，朱晓韬，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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