一种复杂地质地形快速创建及算量方法与流程

1.本发明涉及建筑信息模型的创建技术领域，具体是一种复杂地质地形快速创建及算量方法。


背景技术：

2.传统的土方计算方法只能依靠现场观测、取样来估算，很难精确区分挖土与破石工程量。但是随着bim技术的发展，基于三维可视化的土方算量在项目上得到了应用，目前主流方法是依托civil3d软件中定义不同岩层曲面，然后通过体积曲面功能来进行的岩层土方工程算量，从算量的结果来看仅能实现地质条件较为理想的状态下进行土方开挖工程量计算，对于絮状岩层较多情况下反而影响实际算量结果；且在最终成果输出方面仍然属于二维曲面范畴，不能真正实现三维岩层实体模型的输出，而且输出的成果曲面在常规bim软件中不能编辑；因此现行的地质模型创建及算量方法仍有一定缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述缺陷，实现复杂地质条件下的地质分析模拟，解决在复杂地质条件下土石方工程的土石比无法精确计量的缺陷，为土石方工程计量提供更精细、科学的依据。
4.为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种复杂地质地形快速创建及算量方法，包括根据地质勘探报告建立地质分层地形曲面组合，然后进行参数化工程地质地形模型建立的步骤，其中，至少包括下述步骤：步骤1、地质地形信息建立：1）地形的空间地理信息处理：建立地质分层空间信息报告，包含原始地形地貌信息、土质分层空间信息、用地红线、场平标高、设计完成面的空间地理信息；2）基于地质分层空间信息报告读取各分层地形三维空间点坐标，自动建立参数化地形模型：原始地形地貌地形、各地质分层地形、设计完成面地形；步骤2、工程三维地质实体、模型间的数据转换：1）基于bim将地形模型进行转化，转化为空间曲面模型；2）依据不同的地质分层组合建立工程地质三维实体模型；步骤3、基于bim的三维地质实体工程量自动分析计算：1）建立红线所在曲面，修剪模型实体；2）计算各实体地质层体积，按照不同地质层曲面与设计完成面及场平标高曲面组合实体进行自动分析计算，输出开挖工程量与开挖石方工程量。
5.本方法具有以下优势：1、能够精确划分土方与石方区域，精确计算土方与石方工程量，夯实项目造价，减少资金管理风险。
6.2、提升了工程勘探地质模型可视化水平，避免设计阶段结构工程师因过度设计或
设计错误而造成的浪费。
7.3、实施可操作性强，适用性强，针对复杂地质条件下的设计数据变动或修改输出结果的灵敏性更高，提升工作效率。
8.4、实现程序的模块化，可通过程序组自由搭配实现不同的计算需求，实际的计算结果可精确到每一层岩层。
附图说明
9.图1整体系统图。
10.图2原始地形模型。
11.图3岩层空间点点模型。
12.图4实际项目分析应用示意图一。
13.图5实际项目分析应用示意图二。
具体实施方式
14.以下通过某市快乐运动小镇为载体说明本发明的技术方案，如图1～图5，在该实施例中，运用了复杂地质条件下的地质地形创建及算量方法，包括：步骤一、基于bim的工程地质地形参地貌参数化建模方法，包括：1）地质分层空间信息报告处理，建立分层空间坐标（x,y,z）信息文件；2）基于dynamo调用分层空间坐标信息文件，生成多个空间点（point）列表；3）按照空间点列表集合建立地形（topography）模型；步骤二、基于bim 的工程三维地质实体模型的转换方法，包括：1）地形（topography）模型mesh化，获取地形模型的mesh列表 ；2）转换mesh文件，形成地形曲面（surface）模型;3）筛选出标高最高的曲面文件并获取其边缘点，形成单独的点list1；4）通过索引（getitematindex）筛选出最大对角线点，并获取两点间的中点（p1）坐标；5）建立以中间点（p1）为起点，list1点为终点的向量（vector）list2；6）拟合出list1内点所在的平面（plane）list3，并获取其平面法向量list4及x轴基准（xaxis）；7）以x轴为基准，以所在平面法向量list4为中心，计算出向量list2与x轴夹角，形成角度按照从小到大的顺序进行排列的list5；8）以list5为关键字对list1进行排序，使list1内点同list5内角度排列顺序，形成有序排列点list6；9）以list内点为基础建立封闭的多段曲线（polycurve）,并将该封闭多段曲线投影至设计完成面及最底层地形曲面;10)通过在两个封闭曲线间放样获得地形柱状实体，并以每个地形曲面（surface）对该柱状实体进行剪裁（geometry.split）即可得到分开的地质模型；步骤三、基于bim的三维地质实体工程量自动分析计算方法，包括：1）以建筑红线为基准创建环形曲面，对以上地质实体模型进行剪裁；
2）创建设计开挖顶部边缘曲线及底部边缘曲线，放样两条曲线即可得到开挖实体模型；3）通过soild.volum连接每个实体模型，即可得到每个地质层的体积及需开挖实体体积；4）组建岩层list与开挖实体模型进行布尔运算求得交集，即可得需开挖岩层体积。


技术特征：
1.一种复杂地质地形快速创建及算量方法，包括根据地质勘探报告建立地质分层地形曲面组合，然后进行参数化工程地质地形模型建立的步骤，其特征是：至少包括下述步骤：步骤1、地质地形信息建立：1）地形的空间地理信息处理：建立地质分层空间信息报告，包含原始地形地貌信息、土质分层空间信息、用地红线、场平标高、设计完成面的空间地理信息；2）基于地质分层空间信息报告读取各分层地形三维空间点坐标，自动建立参数化地形模型：原始地形地貌地形、各地质分层地形、设计完成面地形；步骤2、工程三维地质实体、模型间的数据转换：1）基于bim将地形模型进行转化，转化为空间曲面模型；2）依据不同的地质分层组合建立工程地质三维实体模型；步骤3、基于bim的三维地质实体工程量自动分析计算：1）建立红线所在曲面，修剪模型实体；2）计算各实体地质层体积，按照不同地质层曲面与设计完成面及场平标高曲面组合实体进行自动分析计算，输出开挖工程量与开挖石方工程量。

技术总结
本发明是一种复杂地质地形快速创建及算量方法；包括步骤1、地质地形信息建立；步骤2、工程三维地质实体、模型间的数据转换；步骤3、基于BIM的三维地质实体工程量自动分析计算：计算各实体地质层体积，按照不同地质层曲面与设计完成面及场平标高曲面组合实体进行自动分析计算，输出开挖工程量与开挖石方工程量。本方法能够精确划分土方与石方区域，精确计算土方与石方工程量，夯实项目造价，减少资金管理风险；提升了工程勘探地质模型可视化水平，避免设计阶段结构工程师因过度设计或设计错误而造成的浪费。误而造成的浪费。误而造成的浪费。


技术研发人员：郭潇 阮江平 熊志勇 林闪宇 邓江锋 张旭
受保护的技术使用者：上海宝冶集团有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/2/3