一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法

摘要

本发明公开了一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法，涉及工程勘察技术领域；该方法包括以下的步骤：S1、根据勘察场区的地形地表数据构建地形地表数据库，构建三维地表信息模型；S2、根据勘察场区的地下管线数据及现场信息构建管线数据库，构建三维管线信息模型；S3、利用工程勘察、测量、物化探及水文资料建立工程勘察数据库，建立三维几何模型；S4、结合工程勘察数据库和三维几何模型，建立勘察区域三维地质信息模型；S5、依据上述的三维地表信息模型、三维管线信息模型以及勘察区域三维地质信息模型，构建工程勘察数据交付模型模块；本发明的有益效果是：能有效地满足岩土工程领域BIM建设对工程勘察信息的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及工程勘察技术领域，更具体的说，本发明涉及一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法。

背景技术

建筑信息模型(Building Information Modeling)，简称BIM。利用数字技术表达建设项目几何、物理和功能信息，并支持项目生命周期建设、运营、管理决策的技术、方法或者过程。其技术核心是由计算机三维模型所形成的数据库，贯穿于决策、规划、设计、施工和运营等整个项目生命期的各个阶段。

勘察BIM技术：依据勘察获得的各类数据，将其叠加在一个勘察阶段形成的BIM三维模型上，形成该阶段的BIM模型，达到勘察数据的动态调整、实时更新及管理，使成果能够与三维可视化、协同、职能的设计模式进行有机衔接。

工程的勘察BIM模型的构建，其基本思路就是：首先通过对航空影像的应用，对地面高程数据进行记录，深化相关的工程探测数据构成的地上地下一体化的三维地质模型。其次是模拟和分析阶段，其核心思想就是对三维地质的切割和设计方案进行利用，然后根据岩土实验室所得的数据，再通过二维剖面进行计算，并进行数据的模拟工作，最终有效地实现工程地质的评价和分析。最后就是信息的共享，更好地实现信息的有效传递工作。

在岩土工程领域开展的BIM建设工作，是岩土工程各参建方协同工作的基础，在提高岩土工程的建设效率、节约成本和缩短工期方面发挥着越来越重要的作用。工程勘察作为建设工程的源头，岩土工程勘察BIM是建设项目全生命周期不可或缺的一部分，为了推进岩土工程BIM建设工程发展，提高岩土工程建设的科学性和经济性，需要探索支持岩土工程BIM建设的工程地质勘察成果交付方式。

岩土工程勘察成果是建设工程规划、设计、施工、运营维护的重要依据，其可利用程度关系到整个工程布局规划的合理性、设计的准确性、施工的安全性、运营维护的经济性。BIM技术在设计阶段、施工阶段中取得了一些实质性的应用进展，但是在勘察阶段只有一些碎片化应用，尚未形成集勘察原始信息、地质背景信息、地质属性信息、地质专业应用信息等于一体的支持城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法及系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法，该方法能有效地满足岩土工程领域BIM建设对工程勘察信息的需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法，其改进之处在于，该方法包括以下的步骤：

S1、根据勘察场区的地形地表数据构建地形地表数据库，并依据该地形地表数据库构建三维地表信息模型；

S2、根据勘察场区的地下管线数据及现场信息构建管线数据库，并依据管线数据库构建三维管线信息模型；

S3、利用工程勘察、测量、物探及水文资料建立工程勘察数据库，并提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型；

S4、结合工程勘察数据库和三维几何模型，并根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；

S5、依据上述的三维地表信息模型、三维管线信息模型以及勘察区域三维地质信息模型，构建工程勘察数据交付模型模块，该工程勘察数据交付模型模块包括勘察原始信息模型模块、勘察基础信息模型模块、地层三维分布模型模块、勘察专业属性模型模块以及勘察应用模型模块；

S6、将工程勘察数据交付模型模块集成为岩土工程BIM信息模型，结合IFC标准，将集成后的岩土工程BIM信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。

进一步的，所述的步骤S4中，勘察区域三维地质信息模型的建立包括以下的步骤：

S41、地质资料入库；

S42、钻孔建模；

S43、勘探线建模；

S44、拟合地层界面；

S45、地质体建模；

S46、模型校验，当存在错误时则返回步骤S44；

S47、模型应用。

进一步的，所述的步骤S5中，所述的勘察原始信息模型模块根据勘察场区的地形地貌信息、建筑物信息、产状、断层、岩石边界以及地表水露出点的地质调查信息构建。

进一步的，所述的步骤S5中，勘察基础信息模型模块包括但不限于钻孔原始信息模型、地下管线原始信息模型、探槽与探洞原始信息模型、物化探原始信息模型以及水体勘测原始信息模型。

进一步的，所述的钻孔原始信息模型通过获取勘察场区的钻孔数据、原位测试、现场信息以及取样的室内土工试验结构构建。

进一步的，所述的探槽与探洞原始信息模型根据勘察场区探槽与探洞的开挖面几何信息、开挖面上的地层分布信息、现场取样信息、现场拍照信息以及取样的室内试验结构数据构建。

进一步的，所述的物化探原始信息模型根据勘察场区物探与化探测试所获得的信息构建。

进一步的，所述的水体勘测原始信息模型根据勘察场区对水系进行调查所采集得到的水系信息构建。

本发明的有益效果是：本发明解决了现有技术中以纸质工程勘察报告为交付方式交付给岩土工程领域开展BIM建设工作时，不能满足规划、设计、施工、管理以及运营等参建方对工程勘察信息需要的问题，可以实现从外业信息化数据采集、现场施工精细化管理到内业数据录入和处理、三维地质建模、模型分析和出图均采用正向设计，可在BIM中插入、提取、更新和修改信息，数据传输和共享可调可控，具可追溯性，为全生命周期的BIM应用提供强有力的技术支撑。

附图说明

图1为本发明的一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法的流程示意图。

图2为本发明的勘察区域三维地质信息模型建立的流程示意图。

图3为本发明的工程勘察数据交付模型模块的原理图。

图4为本发明的勘察基础信息模型模块的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1所示，本发明揭示了一种城市地下空间岩土信息化综合集成数字交付方法，具体在本实施例中，基于勘察资料，该方法包括以下的步骤：

S1、根据勘察场区的地形地表数据构建地形地表数据库，并依据该地形地表数据库构建三维地表信息模型；

S2、根据勘察场区的地下管线数据及现场信息构建管线数据库，并依据管线数据库构建三维管线信息模型；

S3、利用工程勘察、测量、物化探及水文资料建立工程勘察数据库，并提取勘察对象的几何结构信息，建立三维几何模型；

S4、结合工程勘察数据库和三维几何模型，并根据勘察对象的属性信息进行属性建模，建立耦合几何特征和多场属性特征的勘察区域三维地质信息模型；

在本实施例中，如图2所示，勘察区域三维地质信息模型的建立包括步骤S41-S47：

S41、地质资料入库；

S42、钻孔建模；

S43、勘探线建模；

S44、拟合地层界面；

S45、地质体建模；

S46、模型校验，当存在错误时则返回步骤S44；

S47、模型应用；

实际上，在本实施例中，所述的步骤S4中，勘察对象的属性信息包括下表中的内容：

S5、依据上述的三维地表信息模型、三维管线信息模型以及勘察区域三维地质信息模型，构建工程勘察数据交付模型模块，如图3所示，该工程勘察数据交付模型模块包括勘察原始信息模型模块、勘察基础信息模型模块、地层三维分布模型模块、勘察专业属性模型模块以及勘察应用模型模块；

在本实施例中，所述的勘察原始信息模型模块根据勘察场区的地形地貌信息、建筑物信息、产状、断层、岩石边界以及地表水露出点的地质调查信息构建；

进一步的，所述的步骤S5中，如图4所示，勘察基础信息模型模块包括但不限于钻孔原始信息模型、地下管线原始信息模型、探槽与探洞原始信息模型、物化探原始信息模型以及水体勘测原始信息模型；

作为较佳的实施例，所述的钻孔原始信息模型通过获取勘察场区的钻孔数据、原位测试、现场信息以及取样的室内土工试验结构构建；所述的探槽与探洞原始信息模型根据勘察场区探槽与探洞的开挖面几何信息、开挖面上的地层分布信息、现场取样信息、现场拍照信息以及取样的室内试验结构数据构建；所述的物化探原始信息模型根据勘察场区物探与化探测试所获得的信息构建；所述的水体勘测原始信息模型根据勘察场区对水系进行调查所采集得到的水系信息构建。

S6、将工程勘察数据交付模型模块集成为岩土工程BIM信息模型，结合IFC标准，将集成后的岩土工程BIM信息模型转换为符合IFC标准的数据格式。

实际上，在所述的步骤S5中，勘察原始信息模型模块和勘察基础信息模型模块的构建，在一具体的实施例中，包括以下的步骤：

1、给定勘察场区的统一坐标系；

2、勘察场区在该统一坐标系下整合勘察场区的地形地貌信息、建筑物信息以及产状、断层、岩石边界等地质调查信息，得到勘察原始信息模型模块。

3、在统一坐标系下整合勘察场区的钻孔数据、现场记录信息、现场试验信息、现场取样信息、现场拍照信息以及取样的室内试验结果等数据，得到钻孔原始信息模型。

4、在该统一坐标系下整合勘察场区探槽与探洞的开挖面几何信息、开挖面上的地层分布信息、现场取样信息、现场拍照信息以及取样的室内试验结果等数据，得到探槽与探洞原始信息模型。

5、在该统一坐标系下整合勘察场区物探与化探测试所获得的信息数据，得到物化探原始信息模型。

6、在该统一坐标系下整合勘察场区对水系进行相关调查所采集得到的水系信息，得到水体勘测原始信息模型。

本发明解决了现有技术中以纸质工程勘察报告为交付方式交付给岩土工程领域开展BIM建设工作时，不能满足规划、设计、施工、管理以及运营等参建方对工程勘察信息需要的问题，可以实现从外业信息化数据采集、现场施工精细化管理到内业数据录入和处理、三维地质建模、模型分析和出图均采用正向设计，可在BIM中插入、提取、更新和修改信息，数据传输和共享可调可控，具可追溯性，为全生命周期的BIM应用提供强有力的技术支撑。可以提高工程勘察专业与岩土工程其它专业的沟通效率，有利于其它专业对勘察信息的深度开发，能有效地满足岩土工程领域BIM建设对工程勘察信息的需求。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。