2022年5月,住建部发布《十四五工程勘察设计发展规划》,要求行业加快绿色、工业、数字化转型,提升技术创新和服务能力,推动建筑业高质量发展。同时,中国勘察设计协会也指出行业信息化不足,如企业信息系统信息孤岛和数据共享不畅,强调加快信息化建设是行业提质增效、绿色低碳发展的关键。
多年以来,工勘设计单位在项目实施中积累了大量地质数据,为提升管理服务水平,中地数码基于MapGIS平台建立了厂址信息管理与服务系统,系统集成管理多类型、多来源数据,实现大量数据存储、查询和输出,挖掘数据价值。建立三维模型,赋予时空数据生命力,通过多种方式进行数据共享,为厂区建设、管理、环保提供及时准确信息,满足企业管理和技术人员需求。
数据融合汇聚—BIM与GIS数据集成融合
GIS与BIM的融合正成为行业新趋势,它实现了建筑细节与环境大局的信息互通。该系统基于岩土工勘设计流程,结合地质三维模型,实现了在岩土工勘规划设计阶段的BIM与GIS集成融合,并主要突破了以下三大技术难点:
BIM数据无损接入GIS平台。BIM数据与GIS数据进行融合使用的第一步需要将两类数据集中到同一个平台,我们选择将BIM数据接入GIS平台。国内外BIM软件众多,文件格式各不相同,系统选取受众面较广的设计软件,如Revit等,研发相关的导入插件,支持导入BIM的多种格式数据(如rvt、IFC等),并在此过程中无损集成BIM数据具有的空间拓扑关系、组件层级关系及属性信息,为BIM与三维地质GIS融合应用奠定了基础。
BIM数据与GIS数据的多源融合。完成了BIM数据入库GIS平台,接下来需要的就是将BIM数据与GIS数据及其他数据进行多源融合。平台支持地形、三维地质体,CAD二维图件、影像、倾斜摄影建模、三维管线、三维场数据、三维水面特效等多源数据的多源融合,并提供可视化融合处理方法和数据融合预处理工具,如数据坐标转换、地形一致性校正等工具。确保融合过程中的数据一致性和准确性。
多源数据融合查询与分析。融合后的各类模型都可以使用GIS的相关功能进行数据及模型的管理、查询与分析,在基础模型操作方面支持模型的体积计算、表面积计算、交、并、差等布尔运算;在业务支撑上,为了解地上下的情况,支持全景一体化静态/动态剖面切割,为了解构筑物与地形、地质体的空间关系,支持BIM模型对地形、地质体进行开挖、镶嵌。
场地建模精细化—多源数据参与的显隐式混合建模和迭代式模型更新
多源三维地质建模旨在克服单一数据源所构建的模型的不够精确的问题,它整合各类数据源,依据专家经验量化而成的地质知识库,统一空间信息与地质意义、处理矛盾数据,进而构建地质结构模型。工程场地级多源三维地质自动建模技术是针对具有标准层序特征的地质区域而开发的。
不同于常规城市级地质建模,工勘区域往往在一个小区域内积累了丰富的调查成果,数据源更多、数据量更大,调查程度也更高。系统集合钻孔、物探剖面、地形、地质图、地层分区图等数据以及断层、破碎带、透镜体、孤石等特殊构造等多源数据于一体,结合地质知识模型与数学地质模型,采用显示建模的方法,模拟未知区域的地层构造情况,从而建立整个区域的地质模型。
针对场地区域沉积韵律复杂的情况,则采用显隐式建模相结合的混合建模方法,通过基于主TIN思想的显式建模方法构建上下拓扑关系一致的顺层地质体格架,在大层约束下使用隐式建模算法拟合地层分布概率,从而构建出符合地质规律的复杂沉积地层。
随着场地建设、施工带来的地形的变动及新增地质数据、地质认知,该技术可以实现不同批次数据混合的模型迭代更新,在过程中可以解决前期场地级勘探过程中对破碎带认识不清,孤石未见等问题,满足不断精细化的场地建模要求。
技术流程整合—场地复杂边坡设计工艺流程
边坡设计图的编制工作是工勘设计工作中的重要环节,该图需结合大量现场数据和实地勘测情况进行绘制,实操中多采用CAD进行绘制,绘制的过程中需多次调整修正,以便符合设计规范及实际情况,工作量较大。该系统利用MapGIS平台的优势,以三维地质模型和基坑边线为基础数据,研发了复杂边坡设计模块,该模块可以对每个基坑边界进行边坡设计,如有需要也可叠加地形、三维模型等数据进行辅助设计,并实时预览基于设计参数的三维基坑效果,这种方法大大见少了设计调整的次数与工作量。此工艺流程在特殊行业的正负挖设计、廊道施工设计中也适用。
二三维边坡设计成果可以在设计完成后进行导出,除了提交相应的图件成果之外,本系统的设计成果图或CAD的设计成果图均可以作为基础数据,对场地的三维地质模型进行模拟开挖。在设计过程中,模拟过程可以对设计的成果进行检查;在施工过程中,模拟过程以最直观的方式反映了基坑开挖时每一层的地层形态及岩性信息,辅助实地开挖。
厂址管理与服务系统依托国内技术先进的MapGIS平台和多项信息化技术,结合行业规范和地质孕育特征,建立了一套涵盖资料收集与整理、数据库建设、三维地质模型建设、信息系统开发、地质成果服务等全流程的地质业务信息化体系,实现了地质数据的收集、整理、标准化处理、集群化管理、加工分析以及多层级服务,确保了厂址数据信息化建设的高质量发展。
下一步中地数码将进一步挖掘厂址信息化相关的需求,提升软件兼容性和应用能力,建立设计与施工数字化桥梁,打造实用业务场景,通过二维、三维数据表达,提升厂址信息数据的共享能力和服务应用水平。
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