2022年5月，住建部發(fā)布《十四五工程勘察設(shè)計(jì)發(fā)展規(guī)劃》，要求行業(yè)加快綠色、工業(yè)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)能力，推動建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)，中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會也指出行業(yè)信息化不足，如企業(yè)信息系統(tǒng)信息孤島和數(shù)據(jù)共享不暢，強(qiáng)調(diào)加快信息化建設(shè)是行業(yè)提質(zhì)增效、綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵。
多年以來，工勘設(shè)計(jì)單位在項(xiàng)目實(shí)施中積累了大量地質(zhì)數(shù)據(jù)，為提升管理服務(wù)水平，中地?cái)?shù)碼基于MapGIS平臺建立了廠址信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)集成管理多類型、多來源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)存儲、查詢和輸出，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。建立三維模型，賦予時(shí)空數(shù)據(jù)生命力，通過多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，為廠區(qū)建設(shè)、管理、環(huán)保提供及時(shí)準(zhǔn)確信息，滿足企業(yè)管理和技術(shù)人員需求。
數(shù)據(jù)融合匯聚—BIM與GIS數(shù)據(jù)集成融合
GIS與BIM的融合正成為行業(yè)新趨勢，它實(shí)現(xiàn)了建筑細(xì)節(jié)與環(huán)境大局的信息互通。該系統(tǒng)基于巖土工勘設(shè)計(jì)流程，結(jié)合地質(zhì)三維模型，實(shí)現(xiàn)了在巖土工勘規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的BIM與GIS集成融合，并主要突破了以下三大技術(shù)難點(diǎn)：
BIM數(shù)據(jù)無損接入GIS平臺。BIM數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合使用的第一步需要將兩類數(shù)據(jù)集中到同一個(gè)平臺，我們選擇將BIM數(shù)據(jù)接入GIS平臺。國內(nèi)外BIM軟件眾多，文件格式各不相同，系統(tǒng)選取受眾面較廣的設(shè)計(jì)軟件，如Revit等，研發(fā)相關(guān)的導(dǎo)入插件，支持導(dǎo)入BIM的多種格式數(shù)據(jù)(如rvt、IFC等)，并在此過程中無損集成BIM數(shù)據(jù)具有的空間拓?fù)潢P(guān)系、組件層級關(guān)系及屬性信息，為BIM與三維地質(zhì)GIS融合應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
BIM數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的多源融合。完成了BIM數(shù)據(jù)入庫GIS平臺，接下來需要的就是將BIM數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行多源融合。平臺支持地形、三維地質(zhì)體，CAD二維圖件、影像、傾斜攝影建模、三維管線、三維場數(shù)據(jù)、三維水面特效等多源數(shù)據(jù)的多源融合，并提供可視化融合處理方法和數(shù)據(jù)融合預(yù)處理工具，如數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、地形一致性校正等工具。確保融合過程中的數(shù)據(jù)一致性和準(zhǔn)確性。
多源數(shù)據(jù)融合查詢與分析。融合后的各類模型都可以使用GIS的相關(guān)功能進(jìn)行數(shù)據(jù)及模型的管理、查詢與分析，在基礎(chǔ)模型操作方面支持模型的體積計(jì)算、表面積計(jì)算、交、并、差等布爾運(yùn)算;在業(yè)務(wù)支撐上，為了解地上下的情況，支持全景一體化靜態(tài)/動態(tài)剖面切割，為了解構(gòu)筑物與地形、地質(zhì)體的空間關(guān)系，支持BIM模型對地形、地質(zhì)體進(jìn)行開挖、鑲嵌。
場地建模精細(xì)化—多源數(shù)據(jù)參與的顯隱式混合建模和迭代式模型更新
多源三維地質(zhì)建模旨在克服單一數(shù)據(jù)源所構(gòu)建的模型的不夠精確的問題，它整合各類數(shù)據(jù)源，依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)量化而成的地質(zhì)知識庫，統(tǒng)一空間信息與地質(zhì)意義、處理矛盾數(shù)據(jù)，進(jìn)而構(gòu)建地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。工程場地級多源三維地質(zhì)自動建模技術(shù)是針對具有標(biāo)準(zhǔn)層序特征的地質(zhì)區(qū)域而開發(fā)的。
不同于常規(guī)城市級地質(zhì)建模，工勘區(qū)域往往在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)積累了豐富的調(diào)查成果，數(shù)據(jù)源更多、數(shù)據(jù)量更大，調(diào)查程度也更高。系統(tǒng)集合鉆孔、物探剖面、地形、地質(zhì)圖、地層分區(qū)圖等數(shù)據(jù)以及斷層、破碎帶、透鏡體、孤石等特殊構(gòu)造等多源數(shù)據(jù)于一體，結(jié)合地質(zhì)知識模型與數(shù)學(xué)地質(zhì)模型，采用顯示建模的方法，模擬未知區(qū)域的地層構(gòu)造情況，從而建立整個(gè)區(qū)域的地質(zhì)模型。
針對場地區(qū)域沉積韻律復(fù)雜的情況，則采用顯隱式建模相結(jié)合的混合建模方法，通過基于主TIN思想的顯式建模方法構(gòu)建上下拓?fù)潢P(guān)系一致的順層地質(zhì)體格架，在大層約束下使用隱式建模算法擬合地層分布概率，從而構(gòu)建出符合地質(zhì)規(guī)律的復(fù)雜沉積地層。
隨著場地建設(shè)、施工帶來的地形的變動及新增地質(zhì)數(shù)據(jù)、地質(zhì)認(rèn)知，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同批次數(shù)據(jù)混合的模型迭代更新，在過程中可以解決前期場地級勘探過程中對破碎帶認(rèn)識不清，孤石未見等問題，滿足不斷精細(xì)化的場地建模要求。
技術(shù)流程整合—場地復(fù)雜邊坡設(shè)計(jì)工藝流程
邊坡設(shè)計(jì)圖的編制工作是工勘設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)，該圖需結(jié)合大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)和實(shí)地勘測情況進(jìn)行繪制，實(shí)操中多采用CAD進(jìn)行繪制，繪制的過程中需多次調(diào)整修正，以便符合設(shè)計(jì)規(guī)范及實(shí)際情況，工作量較大。該系統(tǒng)利用MapGIS平臺的優(yōu)勢，以三維地質(zhì)模型和基坑邊線為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研發(fā)了復(fù)雜邊坡設(shè)計(jì)模塊，該模塊可以對每個(gè)基坑邊界進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì)，如有需要也可疊加地形、三維模型等數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，并實(shí)時(shí)預(yù)覽基于設(shè)計(jì)參數(shù)的三維基坑效果，這種方法大大見少了設(shè)計(jì)調(diào)整的次數(shù)與工作量。此工藝流程在特殊行業(yè)的正負(fù)挖設(shè)計(jì)、廊道施工設(shè)計(jì)中也適用。
二三維邊坡設(shè)計(jì)成果可以在設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行導(dǎo)出，除了提交相應(yīng)的圖件成果之外，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果圖或CAD的設(shè)計(jì)成果圖均可以作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對場地的三維地質(zhì)模型進(jìn)行模擬開挖。在設(shè)計(jì)過程中，模擬過程可以對設(shè)計(jì)的成果進(jìn)行檢查;在施工過程中，模擬過程以最直觀的方式反映了基坑開挖時(shí)每一層的地層形態(tài)及巖性信息，輔助實(shí)地開挖。
廠址管理與服務(wù)系統(tǒng)依托國內(nèi)技術(shù)先進(jìn)的MapGIS平臺和多項(xiàng)信息化技術(shù)，結(jié)合行業(yè)規(guī)范和地質(zhì)孕育特征，建立了一套涵蓋資料收集與整理、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、三維地質(zhì)模型建設(shè)、信息系統(tǒng)開發(fā)、地質(zhì)成果服務(wù)等全流程的地質(zhì)業(yè)務(wù)信息化體系，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)數(shù)據(jù)的收集、整理、標(biāo)準(zhǔn)化處理、集群化管理、加工分析以及多層級服務(wù)，確保了廠址數(shù)據(jù)信息化建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。
下一步中地?cái)?shù)碼將進(jìn)一步挖掘廠址信息化相關(guān)的需求，提升軟件兼容性和應(yīng)用能力，建立設(shè)計(jì)與施工數(shù)字化橋梁，打造實(shí)用業(yè)務(wù)場景，通過二維、三維數(shù)據(jù)表達(dá)，提升廠址信息數(shù)據(jù)的共享能力和服務(wù)應(yīng)用水平。
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