GIS与BIM增强现实在管廊、地铁施工的互动演示方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种GIS与BIM增强现实在城市管廊、地铁施工的互动演示方法及系统，方法包括：GIS将高程数字模型与BIM结合生成整体三维模型，在高程数字模型上建立地形三维模型，在BIM上建立管廊、地铁三维模型存储至数据库服务器中；摄像设备采集媒介上的特征范围，由AR客户端根据特征范围调取对应编号的地形三维模型和管廊、地铁三维模型生成整体三维模型，并将整体三维模型输出至显示设备中对应的特征范围上进行叠加显示；体感设备采集操作者对应的手势动作，由AR客户端根据手势动作调取对应编号的地形三维模型或管廊、地铁三维模型输出至显示设备中在对应的特征范围上进行叠加显示。本发明专利技术实现了AR自动识别和查询，极大的提高了工作效率及质量。

【技术实现步骤摘要】
GIS与BIM增强现实在管廊、地铁施工的互动演示方法及系统
本专利技术涉及管廊设计、地铁施工应用领域，特别涉及一种GIS与BIM增强现实在城市管廊设计、地铁施工的互动演示方法及系统。
技术介绍
现有的地下建筑施工包括城市管廊设计、地铁施工等项目，而城市管廊设计为将燃气、电力、电信、给水、雨水、污水乃至垃圾等各种不同的管道，共同敷设在一个地下空间中的市政管道的设置方案。地铁施工指在地下运行的城市轨道交通系统，按施工方法可分为明挖法、暗挖法和盖挖法施工；根据施工的顺序又可分为顺挖法和逆挖法。而原有的城市管廊规划设计，采用二维图纸，可视性差，数据生硬，给众多管廊参与方造成了多专业不协同的沟通障碍，进而在二维施工图纸上反映出各专业各管线的冲突问题，给施工和后续运维带来极大不便。再者在地铁工程中，具有投资大、建设周期长、多专业穿插、施工环境复杂、施工工期紧、数据处理工作量大等特点，若采用二维图纸规划设计时，在各专业之间沟通交流不及时便会造成的图纸质量问题、施工冲突，且当施工稍有不慎，很容易造成工期延误、质量隐患、安全事故等问题，极大的降低了工作效率。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种GIS与BIM增强现实在城市管廊设计、地铁施工的互动演示方法及系统，从而克服传统的地下建筑施工采用大量纸质媒介设计，可视性差，在各专业之间沟通交流不及时便会造成图纸质量、施工冲突等问题，给施工和后续运维带来极大不便的缺点。为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种GIS与BIM增强现实在城市管廊设计、地铁施工的互动演示方法，具体包括：GIS将高程数字模型与BIM结合生成整体三维模型，其中，在高程数字模型中建立多个具有不同编号的地形三维模型，并在BIM上建立多个具有不同编号的管廊、地铁三维模型存储至数据库服务器中；摄像设备采集媒介上的特征范围，由AR客户端根据所述特征范围调取对应编号的所述地形三维模型和管廊、地铁三维模型生成整体三维模型，并将所述整体三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围上进行叠加显示；体感设备采集操作者对应的手势动作，由AR客户端根据所述手势动作调取对应编号的所述地形三维模型或管廊、地铁三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围内进行叠加显示。上述技术方案中，所述特征范围为由多个特征点围成的图形。上述技术方案中，还需建立与不同所述手势动作对应编号的地形三维模型或管廊、地铁三维模型存储至服务数据库中。上述技术方案中，还需建立与所述特征范围或者不同所述手势动作对应编号的建筑信息数据存储至服务数据库中；当获取所述特征范围或者不同所述手势动作对应某个编号的建筑信息数据时，由AR客户端调取对应编号的建筑信息数据输出至显示设备中位于媒介中对应的所述特征范围内进行叠加显示。上述技术方案中，所述建筑信息数据包括：地形数据、现有管线分布数据、用水量数据、用电量数据、排污量数据、建筑动画数据、地形沉降变形监测数据。上述技术方案中，还需建立与所述特征范围或者不同所述手势动作对应编号的技术参数存储至服务数据库中；当获取所述特征范围或者多个所述手势动作对应某个编号的技术参数时，由AR客户端调取对应编号的技术参数输出至显示设备中位于媒介中对应的所述特征范围内进行叠加显示。上述技术方案中，所述手势动作包括：举起、挥动、前推、移动。上述技术方案中，所述媒介为图纸或者操作台。上述技术方案中，体感设备采集对应的所述手势动作的步骤具体为：首先，采集操作者的手势动作图像；然后对所述手势动作图像去背景及二值化处理；之后获取所述手势动作图像的近似多边形，最后获取多边形的轮廓凸包。为实现上述目的，另一方面，提供了一种GIS与BIM增强现实在城市管廊设计、地铁施工的互动演示系统，包括：数据库服务器，用于存储在高程数字模型中建立多个具有不同编号的地形三维模型，并存储在BIM上建立多个具有不同编号的管廊、地铁三维模型；摄像设备，用于采集媒介上的特征范围；体感设备，用于采集操作者对应的手势动作；AR客户端，用于根据所述特征范围调取对应编号的所述地形三维模型和管廊、地铁三维模型生成整体三维模型，并将所述整体三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围上进行叠加显示；并用于根据所述手势动作调取对应编号的所述地形三维模型或管廊、地铁三维模型输出至显示设备位于媒介中在对应的所述特征范围内进行叠加显示。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将GIS、BIM，AR及体感集于一体应用于城市管廊规划、地铁施工等地下建筑进行设计建设，摆脱了传统以图纸进行涉及设计或者键盘鼠标的方式操作GIS、BIM数据的方式，实现了AR技术将普通纸质图纸的自动识别和查询，显示以毫秒级时间单位响应速度，在城市管廊规划设计、地铁施工中演示GIS、BIM作为数据源，AR作为数据呈现的方式，将数据可视化推到极致，互动性更好，把抽象的数据实现可视化，用户可在不同角度，不同方位，不同的领域，均可详细地了解城市管廊设计、地铁施工问题；在城市管廊设计、地铁施工中提供清晰的视角，便于各专业协同设计、施工，避免各专业之间沟通交流不及时造成的图纸质量问题、施工冲突，提高设计工作质量，保证施工正常进行；用户可以通过体感手势与数据进行互动，让用户能够清楚掌握信息，及时发现并处理冲突，实现城市管廊设计、地铁施工中快速准确的决策，对建筑项目的后期管理，运营起到直观的作用。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的GIS与BIM增强现实在城市管廊设计、地铁施工的互动演示系统的建筑图。图2是根据本专利技术的GIS与BIM增强现实在城市管廊设计、地铁施工的互动演示方法流程图。图3是根据本专利技术的体感演示第一示意图。图4是根据本专利技术的体感演示第二示意图。图5-1是根据本专利技术的体感手势提取步骤的图像采集。图5-2是根据本专利技术的体感手势提取步骤的图像去背景、二值化。图5-3是根据本专利技术的体感手势提取步骤的获取近似多边形。图5-4是根据本专利技术的体感手势提取步骤的获取轮廓凸包。图5-5是根据本专利技术的体感手势提取步骤的获取凸包缺陷。图6是根据本专利技术的地下建筑施工的互动演示的效果图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。在对该实施例阐述前，首先对该实施例中的部分专业术语和系统架构进行介绍：地理信息系统(英语：GeographicInformationSystem，缩写：GIS)：是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GIS与BIM增强现实在管廊设计、地铁施工的互动演示方法，其特征在于，具体包括：GIS将高程数字模型与BIM结合生成整体三维模型，其中，在高程数字模型中建立多个具有不同编号的地形三维模型，并在BIM上建立多个具有不同编号的管廊、地铁三维模型存储至数据库服务器中；摄像设备采集媒介上的特征范围，由AR客户端根据所述特征范围调取对应编号的所述地形三维模型和管廊、地铁三维模型生成整体三维模型，并将所述整体三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围上进行叠加显示；体感设备采集操作者对应的手势动作，由AR客户端根据所述手势动作调取对应编号的所述地形三维模型或管廊、地铁三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围内进行叠加显示。

【技术特征摘要】
1.一种GIS与BIM增强现实在管廊设计、地铁施工的互动演示方法，其特征在于，具体包括：GIS将高程数字模型与BIM结合生成整体三维模型，其中，在高程数字模型中建立多个具有不同编号的地形三维模型，并在BIM上建立多个具有不同编号的管廊、地铁三维模型存储至数据库服务器中；摄像设备采集媒介上的特征范围，由AR客户端根据所述特征范围调取对应编号的所述地形三维模型和管廊、地铁三维模型生成整体三维模型，并将所述整体三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围上进行叠加显示；体感设备采集操作者对应的手势动作，由AR客户端根据所述手势动作调取对应编号的所述地形三维模型或管廊、地铁三维模型输出至显示设备位于媒介中对应的所述特征范围内进行叠加显示。2.根据权利要求1所述的GIS与BIM增强现实在管廊设计、地铁施工的互动演示方法，其特征在于，所述特征范围为由多个特征点围成的图形。3.根据权利要求1所述的GIS与BIM增强现实在建筑规划的互动演示方法，其特征在于，还需建立与不同所述手势动作对应编号的地形三维模型或管廊、地铁三维模型，存储至服务数据库中。4.根据权利要求1所述的GIS与BIM增强现实在管廊设计、地铁施工的互动演示方法，其特征在于，还需建立与所述特征范围或者不同所述手势动作对应编号的建筑信息数据存储至服务数据库中；当获取所述特征范围或者不同所述手势动作对应某个编号的建筑信息数据时，由AR客户端调取对应编号的建筑信息数据输出至显示设备中位于媒介中对应的所述特征范围内进行叠加显示。5.根据权利要求4所述的GIS与BIM增强现实在管廊设计、地铁施工的互动演示方法，其特征在于，所述建筑信息数据包括：地形数据、现有管线分布数据、用水量数据、用电量数据、排污量数据、建筑动画...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓锋，俞永灿，向莉，刘稚鹏，朱世强，
申请(专利权)人：广西七三科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45