一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法技术

本发明专利技术提供一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，涉及模型构建领域，解决了大坝填筑过程中岸边过渡料模型创建的问题，基于web端开展大坝岸边过渡料模型创建，通过建立大坝三维地形基础模型并利用布尔算法得到大坝填筑过渡料模型，快速生成符合现场地形实际的岸边过渡料模型，以方便后续相关应用，更大程度地发挥BIM模型的应用价值，同时也解决了以往类似大坝填筑岸边过渡料等特殊复杂部位模型创建的难题，对BIM模型辅助施工、指导施工起到关键性的作用。导施工起到关键性的作用。导施工起到关键性的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法


[0001]本专利技术涉及模型创建领域，尤其涉及一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法。

技术介绍

[0002]土石坝填筑施工因其具有料区规划复杂、各填筑料特性跨度大、坝体两岸边坡复杂多变等特点，大坝填筑过程中各区域填筑料的施工质量控制对大坝整体安全运行至关重要，土石坝施工过程中，岸边过渡料作为大坝大粒径填筑料(如堆石料)与两岸边坡结合部位的过渡料，对坝体整体力学特性的稳定起着至关重要的作用，因此施工过程中对该部位的填筑碾压也有特殊处理方式。站在模型构建应用的角度，作为与两岸地形密切接触的岸边过渡料，随着大坝填筑高程的不断变化，两岸地形变化较大，很难利用常规三维设计软件构建符合现场实际情况的岸边过渡料模型，因此对后续基于模型开展相关填筑料统计、模型应用展示等的发挥造成了一定的阻碍。考虑到以往岸边过渡料填筑量统计主要通过人为现场经验估算，结果往往偏差较大，无法起到指导现场施工的作用。
[0003]现有的桌面端三维设计软件因其原生平台限制在本地化、专业化应用方面支持不足，且操作复杂，加之两岸边坡变化复杂，无法实现精准及时的岸边过渡料模型构建。另一方面受其建模原理的限制，其生成的模型结果占据数据空间较大，导致其模型应用场景严重受限、模型重复利用率不高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，解决了大坝填筑过程中岸边过渡料模型创建的问题，为岸边过渡料填筑模型的快速精准生成以及体积计算，奠定了重要基础。
[0005]根据本专利技术提供一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，该方法包括以下步骤：
[0006]101、基于web端获取三维地形基础模型的左岸边界线L1、右岸边界线L2；
[0007]102、基于web端在所述左岸边界线L1上选取所述三维地形基础模型范围内的至少两个不同的坐标点Q
L1
‑
n
、Q
L1
‑
(n+1)
，截取L1上相邻两点间的l1‑
n
线段，输入左岸边过渡料的填筑宽度W，使得多段线l1‑
n
沿坝轴线方向，向对岸方向偏移W距离，获得多段线l`1‑
n
、第一偏移路径W
n
、第二偏移路径W`
n
；由所述多段线l1‑
n
，多段线l`1‑
n
，第一偏移路径W
n
、第二偏移路径W`
n
组成第一闭合区域β
n
，其中，n大于等于1。
[0008]103、基于web端将所述闭合区域β
n
沿Z轴向下进行拉伸Z
n
的距离，获得第二闭合区域β`
n
；第一闭合区域β
n
、第二闭合区域β`
n
与拉伸路径距离Z
n
组成拉伸模型V
n
，所述拉伸模型V
n
与所述三维地形基础模型几何面γ1做布尔运算，获得左岸边过渡料模型，依次重复操作，获得左岸边过渡料模型{V1‑1`、V1‑2`、
……
V1‑
n
`}，同理获得右岸边过渡料模型{V2‑1`、V2‑2`、
……
V2‑
n
`}。
[0009]优选地，拉伸模型V
n
与三维地形基础模型做布尔运算，是拉伸模型V
n
与三维地形基础模型几何面γ1的布尔运算后，保留靠近河道中心一侧的封闭体模型V
n
`，该河道中心一侧的封闭体模型V
n
`为过渡料模型V
n
`。
[0010]其中，拉伸模型V
n
与三维地形基础模型几何面γ1的布尔运算后，保留靠近河道中心一侧的封闭体模型V
n
，是遍历三维地形基础模型的左岸几何面γ1的所有三角面片、遍历拉伸模型V
n
的所有三角面片，分别提取所述三维地形基础模型的左岸几何面γ1上的三角面片{γ1‑1、γ1‑2、γ1‑3、
……
γ1‑
n}
、拉伸模型V
n
上的三角面片{V1‑1、V1‑2、V1‑3、
……
V1‑
n
}，大坝左岸拉伸模型的三角面片V1‑
n
与左岸三角面片γ
n
‑1求布尔交线l
n1
，同理依次求得布尔交线{l
n2
、l
n3
、
……
l
nn
}、将所述布尔交线{l
n1
、l
n2
、
……
l
nn
}按照相邻端点共用的原则自左至右依次连接起来，形成大坝左岸布尔交线L11；同理获得大坝右岸布尔交线L21。
[0011]优选地，通过布尔交线L11把三维地形基础模型的左岸几何面γ1和拉伸模型V
n
上经过的三角面片进行切割，分别形成切割后的两种不同的三角面片，两种为三角面片{ξ1、ξ2、ξ3、
…
ξ
n
}，三角面片{ξ`1、ξ`2、ξ`3、
…
ξ`
n
}；在所述布尔交线L11中获取最小的直线线段SL，从SL分别对所有经过的三角面片{ξ1、ξ2……
ξ
n
}、三角面片{ξ`1、ξ`2、
……
ξ`
n
}和未被切割的三角面{γ1‑1、γ1‑2、γ1‑3、
……
γ1‑
n
}中未被切割的三角面片、拉伸模型三角面{V1‑1、V1‑2、V1‑3、
……
V1‑
n
}进行沿布尔交线遍历，大坝左岸形成m个连续封闭面F，其中，m大于等于1。
[0012]优选地，在m个连续封闭面F中选择可构成目标料区内几何体的面f首尾相连形成封闭体V
n
`，该封闭体V
n
`为大坝填筑左岸边的过渡料模型V1`；同理获得大坝填筑右岸边的过渡料模型V2`。
[0013]优选地，基于web端获取三维地形基础模型的左岸边界线L1、右岸边界线L2；是通过如下步骤得到：
[0014]201、根据大坝及大坝基础开挖施工设计数据信息建立三维地形基础模型、在线建立三维参考坐标系；
[0015]202、对在三维参考坐标系赋大坝规划高程值后获取平面β1，平面β1与三维地形基础模型的左岸几何面γ1、右岸几何面γ
11
分别做布尔运算获得三维地形基础模型的左边界线L1、右岸边界线L2；
[0016]优选地，做布尔运算获得三维地形基础模型的左边界线L1、右岸边界线L2，是提取平面β1和三维地形基础本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：101、基于web端获取三维地形基础模型的左岸边界线L1、右岸边界线L2；102、基于web端在所述左岸边界线L1上选取所述三维地形基础模型范围内的至少两个不同的坐标点Q
L1
‑
n
、Q
L1
‑
(n+1)
，截取L1上相邻两点间的l1‑
n
多段线，输入左岸边过渡料的填筑宽度W，使得岸边的多段线l1‑
n
沿坝轴线方向，向对岸方向偏移W距离，获得河道的多段线l`1‑
n
、第一偏移路径W
n
、第二偏移路径W`
n
；由所述岸边的多段线l1‑
n
、河道的多段线l`1‑
n
、第一偏移路径W
n
、第二偏移路径W`
n
组成第一闭合区域β
n
，其中，n大于等于1。103、基于web端将所述第一闭合区域β
n
沿Z轴向下进行拉伸Z
n
的距离，获得第二闭合区域β`
n
；所述第一闭合区域β
n
、第二闭合区域β`
n
与拉伸路径距离Z
n
组成拉伸模型V
n
，所述拉伸模型V
n
与所述三维地形基础模型几何面γ1做布尔运算，获得左岸边过渡料模型V1`，依次重复操作，获得左岸边渡料模型{V1‑1`、V1‑2`、
……
V1‑
n
`}，同理获得右岸边过渡料模型{V2‑1`、V2‑2`、
……
V2‑
n
`}。2.根据权利要求1所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，所述拉伸模型V
n
与所述三维地形基础模型几何面γ1做布尔运算，是所述拉伸模型V
n
与三维地形基础模型几何面γ1的布尔运算后，保留靠近河道中心一侧的封闭体模型V
n
`，所述河道中心一侧的封闭体模型V
n
`为过渡料模型V
n
`。3.根据权利要求2所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，所述拉伸模型V
n
与三维地形基础模型几何面γ1的布尔运算后，保留靠近河道中心一侧的封闭体模型V
n
`，是遍历三维地形基础模型的左岸几何面γ1的所有三角面片、遍历拉伸模型V
n
的所有三角面片，分别提取所述三维地形基础模型的左岸几何面γ1上的三角面片{γ1‑1、γ1‑2、γ1‑3、
……
γ1‑
n}
、所述拉伸模型V
n
上的三角面片{V1‑1、V1‑2、V1‑3、
……
V1‑
n
}，所述大坝左岸拉伸模型的三角面片V1‑
n
与左岸三角面片γ
n
‑1求布尔交线l
n1
，同理依次求得布尔交线{l
n2
、l
n3
、
……
l
nn
}、将所述布尔交线{l
n1
、l
n2
、
……
l
nn
}按照相邻端点共用的原则自左至右依次连接起来，形成大坝左岸布尔交线L11；同理获得大坝右岸布尔交线L21。4.根据权利要求3所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，通过所述布尔交线L11把三维地形基础模型的左岸几何面γ1和拉伸模型V
n
上所经过的三角面片进行切割，分别形成切割后的两种不同的三角面片，所述两种为三角面片{ξ1、ξ2、ξ3、
…
ξ
n
}、三角面片{ξ`1、ξ`2、ξ`3、
…
ξ`
n
}；在所述布尔交线L11中获取最小的直线线段SL，从SL分别对所有经过的三角面片{ξ1、ξ2……
ξ
n
}、三角面片{ξ`1、ξ`2、
……
ξ`
n
}和三角面片{γ1‑1、γ1‑2、γ1‑3、
……
γ1‑
n
}中未被切割的三角面片、拉伸模型三角面{V1‑1、V1‑2、V1‑3、
……
V1‑
n
}进行沿布尔交线遍历，大坝左岸形成m个连续封闭面F，其中，m大于等于1。5.根据权利要求4所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，在所述m个连续封闭面F中选择可构成目标料区内几何体的面f首尾相连形成封闭体V
n
`，所述封闭体V
n
`为所述大坝填筑左岸边的过渡料模型V1`；同理获得大坝填筑右岸边的过渡料模型V2`。6.根据权利要求1所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，所述基于web端获取三维地形基础模型的左岸边界线L1、右岸边界线L2；是通过如下步骤得到：
201、根据大坝及大坝基础开挖施工设计数据信息建立三维地形基础模型、在线建立三维参考坐标系；202、对在所述三维参考坐标系赋大坝规划高程值后获取平面β1，所述平面β1与所述三维地形基础模型的左岸几何面γ1、右岸几何面γ
11
分别做布尔运算获得所述三维地形基础模型的左边界线L1、右岸边界线L2。7.根据权利要求6所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，所述做布尔运算获得所述三维地形基础模型的左边界线L1、右岸边界线L2，是提取所述平面β1和所述三维地形基础模型的左岸几何面γ1三角网格模型、右岸几何面γ
11
的三角网格模型；所述左岸几何面γ1三角网格模型是遍历所述左岸几何面γ1和所述平面β1上的所有三角面片，提取左岸几何面γ1上的三角面片{γ1‑1、γ1‑2、γ1‑3、
……
γ1‑
n
}，平面β1上的三角面片{β1‑1、β1‑2、β1‑3、
……
β1‑
n
}，计算出所述左岸几何面γ1上的三角面片γ1‑
n
与平面β1上的三角面片β1‑
n
的交线l
n
；同理获得交线{l1、l2、l3、
……
l
n
}，将所述交线{l1、l2、l3、
……
l
n
}自左至右依次连接起来，获得左岸边界线L1；同理算法获得所述右岸边界线L2。8.根据权利要求7所述的一种基于web端的大坝填筑岸边过渡料模型构建的方法，其特征在于，所述计算出所述左岸几何面γ1上的三角面片γ1‑
n
与平面β1上的三角面片β1‑
n
的交线l
n
之前，还需计算所述左岸三角面片γ1‑
n
的顶点到平面β1的距离；在所述左岸几何面γ1上的三角面片γ1‑
n
与平面β1上的三角面片β1‑
n
所在的平面分别为γ2平面与平面β1，平面β1的一般式方程表达为：N1·
X1+K1＝0
ꢀꢀ
(1)其中，N1为β1平面的法向量，X1为β1平面上的任意点，K1为常量；γ2用平面的一般式方程表达为：N2·
X2+K2＝0
ꢀꢀ
(2)其中，N2为γ2平面的法向量，X2为γ2上的任意点，K2为常量；所述β1平面方程和γ2平面的交线L达方程式为：L＝D
·
t+O
ꢀꢀ
(3)其中，D＝N1×
N2，D为交线L的方向向量，t为方程的参数，O为L任意一点，N1为平面β1的法向量，N2为平面γ2的法向量；所述三角面片γ1‑
n
的顶点到平面β1的距离表达式为：d
Vi1
＝(N1·
V
i1
+K1)/|N1|，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，李尔康，孙龙田，葛瑞华，黄磊，李梦，孙阳，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：