一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法技术

本发明专利技术提出了一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，包括以下步骤：步骤一：河湖施工图的绘制步骤二：水闸工程图的绘制步骤三：景观图纸的绘制步骤四：生态河湖工程虚拟现实系统架构本发明专利技术将传统二维地形测量数据处理手段提升到直接在三维地形模型中进行检查、编辑与修正，直接在可视化的环境下处理地形，节约了设计人员的三维空间想象时间，数据逐项核对时间以及规避了后期设计、算量过程中可能出现的因地形误差可能出现返工的风险。的因地形误差可能出现返工的风险。的因地形误差可能出现返工的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法


[0001]本专利技术涉及河湖的生态工程设计领域，特别是指一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法。

技术介绍

[0002]随着国家不断加强对水库生态环境的重视程度，库区的生态环境修复治理成了一项急迫而重要的任务。在库区治理方案的设计以及正常运行阶段，库容曲线是一项非常重要的参数，其准确性对设计规模及运行方案的合理确定具有十分重要的意义。
[0003]随着科学技术的不断进步以及CAD技术的快速发展，许多学者和工程技术人员在库容曲线的计算方法上也作了相关研究，如江惠芳[1]、张莉芳等[2]、陆家驹[3]等利用卫星遥感图像提取库区的水体面积，并结合影像成像时对应的实测库水位，根据等高线体积法推算水位库容曲线；张建新[4]、许辉熙等[5]、孙玉兵[6]等利用实测库区地形图采用DEM(Digital Elevation Model)法对库容曲线进行了计算；王领法[7]、陆桂华等[8]等通过计算每块地形三角网与给定高程之间棱柱体的体积，然后叠加所有给定高程下的棱柱体计算库容曲线；曹培国[9]等采用基于闭合等高线的等高线体积法计算库容；江明新[10]等通过对库区固定横断面地形的复测，分析了河床的演变并修正了库容曲线。这些方法的基本原理都是按照微积分学的方法进行切割、分块、求和而成，在实际项目的运用过程中发现这些方法均以实测的库区地形资料进行的近似计算，计算成果精度与采样的间距关系密切，一般采样间距越小，结果精度就越高，但是随之而来的计算量就越大，对计算机的要求也更高。如果是人工手算将会耗费大量的人力重复劳动，如果是计算机计算将会消耗大量的计算机内存，效率均不高。对于规模较小的库区，应用上述方法的计算精度、效果基本能满足工程设计要求，但是在计算库区范围较大的库容时，计算精度和效率就大打折扣，并且计算过程较繁琐。
[0004]本研究结合我院生态河湖治理工程的特点和难点，通过将BIM与VR技术进行有机融合，创造性的应用于生态水利中，形成了一套集可视化协同设计和智能分析为一体的设计平台和操作手册，为项目前期方案对比、决策提供了有力科学依据，提高了工作效率、节约了成本。首次在大规模景观项目中运用BIM技术实现全过程设计，相对于传统二维制图大大提高了出图效率以及丰富了方案表达效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，解决了现有技术中存在的诸多问题。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：河湖施工图的绘制
[0009]S1、将所需要计算的地形创建成可编辑处理的三维地形曲面；
[0010]S2、根据真实地形曲面算得实际水体体积，得到最终的水体规模和水位库容曲线；
[0011]S3、创建图幅，出平面、纵断面施工图；
[0012]S4、出横断面施工图；
[0013]步骤二：水闸工程图的绘制
[0014]S5、依据选定的水闸方案，确定消能防冲设施尺寸；
[0015]S6、确定水闸模型的各项参数和水闸轮廓构造尺寸；
[0016]S7、确定水闸三维参数化模型，并抽取二维结构图；
[0017]步骤三：景观图纸的绘制
[0018]S8、景观地形的创建；
[0019]S9、在景观地形的基础上进行构筑物建模；
[0020]S10、完成景观模型后，导出三维和二维图纸；
[0021]其中VR设计方法包括以下步骤：
[0022]步骤四：生态河湖工程虚拟现实系统架构
[0023]S11、虚拟现实场景的开发；
[0024]S12、虚拟现实系统开发；
[0025]S13、增强现实系统开发。
[0026]所述的步骤S1还包括用可视化云图展现不同水位的水库平面水体分布情况。
[0027]所述的步骤S2还包括将提取出的地形曲面数据在Excel中进行数据处理。
[0028]所述的步骤一还包括计算出本工程所有开挖回填工程量和河道护岸各材质的工程量表。
[0029]所述的步骤二还包括提取二维钢筋施工图、钢筋工程量报表。
[0030]所述的步骤S9中的建模还需进行风向、日照、温度、排水、坡度等量化数字分析。
[0031]所述的步骤S10中导出的图纸包括节点效果图、鸟瞰视频、手机端360
°
全景体验图、夜景照明效果图。
[0032]所述的步骤S11中的开发步骤包括景观三维模型构建、图片导入、软件处理、VR呈现。
[0033]所述的步骤S12中的开发步骤包括BIM模型导入、渲染烘焙、UI制作、事件添加、代码写入、系统封装。
[0034]该设计方法所使用的软件包括Autodesk Civil 3D、Autodesk Subassembly Composer、Revit、三维配筋、Abaqus、Autostable、720云软件、Unity3D。
[0035]本专利技术将传统二维地形测量数据处理手段提升到直接在三维地形模型中进行检查、编辑与修正，直接在可视化的环境下处理地形，节约了设计人员的三维空间想象时间，数据逐项核对时间以及规避了后期设计、算量过程中可能出现的因地形误差可能出现返工的风险；本专利技术在河道模型创建完成之后可设定自动统计工程量的标准，可自动计算出本工程所有开挖回填工程量和河道护岸各材质的工程量表；本专利技术根据水闸三维参数化模型，首先利用Revit软件的视图功能，快速抽取二维结构图和三维轴测图；二维断面图与三维BIM模型动态链接，一处修改处处更新。水工结构工程量与三维BIM模型动态实时链接，模型的任何变动都能在工程量表中反映；本专利技术将虚拟现实技术与生态河湖工程相结合，以虚拟现实技术为核心，集成地形、河道、建筑物及景观等BIM模型，构件生态河湖工程虚拟现
实系统架构，进行前期方案对比、后期成果展示、指导施工、运营管理等内容，提高工作效率，节约成本。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为三维地形的创建、编辑及处理示意图；
[0038]图2为设定链接引用的逻辑目标参数的示意图；
[0039]图3为将提取的中间数据在Excel中进行数据处理得到水位～面积～库容曲线的示意图；
[0040]图4为自动生成的横断面图；
[0041]图5为水深的分析云图；
[0042]图6为自动统计工程量标准定制示意图；
[0043]图7为开挖回填工程量自动计算和河道各种护岸材质工程量自动计算的示意图；
[0044]图8为开挖回填工程量表；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，其特征在于，其中BIM设计方法包括以下步骤：步骤一：河湖施工图的绘制S1、将所需要计算的地形创建成可编辑处理的三维地形曲面；S2、根据真实地形曲面算得实际水体体积，得到最终的水体规模和水位库容曲线；S3、创建图幅，出平面、纵断面施工图；S4、出横断面施工图；步骤二：水闸工程图的绘制S5、依据选定的水闸方案，确定消能防冲设施尺寸；S6、确定水闸模型的各项参数和水闸轮廓构造尺寸；S7、确定水闸三维参数化模型，并抽取二维结构图；步骤三：景观图纸的绘制S8、景观地形的创建；S9、在景观地形的基础上进行构筑物建模；S10、完成景观模型后，导出三维和二维图纸；其中VR设计方法包括以下步骤：步骤四：生态河湖工程虚拟现实系统架构S11、虚拟现实场景的开发；S12、虚拟现实系统开发；S13、增强现实系统开发。2.如权利要求1所述的一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，其特征在于：所述的步骤S1还包括用可视化云图展现不同水位的水库平面水体分布情况。3.如权利要求1所述的一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，其特征在于：所述的步骤S2还包括将提取出的地形曲面数据在Excel中进行数据处理。4.如权利要求1所述的一种基于BIM+VR的生态河湖工程设计方法，其特征在于：所述的步骤一还包括计算出本工程所有开挖回填工程...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟明，张文博，娄健康，苏丹，沈静静，李世豪，
申请(专利权)人：孟明，
类型：发明
国别省市：