CN109166173A - 基于bim的多精度三维测绘数据融合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维测绘领域，提出一种基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法。针对复杂且较大范围的水电站，在三维数字化协同设计中各专业对于施工总布置地形要求为：范围大、精度高、模型轻；但通过NURBS曲面生成的地形，范围越大、精度越高，模型越重，这极大的影响了数字化设计效率和运算速度。为解决上述问题，本发明的技术方案要点为：通过对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合，将待测地形区中有建筑结构设计的区域对应的曲面以高精度进行显示，没有建筑结构设计的区域对应的曲面以低精度进行显示，使不同精度的地形曲面显示在同一个NURBS三维地质曲面中。本发明的有益效果是：使模型轻量化，提高了设计效率和计算速度，适用于复杂地质区域的建模。

Description

基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法

技术领域

本发明涉及三维测绘技术，特别涉及如何基于BIM进行多精度三维测绘数据融合的技术。

背景技术

三维测绘数据包含多种格式，其中通过激光点云构建、解析生成的NURBS曲面，特别适用于创建复杂的曲面造型，满足水电站设计对地形要求。

激光点云也称为点云，是利用激光在同一空间参考系下获取物体表面每个采样点的空间坐标，得到的是一系列表达目标空间分布和目标表面特性的海量点的集合，这个点集合就称之为“点云”(Point Cloud)。点云的属性包括：空间分辨率，点位精度，表面法向量等。

NURBS是非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Splines)的缩写，在传统的制图领域是不存在的，是为使用计算机进行3D建模而专门建立的。

在水电站三维数字化设计中，为满足专业间的协同设计需求，最终形成完整的施工总布置模型，要求施工总布置的地形范围要足够大，包含所有专业建筑物；精度足够高，满足各专业设计规范要求；地形足够“轻”，不能影响专业设计效率和计算速度。NURBS曲面生成的地形，是通过增加面数、段数的方法构建地形，地形范围越大、精度越高，曲面个数和段数就越多，模型就会越重，这大大的影响了专业三维数字化设计效率和计算速度。

水电站三维数字化协同设计中各专业对于施工总布置地形要求为：范围大、精度高、模型轻，但通过NURBS曲面生成的地形，范围越大、精度越高，模型越重，这极大的影响了数字化设计效率和运算速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，解决针对复杂且较大范围的水电站，在三维数字化协同设计中各专业对于施工总布置地形要求为：范围大、精度高、模型轻；但通过NURBS曲面生成的地形，范围越大、精度越高，模型越重，极大的影响了数字化设计效率和运算速度的问题。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据三维测绘技术生成待测地形区的NURBS三维地质曲面，通过对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合，将该待测地形区中有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以高精度进行显示，没有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以低精度进行显示，使不同精度的地形曲面显示在同一个NURBS三维地质曲面中。

进一步地，对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合具体包括以下步骤：

步骤1、将NURBS三维地质曲面定义为地形曲面A，在曲面A中，有建筑结构设计的区域对应部分曲面定义为高精度地形曲面B；

步骤2、提取高精度地形曲面B边界轮廓并将该边界轮廓沿竖直上、下两个方向拉伸一定长度，将该边界轮廓形成的侧面定义为曲面M；

步骤3、利用曲面M分割地形曲面A，得到高精度地形曲面B边界轮廓以外的低精度地形曲面C；

步骤4、将曲面M分别和地形曲面A、C进行修剪，得到低精度地形曲面C与高精度地形曲面B衔接部位的结构面Q；

步骤5、将C、B、Q三个面接合，生成一张存在不同区域不同精度的NURBS三维地质曲面。

本发明的有益效果是，通过上述基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，针对复杂且较大范围的地形，在待测地形区的NURBS三维地质曲面中，通过对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合，将有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以高精度进行显示，没有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以低精度进行显示，实现不同区域不同精度的地形在同一NURBS三维地质曲面中显示，并且，使同一NURBS三维地质曲面上不同区域存在不同精度，既满足布置设计范围、设计精度要求，又能够使得模型轻量化，大大提高了设计效率计算速度。

具体实施方式

下面接合实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，由如下步骤组成：

首先，根据三维测绘技术生成待测地形区的NURBS三维地质曲面，其次，通过对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合，将该待测地形区中有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以高精度进行显示，没有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以低精度进行显示，使不同精度的地形曲面显示在同一个NURBS三维地质曲面中。

这里，使同一NURBS三维地质曲面上不同区域存在不同精度，既满足布置设计范围、设计精度要求，又能够使得模型轻量化，大大提高了设计效率计算速度。

实施例

本发明实施例基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，包括如下步骤：

首先，根据三维测绘技术生成待测地形区的NURBS三维地质曲面，其次，通过对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合，将该待测地形区中有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以高精度进行显示，没有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以低精度进行显示，使不同精度的地形曲面显示在同一个NURBS三维地质曲面中。

上述方法中，优选地，对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合具体包括以下步骤：

步骤1、可以将NURBS三维地质曲面定义为地形曲面A，在曲面A中，有建筑结构设计的区域对应部分曲面可以定义为高精度地形曲面B；

步骤2、提取高精度地形曲面B边界轮廓并将该边界轮廓沿竖直上、下两个方向拉伸一定长度，将该边界轮廓形成的侧面定义为曲面M，其中，竖直上、下两个方向拉伸的长度可根据实际需要进行设定；

步骤3、利用曲面M分割地形曲面A，得到高精度地形曲面B边界轮廓以外的低精度地形曲面C；

步骤4、将曲面M分别和地形曲面A、C进行修剪，得到低精度地形曲面C与高精度地形曲面B衔接部位的结构面Q；

步骤5、将C、B、Q三个面接合，生成一张存在不同区域不同精度的NURBS三维地质曲面。

Claims (2)

1.基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据三维测绘技术生成待测地形区的NURBS三维地质曲面，通过对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合，将该待测地形区中有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以高精度进行显示，没有建筑结构设计的区域在NURBS三维地质曲面中对应的曲面以低精度进行显示，使不同精度的地形曲面显示在同一个NURBS三维地质曲面中。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的多精度三维测绘数据融合方法，其特征在于，所述对不同精度的地形曲面进行修剪与重新接合具体包括以下步骤：

步骤1、将NURBS三维地质曲面定义为地形曲面A，在曲面A中，有建筑结构设计的区域对应部分曲面定义为高精度地形曲面B；

步骤2、提取高精度地形曲面B边界轮廓并将该边界轮廓沿竖直上、下两个方向拉伸一定长度，将该边界轮廓形成的侧面定义为曲面M；

步骤3、利用曲面M分割地形曲面A，得到高精度地形曲面B边界轮廓以外的低精度地形曲面C；

步骤4、将曲面M分别和地形曲面A、C进行修剪，得到低精度地形曲面C与高精度地形曲面B衔接部位的结构面Q；

步骤5、将C、B、Q三个面接合，生成一张存在不同区域不同精度的NURBS三维地质曲面。