CN109472483B - 一种基于bim模型及航拍技术的工地现场建模方法和*** - Google Patents

一种基于bim模型及航拍技术的工地现场建模方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法和***，方法包括如下步骤：1)利用航拍设备获取工地现场的地理信息数据；2)将工地现场的实际地形图片导入到三维建模软件中制作成工地现场的实际地形图的三维仿真模型；3)利用建模软件建立工地现场环境的BIM模型；4)将所述BIM模型经解析、转换、轻量化后导入步骤2)所得的所述三维仿真模型中，将所述BIM模型和工地现场的所述三维仿真模型结合形成一套开源的***；5)将步骤4)所得的开源的***与业务***进行整合后统一集成到工程建设信息化管理平台中以供管理者登录使用。该建模方法可以解决传统的建模方法通用性差，不能够实现工程建设的信息化、智慧化的技术问题。

Description

一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法和***
技术领域
本发明涉及数字建模技术领域，尤其涉及一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模 方法和***。
背景技术
建筑信息化模型(BIM)的英文全称是Building Information Modeling，是一个完备的 信息模型，能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一 个模型中，方便的被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息， 为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化， 各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。BIM不是简单的将数 字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。 这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大 量减少风险。
目前基于BIM模型加地理信息信息***(GIS)的应用几乎已成为工程建设公司的常规应 用，其可以作为工程项目的一个初步规划设计、方案比选和宣传。GIS是大场景下的地理信 息，涵盖地理信息涵盖范围广但较为粗略，对具体工地现场的地理信息不能达到所需要的精 细程度。传统BIM加GIS的三维模型大多只是简单将BIM模型与GIS结合，并未实现模型数 据的开源化，没有结合各类***并实现二次开发的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法， 该建模方法可以解决传统的建模方法通用性差，不能够实现工程建设的信息化、智慧化的技 术问题。
本发明所解决的另一个技术问题是：提供一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模 ***。
为解决上述第一个技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于BIM模型及航拍技 术的工地现场建模方法，包括以下步骤：
1)利用航拍设备获取记录有工地现场的地理信息数据的实际地形图；
2)将记录有工地现场的地理信息数据的实际地形图导入到三维建模软件中，进行空三加 密计算生成点云数据，利用所述点云数据制作成工地现场的实际地形图的三维仿真模型；
3)利用建模软件建立工地现场环境的BIM模型，所述工地现场环境包括建筑、设备、设 施；
4)将所述BIM模型经解析、转换、轻量化后导入步骤2)所述的三维仿真模型中形成工 程三维模型，将所述BIM模型和工地现场的所述三维仿真模型结合形成一套开源的***；
5)将步骤4)所得的开源的***与业务***进行整合后统一集成到工程建设信息化管理 平台中以供管理者登录使用。
作为一种改进的方式，所述步骤2)中的所述三维建模软件为Smart3D，所述步骤3)中 的所述建模软件为Revit。
作为一种改进的方式，将所述步骤4)所得的开源的***进行二次开发。
作为一种改进的方式，将步骤4)所得的开源的***与进度监控***结合，包括以下步 骤：
S1、利用BIM建立工程的施工模型；
S2、利用BIM将工程中的构件准确划分；
S3、编制构件的进度计划,根据进度计划，按阶段将划分好的构件信息(包括生产厂家、 运输人、接收人、安装人、安装工序、关联构件等)导入物料管理平台；
S4、物料管理平台生成该物料的二维码，这个二维码包括此构件从生产加工到吊装完成 过程的所有信息,从生产到安装甚至运维用阶段，该二维码一直伴随这该构件；
S5、每过一程序，相关负责人通过物料管理APP扫描二维码进行确认是否完成
S6、该数据及时同步到BIM的三维模型和构件进度***中，客户端可通过平台及时了解 所有构件的进度情况。
作为一种改进的方式，将步骤4)所得的开源的***与定位***结合，包括以下步骤：
S1、在工程三维模型中，根据实际情况设定定位基站的位置；
S2、按照工程三维模型中设定好的定位基站位置在实际工程中安装定位基站，连接好主 机和上位机，人员携带标签进入现场进行调试，调试成功后，形成三维定位***；
S3、将三维定位***与工程三维模型对接组合，对接组合成功之后，在工程三维模型中 可以显示实时定位情况,在工程三维模型中显示人员的具体三维位置以安排调配人员。
作为一种改进的方式，将步骤5)所得的开源的***与设备检测***结合，包括以下步 骤：
S1根据实际使用情况，对所有工程设备的使用、故障维修情况进行录入到工程建设信息 化管理平台中；
S2将设备的实时监控***并入到工程建设信息化管理平台中，在平台中可实时了解设备 现场情况；
S3使用者在工程建设信息化管理平台获得任意位置设备的详细信息以及发现发生故障设 备的具***置并采取措施。
作为一种改进的方式，所述航拍设备为无人机。
为解决上述第二个技术问题是：本发明提供一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建 模***，其由上述的基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法形成。
本申请的工地现场建模方法具有以下技术效果：
1、利用无人机航拍获取地理信息建立的工地现场三维模型比GIS大场景下的更加具有针 对性、更加精细，便于施工场地的布置和电子沙盘的制作；
2、将BIM模型与工地现场模型结合，形成了工程的真三维模型，方便管理者更加直观的 了解工程现场情况；
3、对各种BIM模型数据进行开源化处理，形成一套基于BIM模型数据及无人机航拍技术 的工地现场模型数据的***，便于与各类***结合和二次开发，以实现程建设的信息化、智 慧化。
将进度监控***与开源的模型结合，模型可根据现场人员填报的进度进行三维的显示。
将定位***与开源的模型结合，在三维模型中可以显示人员的具体三维位置，以便及时 调配人员。
将设备检测***与开源的模型结合，在工地现场模型中可以了解任意位置设备的详细信 息以及发现发生故障设备的具***置，以便第一时间采取措施。
将现场设备检测***与开源的模型结合，在工地现场模型中选择想查看的区域，该区域 的现场监控画面即可显示，便于工地的管理。
附图说明
图1是基于BIM模型及无人机航拍技术的工地现场建模方法的***流程图；
图2基于三维模型的构件监控***组成示意图；
图3基于三维可视化员工实时定位***的组成图；
图4是工程设备安全监控***流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法，具体包括如下步骤：
1、利用无人机航拍技术获得工地现场地形图片，基本技术路线为：设置无人机进行航拍 的基本参数(包括航行路线、横纵向照片重叠率、飞行高度、镜头倾斜度等)—工地现场操 控无人机采集现场地形数据。
2、将无人机采集的记录有工地现场的地理信息数据的实际地形图导入到Smart3D三维建 模软件中，进行空三加密计算生成点云数据，利用所述点云数据制作成工地现场的实际地形 图的三维仿真模型；将无人机采集的地形图片导入Smart3D软件中，进行空三加密计算生成 点云数据，通过该数据制作工程现场的实际地形图。
3、利用Revit等建模软件建立工地现场涉及到的建筑、设备、设施等的BIM模型。
4、BIM模型经解析、转换、轻量化后导入第二部的工地现场地理三维模型中，在此过程 中实现BIM模型数据元素的开源化。
5、将BIM模型和工地现场三维模型结合形成一套开源的***，便于三维模型与业务*** 整合(业务***包括进度监控***、设备监控***、定位***、现场监控***等)和二次开 发。
6、将所有结合后的***统一集成到企业的工程建设信息化平台中，以便管理者登录使用。
如图2所示，该基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法形成的***将进度监控系 统与开源的模型结合，包括以下步骤：
S1、利用BIM建立工程的施工模型；
S2、利用BIM将工程中的构件准确划分；
S3、编制构件的进度计划,根据进度计划，按阶段将划分好的构件信息(包括生产厂家、 运输人、接收人、安装人、安装工序、关联构件等)导入物料管理平台；
S4、物料管理平台生成该物料的二维码，这个二维码包括此构件从生产加工到吊装完成 过程的所有信息,从生产到安装甚至运维用阶段，该二维码一直伴随这该构件；
S5、每过一程序，相关负责人通过物料管理APP扫描二维码进行确认是否完成
S6、该数据及时同步到BIM的三维模型和构件进度***中，客户端可通过平台及时了解 所有构件的进度情况。开源的***模型与现场监控***结合，在工地现场模型中选择想查看 的区域，该区域的现场监控画面即可显示，便于工地的管理。
如图3所示，开源的***模型与定位***结合，包括以下步骤：
S1、在工程三维模型中，根据实际情况设定定位基站的位置；
S2、按照工程三维模型中设定好的定位基站位置在实际工程中安装定位基站，连接好主 机和上位机，人员携带标签进入现场进行调试，调试成功后，形成三维定位***；
S3、将三维定位***与工程三维模型对接组合，对接组合成功之后，在工程三维模型中 可以显示实时定位情况,在工程三维模型中显示人员的具体三维位置以安排调配人员。
如图4所示，开源的***与设备检测***模型结合，包括以下步骤：
S1根据实际使用情况，对所有工程设备的使用、故障维修情况进行录入到工程建设信息 化管理平台中；
S2将设备的实时监控***并入到工程建设信息化管理平台中，在平台中可实时了解设备 现场情况；
S3使用者在工程建设信息化管理平台获得任意位置设备的详细信息以及发现发生故障设 备的具***置并采取措施。
该基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法，利用无人机航拍技术获得工地现场的 地理数据，利用软件对无人机获得的地形数据进行处理，建立工地现场的地理三维模型，对 工地现场进行场地布置，规划各个建筑、施工设施和工程设备的安置位置，利用软件建立建 筑、施工设施和工程设备的BIM模型，经解析、转换、轻量化后导入工地现场地理三维模型 中，实现三维场景数据元素的导入和动态更新，BIM模型和工地现场地形模型结合，其模型 的数据可对外开放，形成一套模型数据开源的***。
该基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法具有以下的特点：
1、利用无人机航拍获取非常精细的工地现场地理信息数据；
2、利用建模软件建立施工场地中的建筑物、工程设备、施工设施等的BIM模型，利用无 人机航拍技术建立工程现场的地理三维模型，并将他们结合形成工程的真三维模型；
3、对BIM模型和地形的数据元素实行开源化，实现三维施工场地数据元素的导入和动态 更新；
4、BIM和建设场地的数据模型给智慧***预留端口，方便各类智慧***的接入。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用 或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示 例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的 范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (5)

1.一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用航拍设备获取记录有工地现场的地理信息数据的实际地形图；
2)将所述实际地形图导入到三维建模软件中，进行空三加密计算生成点云数据，利用所述点云数据制作成工地现场的实际地形图的三维仿真模型；
3)利用建模软件建立工地现场环境的BIM模型，所述工地现场环境包括建筑、设备及设施；
4)将所述BIM模型经解析、转换、轻量化后导入步骤2)所述的三维仿真模型中形成工程三维模型，将所述BIM模型和工地现场的所述三维仿真模型结合形成一套开源的***；
5)将步骤4)所得的开源的***与业务***进行整合后统一集成到工程建设信息化管理平台中以供管理者登录使用；
其中，将步骤4)所得的开源的***与进度监控***结合，包括以下步骤：S1、利用BIM建立工程的施工模型；S2、利用BIM将工程中的构件准确划分；S3、编制构件的进度计划,根据进度计划，按阶段将划分好的构件信息导入物料管理平台；S4、物料管理平台生成该物料的二维码，这个二维码包括此构件从生产加工到吊装完成过程的所有信息,从生产到安装甚至运维用阶段，该二维码一直伴随这该构件；S5、每过一程序，相关负责人通过物料管理APP扫描二维码进行确认是否完成；S6、该数据及时同步到BIM的三维模型和构件进度***中，客户端可通过平台及时了解所有构件的进度情况；
将步骤4)所得的开源的***与定位***结合，包括以下步骤：S1、在工程三维模型中，根据实际情况设定定位基站的位置；S2、按照工程三维模型中设定好的定位基站位置在实际工程中安装定位基站，连接好主机和上位机，人员携带标签进入现场进行调试，调试成功后，形成三维定位***；S3、将三维定位***与工程三维模型对接组合，对接组合成功之后，在工程三维模型中可以显示实时定位情况,在工程三维模型中显示人员的具体三维位置以安排调配人员
将步骤5)所得的开源的***与设备检测***结合，包括以下步骤：S1、根据实际使用情况，对所有工程设备的使用、故障维修情况进行录入到工程建设信息化管理平台中；S2、将设备的实时监控***并入到工程建设信息化管理平台中，在平台中可实时了解设备现场情况；S3、使用者在工程建设信息化管理平台获得任意位置设备的详细信息以及发现发生故障设备的具***置并采取措施。
2.如权利要求1所述的基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法，其特征在于，步骤2)中的所述三维建模软件为Smart3D，所述步骤3)中的所述建模软件为Revit。
3.如权利要求1所述的基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法，其特征在于，将所述步骤4)所得的开源的***进行二次开发。
4.如权利要求1所述的基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模方法，其特征在于，所述航拍设备为无人机。
5.一种基于BIM模型及航拍技术的工地现场建模***，其特征在于，由权利要求1所述的方法形成。
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无人机遥感在地面目标变化监测中的应用研究;喻静敏等;《电子测量技术》;20180531;第95-98页 *

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