BIM在建筑工程勘察三維虛擬現(xiàn)實可視化中應用

摘要：新常態(tài)下，建筑業(yè)在我國國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的地位，穩(wěn)定建筑業(yè)市場，促進房地產(chǎn)持續(xù)健康發(fā)展，是建筑領域中必不可少的研究話題。基于經(jīng)濟新常態(tài)的視角，我國經(jīng)濟增速緩慢，建筑業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進入平穩(wěn)期。

關鍵詞：BIM；建筑工程勘察三維虛擬現(xiàn)實可視化；應用

引言

建筑工程勘察中運用鉆探等方式開展工作，能夠有效掌握建筑地下空間的具體情況，然而勘探結構通常是被繪制成二維圖紙，將BIM運用到建筑工程當中，是當前建筑工程發(fā)展的重點。

1、BIM概述

建筑信息模型簡稱BIM，其主要是借助數(shù)字模型來實現(xiàn)項目的施工與設計。BIM在設計環(huán)節(jié)往往需要借助計算機的輔助技術，BIM是基于計算機等多種技術發(fā)展而成的一種多維的模型信息的集成，其可以在設計建筑項目的過程中，充分地表現(xiàn)出建筑項目的可視化及承載化。

2、BIM與三維地質建模

BIM在建筑工程勘察中，通過構建三維可視化模型，并結合建筑結構等專業(yè)性知識，開展建筑工程的各相工作。從廣義角度來看，三維地質建模包含建筑工程勘察成果三維可視化。匯集巖土工程勘探數(shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)、化探數(shù)據(jù)、水溫檢測數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、地質圖、地形圖、等深圖、剖面圖等多種原始數(shù)據(jù)，一次形成具有數(shù)字化的三維地質模型，能夠直觀的將地質內部屬性展現(xiàn)出來，充分展示出地質結構內部的多種數(shù)據(jù)和變化規(guī)律。BIM所形成的數(shù)字模型能夠將真實的地理環(huán)境轉化成虛擬圖像，數(shù)字模擬與基礎空間分析有助于用戶推斷信息，從而規(guī)避風險。三維地質建模使用范圍較廣，其中在建筑工程中運用時通過構建三維地質模型，為工程勘探工作提供良好的理論依據(jù)，使地質規(guī)劃設計師與建筑工程師能夠直觀、準確、真實的看到施工地區(qū)的地質情況，確保工程設計與施工的科學性、合理性與準確性，提高工程施工質量。因此，城市建設部門、工程施工企業(yè)、城市管理部門、城市規(guī)劃部門對三維地質建模逐漸起到了重視。近年來，國內外在三維地質建模方面均有不同的發(fā)展，在信息技術的推動下，各種形式的三維地質建模軟件如雨后春筍一般陸續(xù)問世，其中，地質GIS、GOCAD、GeoMo3D三維地質建模軟件應用較為廣泛。從我國三維建模軟件在我國建筑工程中應用來看，僅有少數(shù)三維地質建模軟件被運用到建筑工程勘察工作中，且三維地質建模軟件無法達到地質建模和全面可視化的要求與標準。

3、基于BIM三維地質建模現(xiàn)狀及存在問題

目前很多機構都在嘗試使用BIM技術進行三維地質建模研究，基于BIM技術開發(fā)的AutoCADCivil3D軟件就是其中的代表。但在建筑勘察領域，當前的BIM技術應用還存在以下問題：（1）三維地質建模理論問題。當前斷層、褶皺等建模理論都存在較大爭議，且相關數(shù)據(jù)來源構成復雜、精度低、費用高。（2）針對建筑勘察領域的BIM技術尚無專業(yè)的三維地質建模軟件，而二次開發(fā)又需耗費大量人力物力，未能體現(xiàn)BIM技術的優(yōu)勢。（3）BIM技術和三維地質建模相結合的問題。現(xiàn)有的BIM軟件不能很好地表達出三維地質建模的算法與理論，且數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)格式轉換困難。

4、BIM技術在建筑工程勘察三維虛擬現(xiàn)實可視化中的應用

4.1全面搜集建筑工程勘察施工地的地質資料，在Architecture建模軟件中借助所搜街的地質資料，通過運用“內建模型”構件繪制“三維柵格剖面圖”，利用不同的顏色將建筑層逐一標注出來，從而實現(xiàn)鉆探資料的三維可視化，將巖層分布規(guī)律直觀的反映出來。

4.2利用已繪制出的“三維柵格剖面圖”構建建筑工程項目的地質模型，為簡化三維模型制作過程，不用建筑層內部透鏡體地質表示出來。三維地質模型構建完成后，利用建模軟件中剖面截取工具，獲取工程地質的剖面圖，此過程與二維剖所展示的信息有所不同，由Architecture軟件所獲取的剖面圖表示某個矩形框在建筑層信息上的投影內容。

4.3BIM核心建模軟件，如機電與其他各系統(tǒng)的設計軟件、建筑與結構設計軟件等。雖然當下我國已有企業(yè)自行對相對獨立的三維建筑工程其實信息系統(tǒng)進行研制，可是卻缺少能夠交換結構和建筑等專業(yè)數(shù)據(jù)的接口，導致各專業(yè)無法實現(xiàn)協(xié)作。若想在建筑工程勘察中使用BIM技術，則必須借助已有的BIM軟件，實現(xiàn)建筑工程勘察成果的三維可視化，同時還必須能夠配合其他專業(yè)共同開展工作。希望借助Revit軟件來驗證這一方法是否可行。Revit軟件在建筑界已有較為成熟的三維建模技術，其舍棄了傳統(tǒng)的以CAD平臺為基礎而構建的三維建模的部分繁瑣操作，而且其應用編程接口（API）的功能非常強大，RevitAPI提供了訪問Revit功能的接口，能夠將Revit軟件中的建筑信息模型與可視化、分析應用程序有效的結合起來，用戶可以結合自身的需求對Revit功能加以適當?shù)难由欤孕兄谱髂Ｐ汀＝Y合建筑工程勘察成果的三維可視化需要，再借助RevitAPI實施二次開發(fā)編程，可以使建筑層三維地質建模效率實現(xiàn)顯著的提升。

4.4利用Revit Architecture軟件能夠將三維地質模型的基坑開挖進程可視化。因建模軟件具有較大的局限性，基坑開挖區(qū)域選取地表層以下的雜填土、淤泥、粉質粘土等，根據(jù)建筑工程的具體施工要求，在建筑剖面圖上進行截圖處理。運用Revit Architecture軟件對建筑工程進行勘察時，因受到外物限制，出現(xiàn)以下幾種情況：a.鉆孔資料輸入與建筑層模型構建均需要依靠人工操作來完成，因模型構建環(huán)節(jié)較為復雜，出錯率較高，直接影響到建筑工程勘察結果。為保證BIM技術能夠在建筑工程中正常使用，需提升某型構建效率，確保模型構建的準確性。b.BIM三維地質模型構建體系僅能對常規(guī)型建筑地層處理，若建筑地層內部含有透鏡體或者是尖滅體等，BIM技術將無法對建筑底層進行后期處理，降低勘察結果的準確性。c.利用Revit Architecture軟件對基坑開挖進行模擬，只能通過手動事項對建筑層的操作。d.建筑工程勘察模型的輸出接口與計算存在一定的欠缺。從我國BIM技術在建筑工程的應用情況來看，想要利用Revit Architecture軟件實現(xiàn)可視化勘察效果，解決軟件使用的局限性問題，應構建與建筑工程勘察地區(qū)建筑層相符合的建筑層數(shù)據(jù)庫，并利用RevitAPI對建筑工程勘察成果實施二次開發(fā)處理，解決建筑工程接口問題，實現(xiàn)模型的輸出與構建。另外，使用RevitAPI技術對建筑工程進行二次開發(fā)時，應構建具有準確性的建筑底層模型，并參考相關三維地質模型研究成果。

結語

通過建筑工程勘察BIM初步實踐可以發(fā)現(xiàn)，借助已有的BIM軟件把建筑工程勘察成果三維可視化，可以將地下工程地質信息和上部建筑充分地整合起來。盡管在建筑工程勘察成果中使用BIM軟件還受到一定的局限，可是倘若借助Revi-tAPI二次開發(fā)技術，并對Revit本地建筑層族庫加以構建，再參考三維地質模型構建研究成果，是可以將BIM技術充分使用于建筑工程勘察之中，而且可以實現(xiàn)其與結構、建筑等專業(yè)的協(xié)作，共同促進建筑行業(yè)的發(fā)展。

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