本發(fā)明屬于綜合管廊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于bim和gis技術(shù)的地下綜合管廊信息管理方法。

背景技術(shù)：

地下綜合管廊，又稱共同溝，它是實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)，建于城市地下用于集中敷設(shè)供水、排水、燃?xì)?、電力、通信等多種市政管線的市政公用隧道。

建筑信息模型(bim)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，并利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、模擬性和信息綜合性等特點(diǎn)。它正在引發(fā)建筑行業(yè)一次史無(wú)前例的徹底變革，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)二維繪圖向三維繪圖的轉(zhuǎn)變，使建筑信息能更加全面、智能、直觀地展現(xiàn)出來(lái)。目前，bim技術(shù)主要用于民用建筑領(lǐng)域，缺乏對(duì)市政工程，尤其是地下管廊領(lǐng)域的全面應(yīng)用，。而對(duì)地下綜合管廊設(shè)計(jì)和建設(shè)而言，構(gòu)建全生命周期的信息化模型，科學(xué)管理的地下綜合管廊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和建設(shè)流程是構(gòu)建城市智慧管廊的重要前提。

地理信息系統(tǒng)(gis)是一個(gè)獲取、存儲(chǔ)、編輯、處理、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，其核心是用計(jì)算機(jī)來(lái)處理和分析地理信息，目前廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估等方面，也應(yīng)用于地域規(guī)劃，公共設(shè)施管理、交通、電信、城市建設(shè)、能源、電力、農(nóng)業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部分。由于地下綜合管廊具有城市大范圍線型網(wǎng)絡(luò)布局特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建和表達(dá)較為困難，gis技術(shù)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

由于地下綜合管廊在空間形態(tài)上既具有城市宏觀層面的狹長(zhǎng)線性特征，內(nèi)部又包含多種細(xì)部構(gòu)造，同時(shí)又在埋在地下，其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中產(chǎn)生信息的統(tǒng)一表達(dá)比較困難。而現(xiàn)有技術(shù)普遍采用抽象的形式去表達(dá)實(shí)際地下綜合管廊空間形態(tài)，直觀性差，無(wú)法真實(shí)反映管廊實(shí)際構(gòu)造和與周邊環(huán)境的關(guān)系，造成很多不必要的設(shè)計(jì)、施工和管理失誤。為此，一種能準(zhǔn)確表達(dá)地下綜合管廊空間、屬性等信息的管理方法十分必要。隨著數(shù)字化技術(shù)不斷融入市政工程行業(yè)，市政設(shè)施的三維數(shù)字化模擬和信息管理已成為研究重點(diǎn)，它可以幫助規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理人員直觀了解市政設(shè)施的空間位置、形態(tài)和基本屬性。作為近年來(lái)迅猛發(fā)展的新型市政基礎(chǔ)設(shè)施，國(guó)內(nèi)部分單位研發(fā)了基于gis技術(shù)的三維地下綜合管廊信息管理平臺(tái)，但在數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)協(xié)同、設(shè)計(jì)模型庫(kù)建立和bim應(yīng)用領(lǐng)域等方面還存在不足，實(shí)現(xiàn)基于gis的bim設(shè)計(jì)和管理應(yīng)用則還未有先例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將gis技術(shù)和bim技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并且應(yīng)用到了綜合管廊工程中，具有可視化、優(yōu)化性、協(xié)同性等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高管理效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的基于bim和gis技術(shù)的地下綜合管廊信息管理方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種基于bim和gis技術(shù)的地下綜合管廊信息管理方法，包括以下步驟：

s1、獲取地下綜合管廊設(shè)計(jì)圖紙和城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)；

s2、制定地下綜合管廊bim建模標(biāo)準(zhǔn)：按照結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施、管線等類別對(duì)綜合管廊所有組成部件的分類標(biāo)準(zhǔn)和唯一編碼規(guī)則進(jìn)行定義，并對(duì)每個(gè)部件包含的屬性結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義；

s3、制作綜合管廊二維gis圖層文件：將步驟s1中獲取的綜合管廊設(shè)計(jì)圖紙和城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)(包括城市路網(wǎng)圖、綜合管廊平面網(wǎng)絡(luò)圖、城市影像圖等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù))導(dǎo)入arcgis、supermap等地圖制作軟件，制作綜合管廊shapefile要素圖層文件；并通過(guò)gis服務(wù)器將綜合管廊shapefile要素圖層文件導(dǎo)入gis數(shù)據(jù)庫(kù)，

s4、構(gòu)建地下綜合管廊bim模型：利用建模軟件依照綜合管廊設(shè)計(jì)圖紙上的方案搭建地下綜合管廊的三維虛擬模型，并基于建模規(guī)則對(duì)組成三維虛擬模型的每個(gè)三維構(gòu)件進(jìn)行唯一編碼和屬性信息的添加和賦值，形成綜合管廊bim模型文件；并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將綜合管廊bim模型文件導(dǎo)入通用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)；

s5、根據(jù)b/s網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立基于bim和gis的地下綜合管廊信息管理平臺(tái)；

s6、通過(guò)bim和gis數(shù)據(jù)的相互索引關(guān)系進(jìn)行空間布局配置，同時(shí)顯示地下綜合管廊二維gis模型和三維bim模型，并根據(jù)模型對(duì)信息進(jìn)行展示、查詢、檢索或定位操作。

進(jìn)一步地，所述地下綜合管廊信息管理平臺(tái)包括gis服務(wù)器、web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和多個(gè)ie客戶端，gis服務(wù)器通過(guò)vpn網(wǎng)絡(luò)與ie客戶端連接，web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)相互連接，所述的局域網(wǎng)與vpn網(wǎng)絡(luò)連接。

進(jìn)一步地，所述gis服務(wù)器和bim模型之間的相互索引關(guān)系為：通過(guò)對(duì)管廊bim模型分段編碼，并基于編碼使每段模型與管廊shapefile要素圖層文件建立一對(duì)一或多對(duì)一的映射關(guān)系，以此實(shí)現(xiàn)bim模型和gis數(shù)據(jù)的相互調(diào)用。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中包含有多個(gè)表，不同類型的數(shù)據(jù)由不同的數(shù)據(jù)表進(jìn)行存儲(chǔ)和管理；

在數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)將基本數(shù)據(jù)的每個(gè)表都定義唯一的主鍵，將該主健值存儲(chǔ)在參考表中，通過(guò)參考表來(lái)定義各表之間的數(shù)據(jù)約束，并對(duì)模型的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，在數(shù)據(jù)建庫(kù)中，最大限度減少數(shù)據(jù)遷移、整理，以降低數(shù)據(jù)集成工作量；

在數(shù)據(jù)管理中，采用數(shù)據(jù)總線集成模式對(duì)多元數(shù)據(jù)進(jìn)行輕量化、高耦合度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、在線發(fā)布、集成管理，保證數(shù)據(jù)完整性，提高數(shù)據(jù)集成性；基于空間四叉樹原理，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行金字塔構(gòu)建，并對(duì)各類空間數(shù)據(jù)建立快速索引機(jī)制。

為實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊工程的bim應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，地下綜合管廊工程中的構(gòu)件形式必須統(tǒng)一，因此需要建立標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族庫(kù)，工程構(gòu)件應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的系統(tǒng)劃分建立族模型，所有構(gòu)件族的集合稱為該工程的構(gòu)件族庫(kù)。步驟s2制作地下綜合管廊bim建模標(biāo)準(zhǔn)包括以下標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族和構(gòu)件命名規(guī)則：管廊主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段模型，管廊主體結(jié)構(gòu)特殊段模型，風(fēng)機(jī)、水泵、配電柜等附屬機(jī)電設(shè)備模型，溫濕度傳感器、氧氣濃度探頭、acu控制柜等監(jiān)控系統(tǒng)模型以及入廊管線模型。

本發(fā)明的有益效果是：

1、方法先進(jìn)：本發(fā)明將gis技術(shù)和bim技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并且應(yīng)用到了綜合管廊工程中，具有可視化、優(yōu)化性、協(xié)同性等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以為后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)工作向更智能化的方向發(fā)展打下基礎(chǔ)，也會(huì)對(duì)整個(gè)行業(yè)bim技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極影響；

2、覆蓋全面：本方法建立了地下綜合管廊bim標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族，包括了大部分的地下綜合管廊實(shí)物模塊信息，能夠更好的在bim中將地下綜合管廊模型構(gòu)建完整，并且配以gis的空間布局配置，更加直觀、真實(shí)；

3、提高管理效率：本發(fā)明采用gis+bim信息融合和技術(shù)集成這一國(guó)際前沿技術(shù)，將bim技術(shù)應(yīng)用擴(kuò)展至城市地下綜合管廊，并構(gòu)建基于gis平臺(tái)的bim數(shù)據(jù)表達(dá)模型，將建筑bim模型和三維gis技術(shù)進(jìn)行深度融合，使設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理人員能夠在三維現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中對(duì)地下綜合管廊相關(guān)信息進(jìn)行多維度分析、多視角空間校驗(yàn)和可視化管理，能夠提高管理效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的地下綜合管廊信息管理方法流程圖；

圖2為利用本發(fā)明的地下綜合管廊信息管理方法搭建的地下綜合管廊信息管理平臺(tái)的界面圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明采用gis+bim信息融合和技術(shù)集成這一國(guó)際前沿技術(shù)，構(gòu)建基于gis平臺(tái)的bim數(shù)據(jù)表達(dá)模型，將建筑bim模型和gis技術(shù)進(jìn)行深度融合，以此形成一體化信息集成平臺(tái)，該平臺(tái)架構(gòu)以面向服務(wù)的設(shè)計(jì)為理念，基于ifc標(biāo)準(zhǔn)和地理空間信息平臺(tái)的集成應(yīng)用思想和技術(shù)方法進(jìn)行數(shù)字化平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建基于b/s網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的地下綜合管廊bim應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，整合空間地理信息資源、地下綜合管廊bim模型與屬性數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊的展示、查詢、檢索、定位等功能，形成一套完善的地下綜合管廊三維可視化信息管理系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，一種基于bim和gis技術(shù)的地下綜合管廊信息管理方法，包括以下步驟：

s1、獲取地下綜合管廊設(shè)計(jì)圖紙和城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)；

s2、制定地下綜合管廊bim建模標(biāo)準(zhǔn)：按照結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施、管線等類別對(duì)綜合管廊所有組成部件的分類標(biāo)準(zhǔn)和唯一編碼規(guī)則進(jìn)行定義，并對(duì)每個(gè)部件包含的屬性結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義；

s3、制作綜合管廊二維gis圖層文件：將步驟s1中獲取的綜合管廊設(shè)計(jì)圖紙和城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)(包括城市路網(wǎng)圖、綜合管廊平面網(wǎng)絡(luò)圖、城市影像圖等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù))導(dǎo)入arcgis、supermap等地圖制作軟件，制作綜合管廊shapefile要素圖層文件；并通過(guò)gis服務(wù)器將綜合管廊shapefile要素圖層文件導(dǎo)入gis數(shù)據(jù)庫(kù)，

s4、構(gòu)建地下綜合管廊bim模型：利用autodeskrevit、catia等建模軟件依照綜合管廊設(shè)計(jì)圖紙上的方案搭建地下綜合管廊的三維虛擬模型，并基于建模規(guī)則對(duì)組成三維虛擬模型的每個(gè)三維構(gòu)件進(jìn)行唯一編碼和屬性信息的添加和賦值，形成綜合管廊bim模型文件；并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將綜合管廊bim模型文件導(dǎo)入通用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)；

s5、根據(jù)b/s網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立基于bim和gis的地下綜合管廊信息管理平臺(tái)；

s6、通過(guò)bim和gis數(shù)據(jù)的相互索引關(guān)系進(jìn)行空間布局配置，同時(shí)顯示地下綜合管廊二維gis模型和三維bim模型，并根據(jù)模型對(duì)信息進(jìn)行展示、查詢、檢索或定位操作。

進(jìn)一步地，所述地下綜合管廊信息管理平臺(tái)包括gis服務(wù)器、web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和多個(gè)ie客戶端，gis服務(wù)器通過(guò)vpn網(wǎng)絡(luò)與ie客戶端連接，web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)相互連接，所述的局域網(wǎng)與vpn網(wǎng)絡(luò)連接。

進(jìn)一步地，所述gis服務(wù)器和bim模型之間的相互索引關(guān)系為：通過(guò)對(duì)管廊bim模型分段編碼，并基于編碼使每段模型與管廊shapefile要素圖層文件建立一對(duì)一或多對(duì)一的映射關(guān)系，以此實(shí)現(xiàn)bim模型和gis數(shù)據(jù)的相互調(diào)用。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中包含有多個(gè)表，不同類型的數(shù)據(jù)由不同的數(shù)據(jù)表進(jìn)行存儲(chǔ)和管理；

在數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)將基本數(shù)據(jù)的每個(gè)表都定義唯一的主鍵，將該主健值存儲(chǔ)在參考表中，通過(guò)參考表來(lái)定義各表之間的數(shù)據(jù)約束，并對(duì)模型的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，在數(shù)據(jù)建庫(kù)中，最大限度減少數(shù)據(jù)遷移、整理，以降低數(shù)據(jù)集成工作量；

在數(shù)據(jù)管理中，采用數(shù)據(jù)總線集成模式對(duì)多元數(shù)據(jù)進(jìn)行輕量化、高耦合度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、在線發(fā)布、集成管理，保證數(shù)據(jù)完整性，提高數(shù)據(jù)集成性；基于空間四叉樹原理，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行金字塔構(gòu)建，并對(duì)各類空間數(shù)據(jù)建立快速索引機(jī)制。

為實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊工程的bim應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，地下綜合管廊工程中的構(gòu)件形式必須統(tǒng)一，因此需要建立標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族庫(kù)，工程構(gòu)件應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的系統(tǒng)劃分建立族模型，所有構(gòu)件族的集合稱為該工程的構(gòu)件族庫(kù)。步驟s2制作地下綜合管廊bim建模標(biāo)準(zhǔn)包括以下標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族和構(gòu)件命名規(guī)則：管廊主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段模型，管廊主體結(jié)構(gòu)特殊段模型，風(fēng)機(jī)、水泵、配電柜等附屬機(jī)電設(shè)備模型，溫濕度傳感器、氧氣濃度探頭、acu控制柜等監(jiān)控系統(tǒng)模型，以及給水管、電力纜線、通信藍(lán)線等入廊管線模型。

為了驗(yàn)證本發(fā)明基于bim和gis技術(shù)的地下綜合管廊信息管理方法的有效性，結(jié)合國(guó)家第一批地下綜合管廊試點(diǎn)城市六盤水地下綜合管廊項(xiàng)目，在六盤水市地下綜合管廊信息管理平臺(tái)的搭建試驗(yàn)，其界面如圖2所示。該平臺(tái)提供了地下綜合管廊的二維gis視角和三維bim視角，通過(guò)點(diǎn)選二維視角下的管廊區(qū)段，系統(tǒng)可以匹配調(diào)出相應(yīng)管廊區(qū)段bim模型。在二維視角下，用戶可以查看管廊走向、出入口、建設(shè)范圍與周邊建筑環(huán)境的空間關(guān)系，可以查詢區(qū)間長(zhǎng)度等宏觀信息。在三維視角下，用戶可以查詢地下綜合管廊每個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)屬性信息，并對(duì)bim模型提供了透明、剖切、漫游等多種瀏覽功能。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。