虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木建筑工程中的應(yīng)用研究

張吉

（衡水市冀州區(qū)第一中學(xué) 河北省 053200）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量提出更高要求，越加重視土木建筑工程的綜合質(zhì)量。故，各土木建筑工程建設(shè)單位需不斷提升的工程建設(shè)水平，運(yùn)用更多的現(xiàn)代高新技術(shù)輔助建設(shè)，一方面滿足人們對土木建筑工程所提出的質(zhì)量要求，一方面提升本單位在市場上的競爭力。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，越來越多的建設(shè)企業(yè)都引進(jìn)并運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但由于技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，該技術(shù)所能發(fā)揮的重要應(yīng)用效果還沒有被完全發(fā)揮。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于土木建筑工程中的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即借助計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)、三維動(dòng)態(tài)技術(shù)、傳感技術(shù)創(chuàng)建虛擬世界的一種技術(shù)，其能對真實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，帶給使用者真實(shí)的空間感受。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了一定突破，憑借其優(yōu)秀的交互性、自主性、存在性、多感知性特點(diǎn)，其被越來越多的人所接受，并被廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)中，而土木建筑工程行業(yè)就是該技術(shù)的受益者之一。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能與土木建筑工程的建筑設(shè)計(jì)、建筑規(guī)劃、建筑成本計(jì)算、建筑測量等多個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)相結(jié)合，構(gòu)建三維模型，將工程環(huán)境、工程結(jié)構(gòu)等直觀呈現(xiàn)出來，方便不同崗位工作人員完成各自的工作，提升工作效率。同時(shí)，該技術(shù)的引進(jìn)，還將帶給客戶更加直觀、生動(dòng)的體驗(yàn)，提升客戶的滿意度，塑造良好的企業(yè)形象，讓企業(yè)在行業(yè)競爭中獲得優(yōu)勢。所以，相關(guān)人員需重視對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木建筑工程中的應(yīng)用實(shí)踐

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

土木建筑工程設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的第一大環(huán)節(jié)，直接影響著后期工程建設(shè)是否能順利開展，決定著建筑工程的最終質(zhì)量。但是，由于土木建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工環(huán)境多變，設(shè)計(jì)人員往往需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，并繪制完整的設(shè)計(jì)平面圖，但是最終呈現(xiàn)出的設(shè)計(jì)圖紙也并不能將建筑多方面數(shù)據(jù)都完整的呈現(xiàn)出來。而引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，設(shè)計(jì)人員就能簡化力學(xué)性能模型試驗(yàn)工作，排除傳統(tǒng)力學(xué)試驗(yàn)中可能會(huì)受到的氣流、摩擦力等藝術(shù)的影響，保證力學(xué)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，并通過計(jì)算機(jī)技術(shù)快速且精準(zhǔn)的進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，幫助設(shè)計(jì)人員決策出最合適的設(shè)計(jì)方案。例如，在大型橋梁建筑工程中，設(shè)計(jì)人員就能借助3D信息采集技術(shù)就建筑地的地理地形條件、交通流動(dòng)情況等信息進(jìn)行采集與分析，并構(gòu)建立體三維模型，并將橋梁建設(shè)所涉及到的諸多限定數(shù)據(jù)直接標(biāo)注在模型上，方便施工人員查看。并且，在之后的場景建設(shè)過程中，設(shè)計(jì)人員只需要針對想要調(diào)整的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)更換，其他部分?jǐn)?shù)據(jù)也會(huì)按照公式進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，既節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，又能提升設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木建筑工程施工模擬中的應(yīng)用

土木建筑工程具有施工規(guī)模大、耗時(shí)長以及工程量大的特點(diǎn)，施工過程受人工、環(huán)境、天氣等因素的影響，可能會(huì)存在動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，土木建筑施工涉及到大量施工環(huán)節(jié)，且各個(gè)施工環(huán)節(jié)之間存在著緊密聯(lián)系，一旦其中一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，整體施工質(zhì)量、施工進(jìn)度都將會(huì)受到影響。而借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就能在施工開展之前進(jìn)行施工模擬，將工程數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，智能化評估數(shù)據(jù)，制定出最優(yōu)的施工方案。而該系統(tǒng)所制定的施工方案相比人工制定方案更加合理，能全面考慮多項(xiàng)施工因素，結(jié)合工程成本、工程建設(shè)時(shí)間來進(jìn)行合理計(jì)算，選擇出性價(jià)比最好的施工計(jì)劃供施工單位參考，將更多的工程主動(dòng)權(quán)交給施工單位。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)將建設(shè)過程中所涉及到的多個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行整理，明確各個(gè)環(huán)節(jié)之間的承接關(guān)系，模擬施工承接過程，確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)能按部就班的進(jìn)行，不至于因?yàn)槭┕きh(huán)節(jié)銜接不上而出現(xiàn)停工、施工質(zhì)量不過關(guān)等問題。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木建筑工程測量中的應(yīng)用

提升工程測量水平，不僅能保證工程建設(shè)能順利開展，避免施工過程中出現(xiàn)施工變更，同時(shí)還能確保土木工程建設(shè)質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。在土木建筑工程施工過程中，通常會(huì)涉及到角度測量、距離測量、高程測量三個(gè)類型的測量工作，較為繁瑣，且測量質(zhì)量容易受到多方面因素的影響而出現(xiàn)測量誤差。而將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于工程測量工作當(dāng)中，能通過收集環(huán)境信息，構(gòu)建虛擬模型，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)立足模型進(jìn)行自動(dòng)化測量，并精確分析測量數(shù)據(jù)，出具測量報(bào)告。由此，就將測量、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析以及繪制圖紙等多項(xiàng)工作結(jié)合在了同一體系當(dāng)中，避免在測量工作中投入過多的人力、物力，同時(shí)提高測量精準(zhǔn)度，提升測量效率。例如，在高層居民樓建筑項(xiàng)目中，測量人員要進(jìn)行距離測量工作，只需將工程地理環(huán)境數(shù)據(jù)、居民樓設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，構(gòu)建三維模型，系統(tǒng)就能準(zhǔn)確進(jìn)行數(shù)據(jù)測量與分析工作，并直觀的將測量結(jié)果呈現(xiàn)在三維模型上，方便測量人員的下一步工作。

2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木建筑工程成果展示中的應(yīng)用

對于大型土木建筑項(xiàng)目來說，施工單位有必要在施工開展之前，對施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行成果演示與驗(yàn)證，以提前解決方案問題，確保方案的可行性、安全性。而將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于這一環(huán)節(jié)，就能全方位的從多個(gè)細(xì)節(jié)方面入手，對方案進(jìn)行演示，提前將工程成果呈現(xiàn)在人們面前，若有不足，也好提前進(jìn)行整改與優(yōu)化。例如，某大型橋梁建筑需要進(jìn)行擴(kuò)建，包括擴(kuò)長與擴(kuò)寬，技術(shù)人員就可以在初步完成設(shè)計(jì)方案之后，首先將原始橋梁的諸多數(shù)據(jù)輸入模擬系統(tǒng)中，構(gòu)建出原始橋梁模型，然后根據(jù)設(shè)計(jì)方案，輸入擴(kuò)寬值，并借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行橋墩架設(shè)，將最終的施工成果呈現(xiàn)出來，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)分析橋梁建成后的應(yīng)力、承重力等多方面情況，由此判斷該方案是否可行，若存在不足，則進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

3 結(jié)束語

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于土木建筑工程中，不僅能直觀、全面的向客戶展示工程效果，還能作為輔助工具被應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、建筑規(guī)劃、建筑成本計(jì)算等多個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)中，減輕人工負(fù)擔(dān)，提升工作效率。故，相關(guān)人員需重視對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，并制定完整計(jì)劃，合理的將該技術(shù)與工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工模擬、成果展示、工程管理等多項(xiàng)工作相結(jié)合，提升工作質(zhì)量與工作效率。