大型引調(diào)水工程三維演示系統(tǒng)開發(fā)

汪 洋，談 政，陳慧敏，馬 銳，鄭慧娟

（水利水電工程BIM單項應(yīng)用獎三等獎，獲獎單位為湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計院）

項目概況

鄂北地區(qū)水資源配置工程（鄂北工程）從丹江口水庫引水，終點為湖北省大悟縣王家沖水庫，工程規(guī)模為Ⅱ等大（2）型，線路總長269.67km，受益范圍1.02萬km2，設(shè)計供水人口485萬人，灌溉面積363.5萬畝。大型引調(diào)水工程具有輸水線路長、規(guī)模大、投資高、建設(shè)周期長、參建單位眾多、參建環(huán)境復(fù)雜等特點。以BIM+GIS為基礎(chǔ)，通過二次開發(fā)，建立信息管理平臺，實現(xiàn)BIM模型空間查詢、多數(shù)據(jù)源信息管理、多媒體演示、虛擬建造表達和虛擬現(xiàn)實等功能，為大型引調(diào)水工程科學(xué)決策、智能化管理提供技術(shù)支持，從而加快工程建設(shè)進度，提高工程經(jīng)濟效益和社會效益。

BIM與GIS應(yīng)用及系統(tǒng)開發(fā)

制定了項目三維協(xié)同設(shè)計流程、建模標準和主要設(shè)計軟件模板。采用歐特克BIM平臺，根據(jù)各專業(yè)分工進行協(xié)同設(shè)計，BIM模型通過工作集和鏈接方式拼裝到中心文件，使得各專業(yè)在統(tǒng)一的模板下開展設(shè)計。同時積累和豐富了企業(yè)參數(shù)化模型資源庫。

項目以Skyline為主要GIS平臺，利用航空影像、數(shù)字高程模型、2D及3D信息源、GIS數(shù)據(jù)集等創(chuàng)建了三維交互式環(huán)境。通過BIM+GIS的深入融合，實現(xiàn)大型引調(diào)水工程從宏觀地理環(huán)境到微觀構(gòu)建模型的全方位三維可視化和海量工程數(shù)據(jù)的管理與維護，在工程前期規(guī)劃、線路設(shè)計及方案選擇等階段得到了全面應(yīng)用。

項目針對大型引調(diào)水工程線路長、地形和模型數(shù)據(jù)量大等特點，充分應(yīng)用多媒體、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫和3D GIS開發(fā)等技術(shù)手段，整合工程各類信息模型及數(shù)據(jù)資料，研發(fā)了三維演示系統(tǒng)平臺。采用C/S框架以提高軟件整體運行效率，通過保密協(xié)議，確保原始資料和數(shù)據(jù)安全。創(chuàng)建了系統(tǒng)客戶端，完成工程信息查詢、分析量測、建筑物定位、三維漫游和多媒體展示等功能模塊，實現(xiàn)整個工程項目交互式瀏覽、分析與演示。

特點與創(chuàng)新

①針對大型引調(diào)水工程線路長、建筑物多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大等工程管理難題，實現(xiàn)了BIM+GIS大數(shù)據(jù)融合，創(chuàng)建了鄂北工程全線三維可視化大場景，為參建各方提供了統(tǒng)一的三維信息管理平臺，便于各方溝通交流。

②針對BIM三角網(wǎng)曲面與GIS柵格地形數(shù)據(jù)不兼容的問題，通過Civil 3D設(shè)計開挖，得到真實開挖回填曲面，進入3ds Max貼圖賦材質(zhì)，最后導(dǎo)入大場景融合處理，實現(xiàn)設(shè)計地形在三維GIS場景中的精確表達。

③針對BIM模型導(dǎo)入GIS場景部分信息丟失的問題，將BIM模型信息通過Excel表轉(zhuǎn)換導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了模型和數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。

④通過二次開發(fā)并集成各類信息技術(shù)，融合信息查詢、分析演示、多媒體及虛擬現(xiàn)實等功能于一體，使用戶操作簡單快捷。

⑤通過開放的系統(tǒng)接口，實現(xiàn)水位流量實測數(shù)據(jù)資料在虛擬場景的呈現(xiàn)和表達，并預(yù)留接口，為其他信息接入創(chuàng)造條件。

截面測量

BIM+GIS大場景