一种基于BIM+GIS的电子沙盘系统及其构建方法与流程

本发明属于数字化管理技术领域，具体涉及一种基于bim+gis的电子沙盘系统及构建方法。

背景技术：

随着时代的发展和科技的进步，人们的思想理念和欣赏水平也随之大大提高，电子沙盘立体式、互动性、多元化的展现形式，让电子沙盘成为项目展示的宠儿，电子沙盘将区位展示传统的二维展示方式和三维静态模型方式升级为三维动态数字虚拟模式，无论是从视觉的观赏性，还是呈现的立体逼真层面，都带给人一种全新化的互动式体验感觉。在工程建设项目中，电子沙盘的应用也越来越广泛，但现阶段，电子沙盘与实际地形的结合及精细化模型的展示方面还处于初步探索阶段，同时电子沙盘除展现外的管理功能应用还较少。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决上述技术问题，提供一种基于bim+gis的电子沙盘系统及构建方法，该系统用于实现从全局的角度，在三维地理信息空间对施工地区的整体地貌进行可视化显示，具有数字化、可视化、智能化的特点，可对施工项目进行日常的智慧化管理，提高项目的综合管理水平。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于bim+gis的电子沙盘系统，：包括bim三维模块、无人机测绘模块、gis数据模块、电子沙盘系统和公路工程管理信息平台；所述bim三维模块和无人机测绘模块分别与所述gis数据模块连接，所述gis数据模块和公路工程管理信息平台分别与所述电子沙盘系统连接；

所述bim三维模块，用于根据二维设计图纸建立可视化的bim模型，对bim模型的资源进行优化，自动进行多级lod的实时计算，并将bim模型轻量化处理后上传至云服务器；

所述无人机测绘模块，用于获取施工地区的三维地形数据和施工阶段的图像数据；

所述gis数据模块，用于存储gis数据，所述gis数据包括电子地图和地理信息数据；

所述电子沙盘系统，用于根据bim模型、施工地区的三维地形数据、施工阶段的图像数据和gis数据，建立基于三维gis的电子沙盘。

公路工程管理信息平台，用于生成所述基于三维gis的电子沙盘的操作界面，并展示所述基于三维gis的电子沙盘。

进一步的，所述电子沙盘系统还包括项目办公管理单元，以及分别与所述项目办公管理单元连接的进度管理单元、质量管理单元、安全管理单元、文明施工管理单元、文档管理单元、投资计划单元、劳务评价单元、视频监控单元和运维管理；

所述项目办公管理单元被配制为项目日常办公信息的获取与上传，工程位置的图形变化展示及项目进度信息的获取，公司内部文档管理，以及经营管理和质量安全的流程管控；

所述进度管理单元用于展现关键性工程的工程效果图、项目进度计划横道图和项目实际进度横道图；

所述质量管理单元用于以流程图的形式显示质量管控措施，以饼图形式显示工程项目整体质量优良率和抽检频次数据汇总，以柱状图的形式显示各项目实体合格率，并用于展示现场规范施工照片；

所述安全管理单元用于显示质量管控措施、项目安全月报周报等、项目安全演练展示；

所述文明施工管理单元用于展示现场文明施工照片；

所述文档管理单元用于展示交通厅、指挥部以及部门下发的管理办法及管理办法的实施情况；

所述投资计划单元用于以柱状图形式展示年度、季度、月度投资计划和实际投资对比；

所述劳务评价单元用于展示劳务队考核得分明细及各劳务班组人员组成；

所述视频监控单元用于展示在各监控点的实时监控状态，实现立体监控。

进一步的，所述bim模型中包含空间位置数据、外观数据、形状数据等空间数据和设计参数、施工参数及运维参数等属性数据。

本发明还提供一种基于bim+gis的电子沙盘系统的构建方法，该方法包括如下步骤：

(1)根据二维设计图纸建立可视化的bim模型，并将bim模型轻量化处理后上传至云服务器；

(2)利用无人机测绘模块对施工地区进行空中拍摄，获取施工地区的三维地形数据和施工阶段的图像数据，将施工地区的三维地形数据和施工阶段的图像数据用smart3d软件处理，生成密集点云数据，然后进行空三加密计算生成osgb格式的文件，将所述osgb格式的文件导入电子沙盘系统中与gis数据模块和bim模型相结合，精确展示当前地形与项目建成后的效果图。

进一步的，将bim模型轻量化处理是指根据模型的应用方向，对模型中的无效和冗余参数进行简化，压缩模型大小。

进一步的，bim模型的建立包括使用revit和catia的bim建模工具人工建模。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明为工程管理提供一种全新的数字化、可视化、可量化的管理工具，同时也推动工程管理从传统的微观管理方式向现代化、智能化、宏观化管理方式迈进，可以极大的提升管理效率，提高工程管理的针对性、有效性，bim模型与各个数据关联，便于内控数据的管理。通过bim三维模块建立bim模型，将bim模型导入到基于三维gis的电子沙盘系统中，同时将用无人机采集到的地形数据进行处理后导入到电子沙盘系统中，形成一个综合的精细化模型，对模型进行轻量化处理，便于使用，最后在精细化模型基础上对工程项目进行全方位管理。

2.本发明能够准确反映工程的全貌、建设进度、工程进度的3d模拟、剩余工作量、与工程计划的差异等主要工程信息，可以为工程管理者提供可视化、数字化、即时的进度管理协同系统。

3.借助强大的云服务能力对bim模型进行轻量化处理，可实现让bim运维的模型web浏览、分享及协作更加简单。

附图说明

图1是本发明一种基于bim+gis的电子沙盘系统的系统框图。

其中，附图中标记为：1-bim三维模块；2-无人机测绘模块；3-gis数据模块；4-电子沙盘系统；5-公路工程管理信息平台。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是，本发明的具体实施例只是为了能更清楚的描述技术方案，而不能作为本发明保护范围的一种限制。

请参阅图1，一种基于bim+gis的电子沙盘系统4，包括bim三维模块1、无人机测绘模块2、gis数据模块3、电子沙盘系统4和公路工程管理信息平台5；bim三维模块1和无人机测绘模块2分别与gis数据模块3连接，gis数据模块3和公路工程管理信息平台5分别与电子沙盘系统4连接；

bim三维模块1，用于根据二维设计图纸建立可视化的bim模型，对bim模型的资源进行优化，自动进行多级lod的实时计算，并将bim模型轻量化处理后上传至云服务器；bim模型中包含空间位置数据、外观数据、形状数据等空间数据和设计参数、施工参数及运维参数等属性数据；

无人机测绘模块2，用于获取施工地区的三维地形数据和施工阶段的图像数据；

gis数据模块3，用于存储gis数据，gis数据包括电子地图和地理信息数据；

电子沙盘系统4，用于根据bim模型、施工地区的三维地形数据、施工阶段的图像数据和gis数据，建立基于三维gis的电子沙盘。

公路工程管理信息平台5，用于生成基于三维gis的电子沙盘的操作界面，并展示基于三维gis的电子沙盘。

对于本实施例的技术方案，其核心是利用bim与gis技术构建可视化的电子沙盘系统4，首先建立bim模型，将bim模型导入到基于三维gis的电子沙盘系统4中，同时将用无人机采集到的地形数据进行处理后导入到电子沙盘系统4中，形成一个综合的精细化模型，对模型进行轻量化处理，便于使用。本发明用于实现从全局的角度，在三维地理信息空间对施工地区的整体地貌进行可视化显示，具有数字化、可视化、智能化的特点，可对施工项目进行日常的智慧化管理，提高项目的综合管理水平。

在本实施例中，为了便于在精细化模型基础上对工程项目进行全方位管理，电子沙盘系统4还包括项目办公管理单元，以及分别与项目办公管理单元连接的进度管理单元、质量管理单元、安全管理单元、文明施工管理单元、文档管理单元、投资计划单元、劳务评价单元、视频监控单元和运维管理；

项目办公管理单元被配制为项目日常办公信息的获取与上传，工程位置的图形变化展示及项目进度信息的获取，公司内部文档管理，以及经营管理和质量安全的流程管控；

进度管理单元用于展现关键性工程的工程效果图、项目进度计划横道图和项目实际进度横道图；具体的，进度管理单元，用于编制施工进度计划，进度管理单元与bim三维模块1关联，能够利用三维可视化技术，将进度计划与施工阶段的图像数据在电子沙盘系统4中可视化展示，并可以进行施工过程跟踪，分析施工进度计划与实际进度的对比。

质量管理单元用于以流程图的形式显示质量管控措施，以饼图形式显示工程项目整体质量优良率和抽检频次数据汇总，以柱状图的形式显示各项目实体合格率，并用于展示现场规范施工照片；

安全管理单元用于显示质量管控措施、项目安全月报周报等、项目安全演练展示；

文明施工管理单元用于展示现场文明施工照片；

文档管理单元用于展示交通厅、指挥部以及部门下发的管理办法及管理办法的实施情况；

投资计划单元用于以柱状图形式展示年度、季度、月度投资计划和实际投资对比；

劳务评价单元用于展示劳务队考核得分明细及各劳务班组人员组成；

视频监控单元用于展示在各监控点的实时监控状态，实现立体监控。

本发明还提供一种基于bim+gis的电子沙盘系统4的构建方法，该方法包括如下步骤：

(1)根据二维设计图纸建立可视化的bim模型，并将bim模型轻量化处理后上传至云服务器；

(2)利用无人机测绘模块2对施工地区进行空中拍摄，获取施工地区的三维地形数据和施工阶段的图像数据，将施工地区的三维地形数据和施工阶段的图像数据用smart3d软件处理，生成密集点云数据，然后进行空三加密计算生成osgb格式的文件，将osgb格式的文件导入电子沙盘系统4中与gis数据模块3和bim模型相结合，精确展示当前地形与项目建成后的效果图。

其中，将bim模型轻量化处理是指根据模型的应用方向，对模型中的无效和冗余参数进行简化，压缩模型大小。

其中，bim模型的建立包括使用revit和catia的bim建模工具人工建模。

本发明实施例采用lod结构和实例化技术突破了高密度模型的浏览性能瓶颈：lod技术可根据距离远近来选择展示不同精细程度的模型，极大缓解显卡渲染压力；采用实例化技术实现复用模型，显著提高渲染效率。

本发明实施例为bim提供属性查询统计、通视分析、日照分析、室内漫游、等通用gis功能；实现了模拟建筑物建造过程、指定楼层/部件单独显示的bim专用功能；提供了bim坐标转换、bim与其他空间数据精确匹配的能力，可满足大场景与室内精细场景完美结合的应用需求。在实际应用中综合运用这些功能，发挥gis的位置服务与空间分析特长，bim将产生实际而广泛的应用价值。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。