基于BIM的工程建设项目施工进展智能监测方法及系统与流程

本发明涉及工程施工进度智能管理，具体地说是一种基于bim的工程建设项目施工进展智能监测方法及系统。

背景技术：

1、随着信息技术的不断发展，bim技术在工程建设项目审批中得到了大范围的推广应用，主要应用于工程建设项目策划生成及立项用地规划许可阶段，基于城市信息模型平台提供基础功能及服务，辅助业务人员进行绿色生态建设指标告知书的生成、用地预审及规划条件出具等业务办理，实现了二三维空间数据集中分类展示，用地预审技术审查、规划条件生成及报告生成等功能，能够显著提高业务办理的效率和质量，为工程建设项目行政审批体质增效。虽然bim在规划阶段得到了广泛应用，但是规划和施工分属两个不同的阶段，由不同的部门进行监管，通过施工是否能够达到预期的设计效果，施工的具体情况是否偏移设计的初衷，这些方面无法得到有效的监管，也对施工单位造成验收的麻烦，给业主造成不可逆的损失。

2、目前各地对重大项目的落地情况监测还都停留在纸质材料的汇总上报上，上报不及时、上报情况存在弄虚作假的情况。目前工程建设项目的施工监管还存在以下几个问题：

3、①施工没有按照设计相关的技术指标执行，最终建设完成的实体与规划设计相差较大。

4、②施工过程无法有效的监管，监理单位通过人工巡查的方式存在漏洞，无法及时的发现问题。

5、③业主单位无法通过信息化的手段了解项目施工的整个过程，及时把控评估施工进度对公司未来带来的潜在风险。

6、④负责人对项目现场实体进展情况无法实时查看，无法了解项目真实的进展，无法把控项目落实不到位给经济、社会造成的影响。

7、故如何能够智能化的监测工程建设项目的施工进度，实现项目施工数据的可视化展示，为用户提供实时准确的进度咨询是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的技术任务是提供一种基于bim的工程建设项目施工进展智能监测方法及系统，来解决如何能够智能化的监测工程建设项目的施工进度，实现项目施工数据的可视化展示，为用户提供实时准确的进度咨询的问题。

2、本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种基于bim的工程建设项目施工进展智能监测方法，该方法是通过获取项目信息和bim数据，根据bim模型的规则库，分析bim数据并进行数据解析，并将解析后的数据与bim模型中的关键图片特征库进行比对，并生成项目的三维模型；再采集施工现场的照片以及无人机航拍的施工数据，自动识别施工现场的图片的特征信息；并通过特征信息关联项目模型，并依托于采集的数据对项目进行建模生成项目的多维分析库；最后通过与bim分析库自动对比，对项目施工进展信息自动化的生成评估成果。

3、作为优选，该方法具体如下：

4、设定bim模型规则库：内置bim模型规则库，对bim模型规则库进行初始化和修改操作，修改后的规则直接应用到监测中；

5、对接施工进展监测项目库与工程建设项目审批管理系统：通过施工进展监测项目库与工程建设项目审批管理系统的对接将需要监测的各类重大项目入库，并采集对应的重大项目bim模型数据，完成项目及bim模型数据的入库工作；

6、分析bim模型：通过bim轻量化引擎和bim可视化引擎将bim模型进行轻量化处理和可视化展示，通过可视化引擎实现在用户进行查看时快速的展示报审的模型，并对bim模型进行操作和设置，便于用户进行直观审查；

7、分析bim数据：通过设定的规则库，对bim模型进行分析，审查后的数据直接进入bim审查分析库；

8、无人机航拍采集数据：按照规定的时间节点，放飞无人机，通过无人机倾斜摄影测量技术采集工程建设项目的施工进展数据；

9、处理无人机航拍数据：对影像数据进行处理；

10、分析训练图像，形成项目的综合分析库。

11、智能化监测的规则定义：整合bim规则库的内容以及通过图像分析形成的项目综合分析库的内容，设定施工进展的智能监测指标库；

12、重大项目施工进展智能化监测：按照定义的智能化监测指标，自动启动对重大项目施工进展的自动化巡检，通过对bim数据的监测指标分析以及项目综合分析库的数据指标分析，自动将施工进展的整体情况通过核对表的方式进行对比，按照月度生成的对比报告通过邮件或者消息通知的方式直接发送给对应的监管单位、施工单位及业主单位。

13、更优地，bim模型在入库时，对bim模型进行检查，检查的内容包括模型完整性和正确性检查、模型和属性数据一致性检查，以防出现缺少导致bim模型无法完整导入，进而影响下一步操作；初始入库信息包括项目的基本信息和bim规划数据，项目信息包括采集项目名称、项目编号、建设地址、建筑面积等基本信息，业主单位、施工单位、设计单位的单位信息、及负责人；bim规划设计信息包括规划净用地面积、规划用地性质、各类用地面积及位置信息的目标地块的规划用地情况以及明确标出土地使用强度。

14、更优地，对bim模型分析的数据包括建筑用地信息、公共设施配套信息、规划布局信息、交通设置审查信息及建筑单体信息。

15、更优地，对影像数据进行处理具体如下：

16、数据预处理：对pos数据的格式进行转换、倾斜影像的曝光度调整、对比度调整、色彩曲线及白平衡编辑；

17、倾斜影像的曝光度调整通过联合平差技术在处理影像数据过程中解决图片之间几何变形以及遮挡问题以及pos数据格式转换处理中可得倾斜图像外方位元素，采用由粗到精的方式在每一张影像图片上进行同名点自动匹配，再使整体区域网运用光束法进行平差；

18、通过倾斜影像预处理后，获得符合要求的航测遥感图像；

19、城市三维建模过程中，经过影像密集匹配技术的应用，倾斜影像密集匹配重点是要获取有精确同名点坐标的地物三维信息；

20、通过多视角图像匹配来实现倾斜影像图像密集匹配的完成，从而获取高密度dsm点云数据；

21、采集的遥感图像信息以及航拍的现场施工进度图片直接进入图像分析库。

22、更优地，分析训练图像具体如下：

23、利用floyd-warshall及边缘特征算法等将每个项目的识别图片的特征进行识别；

24、识别图像中颜色、纹理、形状、轮廓、空间及区域的关键特征后为每个项目记录至特征库；

25、计算图片中每个节点之间的距离，生成项目的测绘特征库，测绘特征库作为每次视频关键帧图像比对的基本模型；

26、通过针对项目的不同环境，不同后期的施工进展数据的不断采集分析，完善项目特征库，将特征库的数据进行进一步的分析，形成项目的综合分析库。

27、一种基于bim的工程建设项目施工进展智能监测系统，该系统包括：

28、设定模块，用于内置病设定bim模型规则库，对bim模型规则库进行初始化和修改操作，修改后的规则直接应用到监测中；

29、对接模块，用于对接施工进展监测项目库与工程建设项目审批管理系统。将需要监测的各类重大项目入库，并采集对应的重大项目bim模型数据，完成项目及bim模型数据的入库工作；

30、模型分析模块，用于通过bim轻量化引擎和bim可视化引擎将bim模型进行轻量化处理和可视化展示，通过可视化引擎实现在用户进行查看时快速的展示报审的模型，并对bim模型进行操作和设置，便于用户进行直观审查；

31、数据分析模块，用于通过设定的规则库，对bim模型进行分析，审查后的数据直接进入bim审查分析库；

32、数据采集模块，用于按照规定的时间节点，放飞无人机，通过无人机倾斜摄影测量技术采集工程建设项目的施工进展数据；

33、数据处理模块，用于处理无人机航拍数据，即对影像数据进行处理；

34、图像分析训练模块，用于对图像进行分析训练，形成项目的综合分析库。

35、规则定义模块，用于整合bim规则库的内容以及通过图像分析形成的项目综合分析库的内容，设定施工进展的智能监测指标库；

36、智能化监测模块，用于按照定义的智能化监测指标，自动启动对重大项目施工进展的自动化巡检，通过对bim数据的监测指标分析以及项目综合分析库的数据指标分析，自动将施工进展的整体情况通过核对表的方式进行对比，按照月度生成的对比报告通过邮件或者消息通知的方式直接发送给对应的监管单位、施工单位及业主单位。

37、作为优选，该系统的工作过程具体如下：

38、(1)通过无人机航拍及施工现场拍摄的方式采集项目进度数据，通过经纬度及时间维度对采集的数据进行分析，形成项目的施工进度图谱；其中，施工进度图谱是基于天地图形成项目的多维数据分析；

39、(2)通过录入民建常用规范，并且通过对标规范的条文拆解建立规则库，完成对建筑、结构、给排水、电气、暖通五大专业，消防、人防、节能三大专项相关标准强条的规范，建设对应的规则库；

40、(3)通过从采集工程建设项目的bim数据，按照规则库的相关技术指标，对bim数据进行分析，将分析结果写入分析库；

41、(4)通过无人机航拍视频及拍摄施工现场图片采集的项目进度信息，通过智能化的图像处理技术，生成项目实体模型；

42、(5)通过实体模型的创建与建设的规则库进行对比分析，生成分析数据；

43、(6)将bim分析数据和实际采集的施工进度分析数据进行对比，出具项目是否开工、项目开工进度、项目建设是否偏移设计模型的综合性的分析报告，并将生成通知消息，及时推送给监管单位、业主单位、施工单位实现重大项目的智能化监测。

44、一种电子设备，包括：存储器和至少一个处理器；

45、其中，所述存储器上存储有计算机程序；

46、所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，使得所述至少一个处理器执行如上述的基于bim的工程建设项目施工进展智能监测方法。

47、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的基于bim的工程建设项目施工进展智能监测方法。

48、本发明的基于bim的工程建设项目施工进展智能监测方法及系统具有以下优点：

49、(一)本发明支持与工程建设项目系统的有机结合，对项目管理、项目审批进行管理，通过与工改的对接，对要监管的重大工程建设项目数据进行有效的采集，既可以实现数据的有效共享也能对项目施工阶段进行有效的监管；

50、(二)本发明支持bim模型的自动化采集和轻量化和可视化分析，通过共享过来的bim模型数据，对bim模型进行轻量化，实现bim三维数据的可视化，方便用户直观的查看项目的整体设计；

51、(三)本发明支持bim模型数据的自动化核查，针对系统建设的bim规则库，对bim模型数据进行分析，按照规则参数进行项目bim数据的分类采集，形成bim模型分析库；

52、(四)本发明支持无人机航拍数据的自动化转换，通过无人机航拍的图片和地图影像信息，通过图片处理技术，对数据进行分析建模，既能实现项目的三维建模也能实现项目综合数据的分析，形成数据分析库；

53、(五)本发明支持智能化监测点的设置，通过系统可以设置施工进度的监测点，监测点作为智能监控的监测依据，为最终实现自动化巡检提供数据支撑；

54、(六)本发明支持智能监测报告的生成，通过设置的监测点，自动化的对采集的数据进行分析对比，按照月度形成分析报告，为部门监管提供数据依据；

55、(七)本发明支持bim数据和航拍数据的共享应用，可以支撑其他各级系统的数据共享复用，对项目进行全方位的数据共享；

56、(八)本发明能够根据设定的智能监测点，自动化的对重大工程建设项目施工进展进行智能化监测分析，形成监测数据，减少了，为监管部门等提供数据支撑；

57、(九)本发明支持自动与工程建设项目审批管理系统对接，获取项目基本信息以及bim模型数据，形成项目监管的基础信息库；

58、(十)本发明可以实现bim模型数据的轻量化和可视化，通过处理可以为用户提供可查，可看的bim三维模型；

59、(十一)本发明可以采集无人机的图像数据，并对图像数据进行分析，通过对特征库的学习形成本项目的项目多维度分析库；

60、(十二)本发明可以实现按照月度出具对应的施工进展监测报告，为监管单位、企业提供有效的数据支撑；

61、(十三)本发明属于各级住建部门对工程建设项目的项目进展情况，通过终端采集的施工进展图片、无人机航拍的数据进行自动化的分析，分析后的结果与bim模型数据进行对比分析，自动化的推算施工进展是否符合预期、施工是否满足设计要求的智能监测；

62、(十四)本发明通过采集工程建设项目bim模型的数据，可以帮助监管部门、业主单位、监理单位通过进度计划与bim模型的结合，有效的解决项目施工数据的可视化展现的问题；

63、(十五)本发明通过无人机斜拍数据采集项目的施工进度信息，在现代城市发展规划中，城市三维建模是其必然应用的技术应用手段，无人机倾斜摄影测量技术的应用可满足当前城市三维建模需要；自动化建模技术能更快更好完成现代城市三维建模任务，可有效大幅度降低城市三维建模时间，人员的投入，节省建模成本；

64、(十六)本发明通过航拍的数据中的图片特征不断地学习，实现对图片数据的有效分析。