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2022年第07期
2022-08-16
137

基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术研究

  • 作者:

    李 梅
    康济童
    刘 晖
    李兆阳
    刘 曦
    朱 青
    肖彬虎
  • 关键词:

    巷道
    BIM
    GIS
    参数化建模
    三维模型
    透明地质保障系统
  • 作者单位:

    1.北京大学 遥感与地理信息系统研究所 2.中煤能源研究院有限责任公司 3.北京龙软科技股份有限公司 4.中煤陕西榆林能源化工有限公司大海则煤矿

摘要

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摘要:

巷道三维BIM建模具有数据结构复杂、细节信息量大等特点,在几何和语义上与GIS巷道三维模型相差很大,因此难以进行直接数据集成。为更好地利用GIS的空间分析功能和BIM的精细化建模功能,提出了基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术。首先设计了考虑BIM层次细节和GIS空间拓扑的巷道三维数据模型和数据结构,包括了结点、中间点、巷道弧段、巷道中线和三角网等多类型几何数据,能够管理巷道相关的地质素描、巷道设计、通风网络、避灾线路的各类专业参数;其次,提出了三维巷道网络拓扑关系处理方法,通过GIS的空间拓扑编辑功能构建标准化巷道中线网络数据集;最后,提出了参数化BIM巷道三维建模流程,即读取巷道中线数据集及参数,构建基本巷道BIM模型,利用布尔运算技术处理巷道硐室、拐弯和交岔点等复杂情况,生成的BIM模型可以充分展现巷道形态、支护等细节,也保留了GIS巷道网络拓扑关系,提高了数据的可集成性。采用布尔运算算法与常见的线框建模算法进行比对后,发现布尔方法在不同断面类型的巷道交岔点处理效果更佳。研究成果已经在大海则煤矿透明地质保障系统中得到应用,支持udatasmith、obj、fbx等多类型标准化三维数据格式,生成的三维巷道模型能够为煤矿避灾路线生成、通风网络解算、路径导航、智能地质保障等提供可视化与网络分析服务。

李〓梅,康济童,刘〓晖,等.基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术研究[J].煤炭科学技术,2022,50(7):25-35 

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