[發明專利]一種地上地下三維一體化的虛擬基坑開挖方法

有效

• 申請號: 201711063179.5
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107808414B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李劼;王俊勇;何興富;陳良超;陳翰新;薛梅;向澤君;王國牛;胡章杰;張藝
• 申請（專利權）人: 重慶市勘測院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06F30/13
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種地上地下三維一體化的虛擬基坑開挖方法,屬于地理空間信息領域，本發明在已有的三維數字城市建設成果基礎上，針對用戶對于市政設施管理、工程建設勘察等的了解場地、道路等地面以下現狀情況的需要，實現在三維可視化環境下的虛擬基坑開挖的功能方法，解決了三維場景下的地上地下不同類型數據的基坑開挖和可視化疊加難題，能夠有效的通過三維可視化方式輔助建設工程初步設計。

技術領域

本發明屬于地理空間信息領域，特別是涉及地上地下三維一體化的虛擬基坑開挖方法。

背景技術

地理信息系統是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層空間的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。其中三維地理信息系統是將傳統的二維地理信息系統以三維可視化技術相結合，在三維可視化場景下為用戶提供更為直觀的可視化效果和空間查詢分析功能。

地上地下三維一體化是在三維地理信息系統中，將地面建筑、地表道路、地表場地、地下管線、地下空間、工程地質等地上地下三維模型數據進行一體化集成，利用三維場景表現其各類數據的空間位置和其空間關系。

目前已有的虛擬基坑開挖方法，只能對一種三維模型數據進行開挖，而無法將建設工程周邊相關環境都集成疊加進行虛擬開挖分析，因此，需要一種能夠將建成工程場地周邊的建筑、地形、道路、地下管線、地下空間等三維數據模型綜合集成并進行虛擬開挖的地上地下一體化虛擬開挖方法，更好的為建設工程初步設計分析服務。

發明內容

有鑒于現有技術的上述不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種在三維可視化環境中模擬基坑開挖的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種地上地下三維一體化的虛擬基坑開挖方法,其特征在于按以下步驟進行：

步驟一、構建基坑開挖面；

步驟二、執行虛擬開挖；

步驟三、虛擬開挖成果整合；

步驟一中所述構建基坑開挖面按以下步驟進行：

A1、確定基坑開挖平面范圍線；

A2、確定基坑開挖的深度，通過基坑底面標高，來確定開挖深度；

A3、構建基坑開挖面；利用基坑開挖平面范圍線和基坑開挖深度，構建頂面范圍邊線和底面范圍邊線。對于底面范圍邊線，通過順時針連接邊線上的點，構建三角網，完成底面的基坑開挖面構建；對于頂面范圍邊線和底面范圍邊線，順時針并依此間隔連接頂面、底面邊線上的點，構建三角網，完成側壁的基坑開挖面構建；

步驟二中所述執行虛擬開挖按以下步驟進行：

B1、根據三維數據是否在頂面范圍線內，對不在頂面范圍線內的三維數據不執行開挖，保留其三維數據的原始狀態；而對在頂面范圍線內三維數據執行開挖，直接利用基坑開挖面與構成以上數據的原始三角面進行相交分析，通過基坑開挖面將三維數據相交處理，利用基坑開挖側壁面將三維原始數據的三角面進行切割，沿側壁將三維原始數據分割為基坑開挖范圍的內部面和外部面兩個部分，刪除內部面，保留外部面；

B2、將保留的三維數據的外部面與步驟一中生成的側壁基坑開挖面和底面基坑開挖面進行可視化集成顯示，就得到了開挖后的三維基坑效果。

較佳的，步驟三中所述虛擬開挖成果整合以下步驟進行：