[發明專利]水工建筑開挖邊坡全參數化三維模型結構的構建方法

有效

• 申請號: 202010746335.3
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112163249B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 王進豐;杜華冬;高洪遠;陳敏;黃少華
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

本發明涉及三維數字模型構建技術領域，公開了一種水工建筑開挖邊坡全參數化三維模型結構的構建方法，包括如下步驟：參考建基面邊界繪制起坡線，建立馬道線特征級組件、馬道坡面單元元件級組件、本級馬道坡面構件級組件和整體馬道坡面整體級組件，最后由整體馬道坡面和坡面開口線為開挖馬道邊坡面整體級組件的輸入，運算形成開挖邊坡面三維模型及支護面。本發明水工建筑開挖邊坡全參數化三維模型結構的構建方法，基于水工建筑物開挖邊坡幾何特征，對水工建筑開挖邊坡模型進行結構化構造，能夠快速建立水工建筑物開挖邊坡三維參數化模型。

技術領域

本發明涉及三維數字模型構建技術領域，具體涉及一種水工建筑開挖邊坡全參數化三維模型結構的構建方法。

背景技術

邊坡是人工邊坡和自然岸坡的統稱，邊坡開挖就是人為改造自然邊坡的過程，遵循少開挖少擾動原則。開挖邊坡的布置、放坡和穩定是在水工建筑物布置和設計必須考慮的問題之一，其放坡形狀及參數與地形地質密切相關。

目前，邊坡開挖設計在二維CAD下依據地理環境進行邊坡布置和設計，根據斷面地質條件調整邊坡坡比和高度，以滿足邊坡穩定和開挖量較小的設計要求，由于二維方法參數化程度和關聯性不高，調整放坡修改工作量大，有的需要重新進行設計及繪制。邊坡三維設計建模大多數是在已有二維設計圖基礎上用三維工具進行翻模，起到三維表達的作用。也有少數基于Civil 3D軟件進行邊坡開挖三維設計，雖然參數化程度和關聯性增強，但方法上存在馬道坡面構造簡單、不細等問題，難以根據地質條件調整邊坡模型細部，難以滿足水工建筑開挖邊坡變坡、變高、變馬道寬等設計要求，當放坡由于地質資料的細化有較大的改變時，基本上需要重新建立三維模型，難以快速建立和動態修改水工建筑物開挖邊坡三維模型。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術的不足，提供一種水工建筑開挖邊坡全參數化三維模型結構的構建方法，基于水工建筑物開挖邊坡幾何特征，對水工建筑開挖邊坡模型進行結構化構造，能夠快速建立水工建筑物開挖邊坡三維參數化模型。

為實現上述目的，本發明所設計的水工建筑開挖邊坡全參數化三維模型結構的構建方法，包括如下步驟：

1)參考建基面邊界繪制起坡線；

2)建立馬道線特征級組件，輸入條件包括上級馬道內線，其初始為起坡線，輸入參數包括坡高、馬道寬和坡比系數，輸出本級馬道內線和本級馬道外線；

3)建立馬道坡面單元元件級組件，輸入條件包括上級馬道內線、本級馬道外線和本級馬道內線，輸入參數包括馬道坡面單元編號，輸出馬道坡面單元；

4)將同級馬道坡面單元元件級組件放到一個子圖形集中，形成本級馬道坡面構件級組件，將所有級馬道坡面的子圖形集放到馬道坡面的整體圖形集中；

5)由所有馬道坡面單元形成整體馬道坡面，構成整體級組件，輸入條件包括馬道坡面集和地形面，輸出整體馬道坡面和坡面開口線。

6)由整體馬道坡面和坡面開口線為開挖馬道邊坡面整體級組件的輸入，運算形成開挖邊坡面三維模型及支護面。

優選地，所述步驟2)中，建立馬道線特征級組件包括如下步驟：

2a)建立參數集，放置本級馬道坡面的設計參數，即放置設計參數坡高、馬道寬和坡比系數；

2b)打散上級馬道內線成線段，按參數集中對應線段的坡高、馬道寬和坡比系數，經過平移、修剪、結合運算生成本級馬道內線和本級馬道外線；

2c)將上述過程封裝，建立特征級組件。

優選地，開挖邊坡面由馬道坡面單元組成，每個馬道坡面單元均由坡高、馬道寬和坡比系數一組參數控制，當地質資料變化時，通過匹配地質條件修改相應參數值，從馬道線特征級組件更新開始直到驅動整體開挖邊坡三維模型。