[发明专利]基于多平台结构地层数字孪生建模方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多平台结构地层数字孪生建模方法及系统，方法包括：施工初期，通过地质勘察数据和设计方案，在GIM建模平台上建立初步的地质模型，在BIM建模平台上建立初步的隧道模型，设置模型监测点；进行模型整合，得到整合后的GIM+BIM模型，上传网络平台；布置监测系统，与模型监测点对应，建立监测数据库，挂接网络平台；施工中，通过开挖前的超前地质预报修正整合后的GIM+BIM模型；在隧道开挖揭露地层之后，确定环绕隧道的实际地层情况，再次修正GIM+BIM模型，并预判下一开挖段地层情况。实现在网络端形成三维地质模型、结构监测模型和监测数据数据库的多平台整合，提出了GIM+BIM数据综合平台概念。

技术领域

本发明涉及BIM技术，尤其涉及一种基于多平台结构地层数字孪生建模方法及系统。

背景技术

BIM即Building Information Modeling(建筑信息模型)，作为建设项目的一个完整的信息承载体，它是一种创新的设计、施工和管理方法。BIM是基于先进的计算机技术实现的三维数字化设计和工程软件构建的三维“可视化”数字模型。BIM已成为建筑领域项目全过程管理重要的技术手段，目前在煤矿领域应用多用于工业广场的建设。

GIM(Geological Information Modeling，地质信息建模技术)，为满足矿业开采、地质资源管理等需求，对区域内的地质地层进行三维数字模型建立。自1988年德国“Digital Geoscientific Mapping”研究计划的实施，3D地质数据可视化技术被引入地学行业，并在上世纪九十年代启动GSO3D地质建模计划，现已经有澳大利亚、加拿大、美国、英国等国的24个研究团队参与并实施战略性和商用的3D地质建模，建模对象包括基岩分布、岩层岩脉以及地下水资源的分布。发展至今，国外大规模的地质3D填图已有不少成果，国内已有高校牵头开始国家战略级别地质3D建模，建模的精度为公里级的大尺度模型，对隧道、地下设施等岩土项目施工开挖这一精度级别的地质建模，并运用于实际施工指导的案例十分少见。本发明提出了基于GIM技术和BIM技术结合的地下结构工程地质结构模型线上综合平台，为整个建造过程中的地层开挖、变形监测及监测数据采集、预警提供综合管理，提高项目的施工管理信息化水平。

发明内容

本发明主要是针对现有技术的不足，引入实体3D地质建模技术进入岩土工程施工领域，并提高建模精度，使之能够在施工中发挥作用。提供一种在本发明基于多平台结构地层数字孪生建模方法及系统，在网络端形成三维地质模型、结构监测模型和监测数据数据库的多平台整合，提出了GIM+BIM数据综合平台概念。

本发明所采用的技术方案为：一种基于多平台结构地层数字孪生建模方法，其包括：

施工初期，通过地质勘察数据和设计方案，在GIM建模平台上建立初步的地质地层模型，在BIM建模平台上建立初步的岩土工程结构模型，对所建模型设置监测点；

将初步建立的所述地质地层模型和所述岩土工程结构模型进行模型整合，得到整合后的GIM+BIM模型，并上传网络平台；

现场布置监测系统，与模型监测点一一对应，建立监测数据库，与所述网络平台挂接；

正式施工中，通过开挖前的超前地质预报修正整合后的所述GIM+BIM模型；

在隧道开挖揭露地层之后，进一步确定环绕隧道的实际地层情况，再次修正所述GIM+BIM模型，并预判下一开挖段地层情况。

在本发明基于多平台结构地层数字孪生建模方法的一些实施例中，将初步建立的所述地质地层模型和所述岩土工程结构模型进行模型整合的步骤包括：

将不同格式的所述地质地层模型和所述岩土工程结构模型，由高阶模型格式转向一三维几何平台可兼容的基础模型格式；

在所述三维几何平台上对所述地质地层模型和所述岩土工程结构模型进行整合。