BIM技术在水土保持工程勘测设计中的应用研

BIM技术在水土保持工程勘测设计中的应用研

肖殿彬 刘雷

平邑县水土保持中心， 山东 平邑 273300

摘要：目前市场上BIM软件较多，但由于各平台软件间数据共享障碍，水土保持工程勘测设计行业暂时还没有形成一套针对性强、成熟可靠的BIM流程体系，无法系统地完成勘测、设计、施工、运维整个流程。通过对市面上的ＢＩＭ软件进行研究、二次开发编程、整合，历时2A，初步形成了一套可用于水土保持工程勘测设计的流程体系，实现全过程的无缝衔接^[1]。

关键词：水土保持；建筑信息模型；设计；应用；编程

引言

当前，许多工程施工中，负责现场勘查的设计师在进行施工图纸时，设计师可以使用BIM软件把施工作业中的各项相关数据集合在一起，而且勘查人员同样可以使用BIM软件进行工作分配，以三维立体模型的形式向人们进行展示，从而达到各项工作配合完成的目的。这样的工作方式使得图纸设计工作更加方便，同时也减少了图纸设计过程中可能出现的各种错误。除此之外，BIM技术的使用，使得设计师的设计思维发生了更多变化，采用的设计方式也更加先进^[2]。

1概述

为有效防范水土流失，对水土资源进行相应地改良与保护，提高土地的生产力，减少各种自然灾害带来的损失，水土资源的社会、经济、生态效益得到充分发挥，即为水土保持。其措施则可以细分为工程措施、植物措施与临时防护措施。其中拦渣工程、土地整治工程、防洪排导工程、降水蓄渗工程、防风固沙工程属于工程措施，植被恢复与建设工程属于植物措施；临时防护措施涉及工程措施、植物措施。水土保持工程建筑物种类多样，包括拦渣坝、挡渣墙、拦渣堤、护岸护坡、排洪沟、截洪沟、沉砂池、蓄水池等。

2.BIM技术的特性

2.1信息集成特性

应用于工程结构设计工作中的BIM技术，相较于其他技术存在一个发挥了重要作用的优势，这项技术能够对相关工作中的各项信息进行收集整理。BIM技术在收集整理信息时会以以下的两个方面为主。首先，会对工程设计工作中进行的结构设计和工作信息进行整理。此外，还会对结构设计工作中需要的各种信息进行整理。在设计单位使用BIM技术进行数据建模，工程师、工作人员一定要确保建模工程的各个环节都能够正常运行，同时也要保证运行过程的合理性，不但要确保每一个施工环节的质量合格，同时还要确保数据建模工作过程的顺利。在进行数据建模工作的过程中，技术人员要重点关注如何进行施工材料选取，要尽量选择最合适的材料用于工程结构施工，同时对于材料的各项数据也要进行严格的控制，比如材料的尺寸以及对材料的需求量等都是十分关键的因素。为了解决这些影响工程结构设计的问题，数据建模工作是十分重要的一部分工作内容，经过多年发展，我国传统的工程结构设计工作中使用的CAD制图技术已经被新型BIM技术所取代，这标志着我国在工程结构设计行业取得了非常大的发展。

2.2采用BIM技术使工作变得可以传递

在进行建模工作时，BIM技术还能够用于传输数据，有效提高系统的自动化水平，工作人员在对系统中的一些数据进行修改的过程中，能够把要修改的数据调出来直接修改，而不会对其他的一些数据造成影响，并且不需要修改完成设计的图纸。BIM技术能够发挥自己的传递功能修改各项错误数据，该技术不仅能够减少工程结构设计工作人员的压力以及工作量，而且能够获得更高的工作效率，防止在修改错误数据的过程中出现失误，对其他数据造成影响，导致工程设计过程出现问题，BIM技术的各种优点让它在工程结构设计行业中发挥了非常大的作用。

3水土保持工程勘测设计存在的问题

3.1传统测量模式耗时长，工作量大

传统的测量技术需要逐个打点，测量工作量巨大、耗时长、测程短，譬如测量打点往往有着一定的局限性，难以对大量数据信息进行快速处理，特别是水土保持工程常常需要对面积大且地形结构复杂的河道低洼之处、山坡地等区域进行处理。

3.2传统的二维设计效率低、精度差

水土保持工程的传统设计方式是在测量二维平面图上布置，大多借助于设计者自身经验来加以判断，对设计人员的设计经验要求极高，且容易导致平面图和断面图脱轨，衔接不上。设计人员需在断面图上根据地形手动绘制，效率低、精度差，后期无法导出工程量。

3.3传统二维图纸专业性强，理解困难

在传统二维设计模式之下，二维图纸对复杂的水土保持工程项目描述有限，设计生成的施工图纸非常专业，需要有很强的相关专业知识才能理解，给相关参建单位沟通造成困难。特别对缺乏相关知识与能力的建设单位，项目决策时缺乏量化与直观的依据。

4水土保持工程BIM勘测设计

4.1地形三维建模

采用最新款大疆经纬M300RTRK固定翼无人机搭载五镜头进行航测，其POS数据可精准至1CM，完全满足水土保持工程的测绘要求。以其获取的弃渣场场区正摄影像和倾斜影像为数据源，借助于大疆智图系统完成地形建模，并将POS数据、集中的原始影像图等信息统一导入到该系统，通过诸多过程，如贴纹理、自动匹配空三、构建3D模型等方式，完成最终的3D建模。该过程具有较高自动化水平，倾斜、正射影像能够实现全自动联合空三，可以结合构筑物提供密度较高的非规则性的三角网，纹理也能实现自动张贴。该软件能够借助于3D网格优化算法、影像匹配彩色点元数据技术，实现丰富的功能，主要包括重建3D模型，完成纹理映射，在连接点重构约束与纹理，并对堆渣区创建更高精度的实景3D地形。

4.2绿色性能分析

在工程建筑中使用BIM技术符合近年来我国所提倡的环保节能理念，能够有效提高建筑的节能效果，当前社会在进行绿色建筑建设的工程中会用到许多计算机软件，这些软件被用于节能评估数据分析等多项工作，通常情况下，绿色建筑建设使用的软件模型都是固定的，这样的模型能够有效解决工程施工中遇到的各种有关数据的问题，有利于提高工作效率。在工程施工中使用BIM技术时，施工质量以及所建设的建筑所能发挥的作用，都会得到有效的提高。通过大量的数据调查我们可以了解到，照明分析和暖通空调设计等都是在使用BIM技术进行施工时,施工企业较为重视的一些问题，然而这项技术在进行有关工程建设材料和可再生能源的选择分析时应用较少。此外，对于企业的发展也能够起到一定的促进作用，让企业的技术水平在不断应用该项技术的过程中不断提高，帮助企业在未来的市场竞争中成功生存下来，并促进企业可持续发展目标的达成。

结语

BIM技术能够还原整个工程施工环境，让人们通过计算机软件就可以直观地对施工现场进行了解。除此之外，把一些工程的相关信息数据输入到BIM软件之中，能够对这些数据进行分析，然后得到一个完整的施工场景。使用BIM软件进行建模，有利于完善工程施工设计方案，提高工程施工质量，促进企业和谐稳定发展。综上所述，本次针对水土保持工程开发形成的BIM勘测设计流程体系，有效提升水土保持工程勘测设计成果的质量和设计效率。随着勘测设计行业逐步市场化，行业竞争加剧，勘测设计单位在勘察设计工作过程中，要严格把握行业新趋势，积极提升业务能力与设计水平，在激烈竞争的市场中赢得相应的优势^[3]。

参考文献：

[1]张鑫，侯越明，王童．某水利工程弃渣场水土保持措施设计[J]．东北水利水[3]电，2020，38（2）：43-44，65,71．

[2]俞冰，缪拥军．ＢＩＭ技术在水利工程设计中的应用初探[J]．建材发展导向，2019，17（24）：34-35．

[3]邓竣文，郝鑫．ＢＩＭ技术在水利工程设计中的应用研究[J]．科技创新与应用，2020（34）：155-156．