[发明专利]一种地上地下三维一体化的虚拟基坑开挖方法

说明书

本发明公开了一种地上地下三维一体化的虚拟基坑开挖方法,属于地理空间信息领域，本发明在已有的三维数字城市建设成果基础上，针对用户对于市政设施管理、工程建设勘察等的了解场地、道路等地面以下现状情况的需要，实现在三维可视化环境下的虚拟基坑开挖的功能方法，解决了三维场景下的地上地下不同类型数据的基坑开挖和可视化叠加难题，能够有效的通过三维可视化方式辅助建设工程初步设计。

技术领域

本发明属于地理空间信息领域，特别是涉及地上地下三维一体化的虚拟基坑开挖方法。

背景技术

地理信息系统是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。其中三维地理信息系统是将传统的二维地理信息系统以三维可视化技术相结合，在三维可视化场景下为用户提供更为直观的可视化效果和空间查询分析功能。

地上地下三维一体化是在三维地理信息系统中，将地面建筑、地表道路、地表场地、地下管线、地下空间、工程地质等地上地下三维模型数据进行一体化集成，利用三维场景表现其各类数据的空间位置和其空间关系。

目前已有的虚拟基坑开挖方法，只能对一种三维模型数据进行开挖，而无法将建设工程周边相关环境都集成叠加进行虚拟开挖分析，因此，需要一种能够将建成工程场地周边的建筑、地形、道路、地下管线、地下空间等三维数据模型综合集成并进行虚拟开挖的地上地下一体化虚拟开挖方法，更好的为建设工程初步设计分析服务。

发明内容

有鉴于现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种在三维可视化环境中模拟基坑开挖的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种地上地下三维一体化的虚拟基坑开挖方法,其特征在于按以下步骤进行：

步骤一、构建基坑开挖面；

步骤二、执行虚拟开挖；

步骤三、虚拟开挖成果整合；

步骤一中所述构建基坑开挖面按以下步骤进行：

A1、确定基坑开挖平面范围线；

A2、确定基坑开挖的深度，通过基坑底面标高，来确定开挖深度；

A3、构建基坑开挖面；利用基坑开挖平面范围线和基坑开挖深度，构建顶面范围边线和底面范围边线。对于底面范围边线，通过顺时针连接边线上的点，构建三角网，完成底面的基坑开挖面构建；对于顶面范围边线和底面范围边线，顺时针并依此间隔连接顶面、底面边线上的点，构建三角网，完成侧壁的基坑开挖面构建；

步骤二中所述执行虚拟开挖按以下步骤进行：

B1、根据三维数据是否在顶面范围线内，对不在顶面范围线内的三维数据不执行开挖，保留其三维数据的原始状态；而对在顶面范围线内三维数据执行开挖，直接利用基坑开挖面与构成以上数据的原始三角面进行相交分析，通过基坑开挖面将三维数据相交处理，利用基坑开挖侧壁面将三维原始数据的三角面进行切割，沿侧壁将三维原始数据分割为基坑开挖范围的内部面和外部面两个部分，删除内部面，保留外部面；

B2、将保留的三维数据的外部面与步骤一中生成的侧壁基坑开挖面和底面基坑开挖面进行可视化集成显示，就得到了开挖后的三维基坑效果。

较佳的，步骤三中所述虚拟开挖成果整合以下步骤进行：