(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210703835.8 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 安徽省交通勘察设计院有限公司 地址 230011 安徽省合肥市瑶海区铜陵路 16号 (72)发明人 黄涛　沈保根　姚林　周琪琪　 王伟　程旸　 (74)专利代理 机构 合肥中博知信知识产权代理 有限公司 34142 专利代理师 杨来宝 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 16/29(2019.01) (54)发明名称 一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建 模方法 (57)摘要 本发明提供一种基于BIM和GIS平台的河网 水力计算建模 方法， 针对现有河网水力计算软件 建模工作量大， 数据处理难度高、 建模效率低的 问题， 利用现有BIM+GIS平台数据处理和数据互 通能力， 可以高效实现在不同的航道整治方案下 不同细节、 维度的河网航道计算模型的建立， 包 括一维、 二维、 三维水力模型。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115186335 A 2022.10.14 CN 115186335 A 1.一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 河网BIM模型搭建： 根据地形测绘资料， 使用BIM工程设计平台Civil3d建立相应 河网所在区域的地形曲面模型、 干支 流走向模型、 堤防模型、 河网断面及拦河建筑物位址模 型； 步骤2： 航道整治方案BIM模型搭建： 根据航道整治设计资料， 使用BIM工程设计平台 Civil3d建立相关整 治河段的整 治模型； 步骤3： 拦河 建筑物结构BIM模型搭建： 根据工程设计资料， 使用BIM工程设计平台Revit 建立相应拦河建筑物结构模型， 包 含桥梁模型、 涵洞模型、 水闸 闸门模型； 步骤4： 河网BIM模型转换为GIS模型： 利用GIS平台Arcgis的数据互通功能， 导入BIM模 型， 转换为A rcgis平台上的河网初始GIS模型； 步骤5： GIS模型处理： 利用Arcgis的数据处理功能， 对Arcgis平台上的河网初始GIS模 型进行编辑、 转换， 处 理成为高精度的河网精细GIS模型； 步骤6： GIS模型导出： 利用Arcgis的数据导出功能， 对Arcgis平台上的河网各维度GIS 模型进行导出， 处 理成为空间信息文件格式及文本格式的河网各维度GIS模型； 步骤7： 水动力一维模型构建： 利用水动力学建模平台DHI  Mike的对河网一维精细GIS 模型空间信息文件进 行导入， 并设定模 型运行附加信息， 完成河网一维模型构建， 并完成水 力模拟过程； 步骤8： 对需要进行局部精细模型的河段处， 利用研究边界对模型进行截取和导出， 利 用一维模型水力模拟的结果设定模型运行附加信息， 完成河网航道完整二维或三 维模型创 建。 2.根据权利要求1中所述的一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特征 在于， 所述步骤1 中， 使用BIM工程设计平台Civil3d， 使用地形测绘资料制作地形曲面模 型， 模型中包含曲面边界； 对曲面做高程分析， 在地形高程底色的辅助下， 作河网干支 流的中心 线以及堤线建立河网走向模 型和堤防模 型； 创建采样线， 沿河网走向进 行地形采样， 得到河 道断面模 型； 根据拦河建筑物结构所在河道桩号， 创建对应桩号所在断面， 得到结构物位址 模型。 3.根据权利要求1中所述的一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特征 在于， 所述步骤2中， BIM工程设计平台Civil3d生成的整治方案模型主要包括整治河段的纵 断面及横断面， 由上述数据可组合成为一系列三维多段线条组合形成的航道底轮廓线， 即 航道整治模型。 4.根据权利要求1中所述的一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特征 在于， 所述步骤3中， 拦河建筑物结构模型包含结构物主要尺度， 结构各控制点坐标使用结 构所处位址坐标。 5.根据权利要求1中所述的一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特征 在于， 所述步骤5中， 利用GIS平台的GIS要素编辑功能， 对河网初始GIS模 型进行除错、 细化， 包括： 步骤5‑1： 利用Arcgis的几何要素编辑工具， 消除各河段间的间断现象， 建立相互连接 的河网拓扑， 同时利用多段线加密功能， 对河网线条进行平滑， 使其更符合河流的自然特 征；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115186335 A 2步骤5‑2： 利用Arcgis的空间要素数据编辑工具， 对河道断面要素上的异常点进行删除 处理， 对超过堤防的断面部分做删除处 理； 步骤5‑3： 利用Arcgis的空间要素数据编辑工具， 对结构物在河道上的碍航部分进行提 取， 新要素存 储为GIS精细模型中， 属性设定为内边界模型； 步骤5‑4： 利用Arcgis的TIN及栅格数据编辑工具， 使用高程散点建立高程TIN模型和栅 格模型； 使用栅格数据裁切功能对模型边界外的数据进行裁切； 根据结构物模型建立结构 物所在的局部高程 栅格模型， 利用栅格的融合功能将局部地形与整体地形相结合； 在原河道存在整治方案的条件下， 在导入GIS平台成为GIS航道整治模型后， 需按照下 列步骤与河道栅格数据进行融合； 步骤5‑5： 利用Arcgis的TIN创建工具， 由航道整治方案航道底三维多段线序列创建航 道整治方案TI N模型； 步骤5‑6： 利用Arcgis的栅格创建工具， 把航道整治方案TIN模型转换为航道整治方案 栅格模型； 步骤5‑7： 利用Arcgis的栅格Mosaic工具， 把航道整治方案栅格模型与步骤5 ‑4创建的 地形进行融合， 其中考虑到航道整 治对河床只挖不 填的特性， Mosaic须 取MINIMUM选项。 6.根据权利要求1中所述的一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特征 在于， 所述步骤 7中， 水动力平台导入一 维模型时， 一维模型包含对GIS精细模型中河网拓扑 模型、 河道断面模型、 GIS结构物模型中的位址模型、 横断面模型所生成相应文件或信息的 导入。 7.根据权利要求1中所述的一种基于BIM和GIS平台的河网水力计算建模方法， 其特征 在于， 所述步骤8中， 二维、 三维模型包含对GIS边界模型、 GIS高程栅格模型和GIS结构物模 型中的位址模型， 纵断面模型 所生成相应文件或信息的导入。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115186335 A 3