[发明专利]水工建筑开挖边坡全参数化三维模型结构的构建方法

说明书

本发明涉及三维数字模型构建技术领域，公开了一种水工建筑开挖边坡全参数化三维模型结构的构建方法，包括如下步骤：参考建基面边界绘制起坡线，建立马道线特征级组件、马道坡面单元元件级组件、本级马道坡面构件级组件和整体马道坡面整体级组件，最后由整体马道坡面和坡面开口线为开挖马道边坡面整体级组件的输入，运算形成开挖边坡面三维模型及支护面。本发明水工建筑开挖边坡全参数化三维模型结构的构建方法，基于水工建筑物开挖边坡几何特征，对水工建筑开挖边坡模型进行结构化构造，能够快速建立水工建筑物开挖边坡三维参数化模型。

技术领域

本发明涉及三维数字模型构建技术领域，具体涉及一种水工建筑开挖边坡全参数化三维模型结构的构建方法。

背景技术

边坡是人工边坡和自然岸坡的统称，边坡开挖就是人为改造自然边坡的过程，遵循少开挖少扰动原则。开挖边坡的布置、放坡和稳定是在水工建筑物布置和设计必须考虑的问题之一，其放坡形状及参数与地形地质密切相关。

目前，边坡开挖设计在二维CAD下依据地理环境进行边坡布置和设计，根据断面地质条件调整边坡坡比和高度，以满足边坡稳定和开挖量较小的设计要求，由于二维方法参数化程度和关联性不高，调整放坡修改工作量大，有的需要重新进行设计及绘制。边坡三维设计建模大多数是在已有二维设计图基础上用三维工具进行翻模，起到三维表达的作用。也有少数基于Civil 3D软件进行边坡开挖三维设计，虽然参数化程度和关联性增强，但方法上存在马道坡面构造简单、不细等问题，难以根据地质条件调整边坡模型细部，难以满足水工建筑开挖边坡变坡、变高、变马道宽等设计要求，当放坡由于地质资料的细化有较大的改变时，基本上需要重新建立三维模型，难以快速建立和动态修改水工建筑物开挖边坡三维模型。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种水工建筑开挖边坡全参数化三维模型结构的构建方法，基于水工建筑物开挖边坡几何特征，对水工建筑开挖边坡模型进行结构化构造，能够快速建立水工建筑物开挖边坡三维参数化模型。

为实现上述目的，本发明所设计的水工建筑开挖边坡全参数化三维模型结构的构建方法，包括如下步骤：

1)参考建基面边界绘制起坡线；

2)建立马道线特征级组件，输入条件包括上级马道内线，其初始为起坡线，输入参数包括坡高、马道宽和坡比系数，输出本级马道内线和本级马道外线；

3)建立马道坡面单元元件级组件，输入条件包括上级马道内线、本级马道外线和本级马道内线，输入参数包括马道坡面单元编号，输出马道坡面单元；

4)将同级马道坡面单元元件级组件放到一个子图形集中，形成本级马道坡面构件级组件，将所有级马道坡面的子图形集放到马道坡面的整体图形集中；

5)由所有马道坡面单元形成整体马道坡面，构成整体级组件，输入条件包括马道坡面集和地形面，输出整体马道坡面和坡面开口线。

6)由整体马道坡面和坡面开口线为开挖马道边坡面整体级组件的输入，运算形成开挖边坡面三维模型及支护面。

优选地，所述步骤2)中，建立马道线特征级组件包括如下步骤：

2a)建立参数集，放置本级马道坡面的设计参数，即放置设计参数坡高、马道宽和坡比系数；

2b)打散上级马道内线成线段，按参数集中对应线段的坡高、马道宽和坡比系数，经过平移、修剪、结合运算生成本级马道内线和本级马道外线；

2c)将上述过程封装，建立特征级组件。

优选地，开挖边坡面由马道坡面单元组成，每个马道坡面单元均由坡高、马道宽和坡比系数一组参数控制，当地质资料变化时，通过匹配地质条件修改相应参数值，从马道线特征级组件更新开始直到驱动整体开挖边坡三维模型。