[发明专利]一种应用于长距离引调水工程的BIM与GIS精确配准方法

权利要求书

1.一种应用于长距离引调水工程的BIM与GIS精确配准方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、模型分段设计：对长距离引调水工程BIM模型进行分段设计，按实际标段或固定长度分段，且分段长度小于所采用BIM软件的建模范围；

S2、分段基点设定：为每个分段选定一个基点，该基点平面坐标需为明确的整数，且靠近模型实体，以减小后续顶点转换计算的数据量；

S3、BIM坐标系设置：一个段内往往有多个建筑物，每个建筑物由不同的文件创建；各建筑物模型通过本段的基点定位，具体做法是:在各单体建筑物平面视图插入带有坐标网格的CAD平面图；通过旋转、移动操作，使CAD图与BIM模型相重合；在此基础上，按步骤S2设定的坐标，先将各建筑物模型文件的项目基点不牵引移动至与CAD图相应的坐标点重合，再将测量点牵引移动至与项目基点重合，使BIM模型获取与工程总平面布置图一致的坐标值；

S4、分段模型组装：通过链接的方式将段内各建筑物组装至一个文件；定位方式选择“项目基点到项目基点”；达到的效果是段内的各建筑物在BIM软件中各归其位，精确配准；

S5、分段模型导出：利用导出插件，进行各分段组装BIM模型导出；导出时选择平面坐标，坐标值输入步骤S2的基点坐标；

S6、GIS坐标系重设：将步骤S5的导出文件加载至GIS软件，此时其自带坐标系为平面无投影坐标系，根据工程在地球上的实际位置判断其对应的投影坐标系，重设坐标系，将BIM模型数据设置为投影坐标系；

S7、GIS坐标系转换：通过投影转换，将步骤S6的投影坐标系转换至地理坐标系，使平面的BIM模型能够贴合球面；

S8、GIS配准：在BIM模型集成至球面的基础上，进一步叠加DEM、DOM、TIF、倾斜摄影等GIS数据；对于微小偏差，使用GIS软件的配准功能进行调整。

2.根据权利要求1所述的应用于长距离引调水工程的BIM与GIS精确配准方法，其特征在于：在步骤S3中，所述项目基点为BIM模型的插入基点，所述项目基点不牵引移动指基点移动时模型保持不动，模型与基点的相对位置变化。

3.根据权利要求1所述的应用于长距离引调水工程的BIM与GIS精确配准方法，其特征在于：在步骤S3中，所述测量点为BIM模型的坐标计算基点；所述测量点牵引移动指测量点坐标值保持(0,0)不变，项目基点坐标值变化。

4.根据权利要求1所述的应用于长距离引调水工程的BIM与GIS精确配准方法，其特征在于：在步骤S7中，所述地理坐标系与投影坐标系关系为：

其中ΔX₀、ΔY₀、ΔZ₀为平移参数，ε_x ε_y ε_z为旋转参数，m为尺度因子；推导过程如下：

对式(2)取全微分，得：

其中da、df为椭球长半轴和椭球扁率的微分，J、A的表达式分别为：

对(3)式两端同时左乘J^-1并移项，得：

根据布尔沙模型，得：

并以增量代替微分，即令

将(7)、(8)、(9)、(10)式和J^-1代入式(6)，整理简化得到式(1)。