水利工程勘察BIM技術(shù)應(yīng)用探討
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摘要：水利工程作為一項(xiàng)系統(tǒng)與復(fù)雜的工程項(xiàng)目，各建設(shè)環(huán)節(jié)之間既相互聯(lián)系又相互制約。在此背景下，傳統(tǒng)的二維扁平化圖標(biāo)和模型早已不能滿足新時期下水利工程項(xiàng)目的精確性和可靠程度?；诖耍疚慕Y(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)探討B(tài)IM技術(shù)在水利工程勘察中的應(yīng)用優(yōu)勢、特點(diǎn)和方法。
BIM技術(shù)指的是一種三維模擬技術(shù)，它通過所獲得的數(shù)據(jù)信息，協(xié)同技術(shù)人員完成各項(xiàng)數(shù)字化處理工作。其作為新時期下的一種新型技術(shù)，已在水利工程勘察工作中得到了迅速的推廣與應(yīng)用，并得到了業(yè)內(nèi)人士的一致好評。另外，BIM技術(shù)是一款具有勘察、設(shè)計、管理等功能的數(shù)字化模擬軟件，能夠提高工程項(xiàng)目的建設(shè)效率和建設(shè)質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)信息之間的共享和交流。
1.BIM技術(shù)的概念
BIM是英文“BuildingInformationModeling”的縮寫，漢譯為建筑信息模型，BIM技術(shù)起源于美國，其在國外基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中取得了巨大的成就，而在我國，BIM技術(shù)最早由香港引入?，F(xiàn)在，隨著人們對BIM技術(shù)認(rèn)識的不斷深入，對BIM技術(shù)的重視程度已經(jīng)上升到了國家層面。但是，BIM技術(shù)并非僅僅指的是單純的三維模型，也不是某一種建筑軟件，它是一種既高效又快速的工作方法。BIM技術(shù)是將工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成三維可視化模型，并貫穿到工程項(xiàng)目的勘察、設(shè)計、建設(shè)以及運(yùn)維整個工程項(xiàng)目的周期。盡管BIM技術(shù)越來越受業(yè)內(nèi)人士的青睞與喜愛，但卻在工程勘察中的應(yīng)用較為少見。勘察作為水利工程項(xiàng)目建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)，萬丈高樓平地起，缺了勘察可不行。因此，BIM技術(shù)在工程勘察中應(yīng)用早已勢在必得。
2.水利工程勘察中BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢和特點(diǎn)
2.1BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢
（1）提高勘察工作的質(zhì)量和效率。BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目的勘察階段，可以提高勘察工作的質(zhì)量和效率。BIM在勘察工作中的應(yīng)用需要體現(xiàn)3D/4D的應(yīng)用優(yōu)勢，并不斷優(yōu)化勘察設(shè)計方案，避免勘察現(xiàn)場無法監(jiān)管現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而自動完成勘察工作。另外，還促進(jìn)了勘察工作的細(xì)致化與標(biāo)準(zhǔn)化，對現(xiàn)場資源的配置與管理都具有很大的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備、施工人員在不同施工環(huán)節(jié)中的合理調(diào)配。（2）促進(jìn)勘察工作的有序化管理。BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，使整個勘察過程變得更加有序化，保證了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的高效運(yùn)轉(zhuǎn)以及勘察工作在計劃內(nèi)完成。另外，BIM技術(shù)讓勘察工作更加透明。近些年來，由于勘察工作的監(jiān)管不嚴(yán)導(dǎo)致的工期被延誤的現(xiàn)象早已屢見不鮮。不過BIM技術(shù)巧妙地解決了這一問題，也為高質(zhì)量和高效率地完成勘察工作奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)和最準(zhǔn)確的信息資料，這對工程項(xiàng)目的安全運(yùn)營來說是最基本的保障。
2.2特點(diǎn)
（1）三維設(shè)計?？筛鶕?jù)3D模型自動生成各類圖形與文檔，并與邏輯模型緊密聯(lián)系，當(dāng)邏輯模型發(fā)生改變時，與之相應(yīng)的圖形和文檔也會產(chǎn)生改變，而勘察工作中所創(chuàng)建的對象出現(xiàn)變化時，與之相關(guān)聯(lián)的對象也會有變化。（2）信息共享。共享勘察工作信息，各環(huán)節(jié)工作人員從BIM系統(tǒng)中獲取所需要的參數(shù)和信息，無需再錄入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)信息的錯誤和冗余。（3）協(xié)同合作。如果勘察階段的某個數(shù)據(jù)信息被修改，其他專業(yè)中的數(shù)據(jù)信息隨著也相應(yīng)變化和更新。
3.水利工程勘察中BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
BIM技術(shù)在我國經(jīng)過十多年的發(fā)展，已在眾多工程行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，目前已經(jīng)形成了一套較為完善的體系，但體現(xiàn)在具體的應(yīng)用過程中依然存在著數(shù)據(jù)信息表達(dá)不準(zhǔn)確、專業(yè)之間不協(xié)調(diào)以及資源配置碰撞等的“不完美”的現(xiàn)象。而在水利工程項(xiàng)目中，業(yè)內(nèi)人對在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性要求越來越高，這種“不完美”與“高要求”之間的矛盾，則成為了促進(jìn)水利工程項(xiàng)目勘察設(shè)計工作不斷向前發(fā)展的主要推手。因而，BIM技術(shù)在水利工程行業(yè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了迅速的推廣與應(yīng)用，促使大部分的勘察設(shè)計人員也正在逐漸使用BIM技術(shù)，促進(jìn)工程勘察工作的順利開展。BIM技術(shù)是在三維數(shù)字模型的基礎(chǔ)之上，搭建和完成工程項(xiàng)目各個施工接單數(shù)據(jù)信息的工程模型。比如在水利工程項(xiàng)目中，監(jiān)理方、業(yè)主方、管理人員以及利益相關(guān)者通過三維數(shù)字模型插入和提取、更新和瀏覽各類數(shù)據(jù)信息，以此正確反映各自職責(zé)范圍內(nèi)的作業(yè)內(nèi)容。水利工程項(xiàng)目是與機(jī)電安裝為一體的綜合性項(xiàng)目，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠搜集工程項(xiàng)目全生命周期內(nèi)各個施工階段的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而解決信息與信息之間的溝通與協(xié)調(diào)問題，為勘察工作奠定基礎(chǔ)。
4.水利工程勘察中BIM技術(shù)的應(yīng)用
勘察是水利工程項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)，而現(xiàn)有的工程勘察依然借助的是傳統(tǒng)的二維CAD模型構(gòu)建，并以柱狀圖、鉆孔平面信息、表格以及刨面圖等的方式作為項(xiàng)目建設(shè)的理論依據(jù)，這也是導(dǎo)致施工人員對信息獲得不夠形象和具體的重要因素。以下筆者重點(diǎn)從BIM角度出發(fā)，就水利工程勘察中BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行探討。
4.1數(shù)字地形三維建?？辈?/p>
BIM技術(shù)準(zhǔn)確反映了工程項(xiàng)目在靜態(tài)和動態(tài)狀態(tài)下的時空信息的三維數(shù)據(jù)模型，三維數(shù)據(jù)模型是GIS中的一項(xiàng)基本功能，為技術(shù)人員模擬出更加真實(shí)與高質(zhì)的數(shù)據(jù)模型，促進(jìn)工程項(xiàng)目勘察工作可視化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。同時，BIM技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了空間布局的分析與操作，通過BIM技術(shù)構(gòu)建出數(shù)字地形三維建模。其中，數(shù)字地形三維建模有多種構(gòu)造方式，比如不規(guī)則的三角網(wǎng)絡(luò)模型、規(guī)則的網(wǎng)格模型等。但無論任何一種模型都充分體現(xiàn)出了項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)地形的高程變化情況，還可以在地形復(fù)雜的環(huán)境中使用。
4.2動態(tài)實(shí)體三維模型勘察
水利工程項(xiàng)目的地質(zhì)條件和自然環(huán)境是復(fù)雜多變的，所以動態(tài)實(shí)體三維模型勘察顯得尤為重要。（1）模型的建立需要將三維實(shí)體模型分成不同的塊，最終通過BIM技術(shù)將再將二維平面布置圖分割成眾多的小塊，此時不同的塊與塊之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。比如在工程項(xiàng)目的外業(yè)勘察過程中，通過利用BIM技術(shù)直接繪制出工程項(xiàng)目的三維實(shí)體圖樣，最終構(gòu)建出整個工程項(xiàng)目的三維實(shí)體模型。（2）充分利用BIM中的仿真技術(shù)，將三維立體模型融入勘察仿真系統(tǒng)中，以此真正實(shí)現(xiàn)動態(tài)模型下的勘察工作，這樣既提高了勘察工作的效率，又提高了勘察工作的質(zhì)量。
4.3數(shù)字模型方面勘察
在水利工程勘察中，最基礎(chǔ)和最重要的工作內(nèi)容就是數(shù)字地形模型信息的獲取，數(shù)字地形模型信息采用了BIM技術(shù)軟件進(jìn)行建模，能為工程項(xiàng)目中各項(xiàng)資源的配置和施工作業(yè)提供活動場所?？偟膩碚f，BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目勘察工作中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字模型三維立體化，較傳統(tǒng)的地質(zhì)勘察成果而言，勘察效果更加顯而易見。
5.結(jié)束語
隨著BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，單純的BIM技術(shù)項(xiàng)目已經(jīng)越來越少，相關(guān)學(xué)者和專家開始嘗試將BIM技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)融合，以期其發(fā)揮自身最大的優(yōu)勢和作用，比如BIM技術(shù)和GIS技術(shù)的融合就是其中一種。對于水利工程項(xiàng)目來說，GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的存儲和輸出，通過相應(yīng)的軟件進(jìn)行流域內(nèi)洪水風(fēng)險的防范與控制，減少洪災(zāi)損失。BIM技術(shù)除了在勘察工作的應(yīng)用，還在水文、水保以及水資源管理中的熱點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)。另外，BIM技術(shù)還可以聯(lián)合RS、GPS、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對水利工程項(xiàng)目周邊地理環(huán)境、自然環(huán)境、人文景觀以及社會競技等數(shù)據(jù)信息的采集、分析和管理。隨著BIM技術(shù)在水利工程行業(yè)領(lǐng)域中的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)+GIS技術(shù)也將會成為水利勘察工作中的大勢所趨。
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作者：於文匯 單位：新疆水利水電勘測設(shè)計研究院