水利工程勘察BIM技術(shù)應(yīng)用探討
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摘要：水利工程作為一項系統(tǒng)與復(fù)雜的工程項目，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)的二維扁平化圖標和模型早已不能滿足新時期下水利工程項目的精確性和可靠程度?；诖耍疚慕Y(jié)合多年工作經(jīng)驗，詳細探討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，能夠提高工程項目的建設(shè)效率和建設(shè)質(zhì)量，進而實現(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，并貫穿到工程項目的勘察、設(shè)計、建設(shè)以及運維整個工程項目的周期。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?？辈熳鳛樗こ添椖拷ㄔO(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
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，進而自動完成勘察工作。另外，還促進了勘察工作的細致化與標準化，對現(xiàn)場資源的配置與管理都具有很大的優(yōu)勢，實現(xiàn)機械設(shè)備、施工人員在不同施工環(huán)節(jié)中的合理調(diào)配。（2）促進勘察工作的有序化管理。BIM技術(shù)在工程項目中的應(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的基礎(chǔ)和最準確的信息資料，這對工程項目的安全運營來說是最基本的保障。
2.2特點
（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)信息表達不準確、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。而在水利工程項目中，業(yè)內(nèi)人對在工程項目建設(shè)過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息的準確性要求越來越高，這種“不完美”與“高要求”之間的矛盾，則成為了促進水利工程項目勘察設(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。水利工程項目是與機電安裝為一體的綜合性項目，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠搜集工程項目全生命周期內(nèi)各個施工階段的數(shù)據(jù)信息，進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。以下筆者重點從BIM角度出發(fā)，就水利工程勘察中BIM技術(shù)的應(yīng)用實踐進行探討。
4.1數(shù)字地形三維建?？辈?/p>
BIM技術(shù)準確反映了工程項目在靜態(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中的一項基本功能，為技術(shù)人員模擬出更加真實與高質(zhì)的數(shù)據(jù)模型，促進工程項目勘察工作可視化目標的實現(xiàn)。同時，BIM技術(shù)還實現(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)實體三維模型勘察
水利工程項目的地質(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立又相互聯(lián)系。比如在工程項目的外業(yè)勘察過程中，通過利用BIM技術(shù)直接繪制出工程項目的三維實體圖樣，最終構(gòu)建出整個工程項目的三維實體模型。（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)軟件進行建模，能為工程項目中各項資源的配置和施工作業(yè)提供活動場所。總的來說，BIM技術(shù)在水利工程項目勘察工作中的應(yīng)用，可實現(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)在水利工程項目中的應(yīng)用，單純的BIM技術(shù)項目已經(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。對于水利工程項目來說，GIS技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的存儲和輸出，通過相應(yīng)的軟件進行流域內(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)，實現(xiàn)對水利工程項目周邊地理環(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