基于BIM與GIS的礦山巷道參數(shù)化三維建模技術(shù)研究

李 梅，康濟(jì)童，劉 暉，李兆陽，劉 曦，朱 青，肖彬虎

(1.北京大學(xué) 遙感與地理信息系統(tǒng)研究所，北京 100871；2.中煤能源研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710000；3.北京龍軟科技股份有限公司，北京 100190；4. 中煤陜西榆林能源化工有限公司 大海則煤礦，陜西 榆林 719000)

0 引 言

地下巷道是井工礦山生產(chǎn)的主要作業(yè)場所，巷道三維建模技術(shù)是礦山專業(yè)軟件的基本功能，如Surpac、3DMine、LongruanGIS等都有相關(guān)建模功能[1-3]。傳統(tǒng)的巷道GIS三維建模是依據(jù)采掘工程平面圖的導(dǎo)線測量成果數(shù)據(jù)進(jìn)行中線-斷面構(gòu)建，或者根據(jù)巷道兩幫數(shù)據(jù)構(gòu)造頂面、底面和側(cè)面，形成三角網(wǎng)輪廓模型[4-6]。這些模型數(shù)據(jù)形態(tài)簡單，缺少各專業(yè)屬性，集成度低。以“數(shù)字孿生”為理念的智能化礦山建設(shè)將空間信息與礦山生產(chǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行了有機(jī)融合，在透明礦井、智能工作面、機(jī)器人SLAM、數(shù)字孿生與智能診斷等方面具有巨大的應(yīng)用潛力[7-8]。巷道三維建模技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)向了基于BIM參數(shù)化建模[9-10]、激光點(diǎn)云巷道重建[11-14]、全景建模[15-17]等新技術(shù)。常見的BIM平臺有Revit、MicroStation、CATIA等，廣泛應(yīng)用于建筑工程、交通、水利和城市建設(shè)等領(lǐng)域。國產(chǎn)廣聯(lián)達(dá)AECORE開發(fā)平臺也有廣泛應(yīng)用[18-19]。BIM建模在煤礦領(lǐng)域應(yīng)用還剛剛起步。BIM和GIS的集成還剛開展研究[20]。在BIM參數(shù)化建模方面，一些煤礦設(shè)計(jì)單位通過對Revit平臺的二次開發(fā)，建立采礦工程井巷設(shè)計(jì)模塊，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下巷道BIM設(shè)計(jì)[21-22]。何利輝[23]提出了巷道參數(shù)化BIM建模的思路，并在張家峁開展了應(yīng)用。李雯靜[24]提出了基于Dynamo的礦井巷道參數(shù)化建模方法。甘懷營[25]采用MicroStation進(jìn)行了巷道參數(shù)化建模。……