工程管理全信息化条件下的DEM生成.doc

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附件：

XX交通大学博文学院
教育教学研究课题立项申请书

批准编号
课题名称
课题负责人
所在部门
起止年月

填写日期：年月日

一、 负责人及研究人员情况
课题名称

课题负责人

性别

民族

出生年月

最后学历

学位

行政职务

职称

所在部门

联系

课题组成员

序号

性别
出生年月
职称
学历
研究分工
1

2

3

4

5

6

预期的主要研究成果

Ａ专著Ｂ译著 C研究报告 D论文 Ｅ实验报告 Ｆ工具书 Ｇ电脑软件 Ｈ其他

二、负责人及课题组成员近三年来取得的教育科学研究成果
成 果 名 称
著作者
成果形式
发表刊物或出版单位
发表出版时间

三、课题必要性论证〔限2000字内〕
1．本课题国内外研究现状述评、选题意义及研究价值；
2．本课题的研究目标、研究内容、拟突破的研究重点难点和创新点；
3．本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤。
一、本课题国内外研究现状述评、选题意义及研究价值
本课题国内外研究现状：
工程管理系全息化管理，本课题主要以BIM技术为根底进展研究，现在应用的现状
BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)起源于美国查克·伊斯曼(Chuck Eastman)博士上世纪70年代中提出的建筑计算机模拟系统(Building Description System)。目前，关于BIM有不同的定义。归纳起来，BIM是以建筑工程工程的各项信息为根底，建立起的三维建筑模型，是贯穿于整个建立工程全生命周期的信息集合。BIM是一种全新的理念，涉及到建筑工程工程从规划、设计到施工、维护的一系列创新和变革，是建筑业信息化开展的趋势。BIM的应用和研究对提高建筑行业设计、施工等的科学技术水平，促进建筑业全面信息化具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
BIM技术的提出始于20世纪末的美国，近年来，BIM技术的应用在欧美及日本等国家开展迅速，美国大多建筑工程都已应用BIM，有种类繁多的BIM应用，如Spatial Validation，Facility Management等等。并且在政府的引导推动下，形成了各种BIM协会，BIM标准。2010年新加坡公共工程全面以BIM设计施工，要求2015年所有公私建筑以BIM送审及兴建。
在中国，一些工程率先应用上了BIM，比方2008奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及XX地铁工程等。不过相对于中国的建立大潮，BIM的应用仅仅是“小荷才露尖尖角〞。从西方国家开展起来的BIM系统并未在我国推广，主要原因为：一是国内普及的设计软件没有BIM概念，与国际上的软件不接轨;二是国外形成的BIM标准在国内并不使用。这就需要我们形成一套自己的BIM系统。2011年住房和城乡建立部印发的?2011-2015年建筑业信息化开展纲要?，2013年7月一直酝酿中的中国BIM系列标准编制工作正式启动。对促进BIM技术在国内的开展具有重要而深远的意义。
选题意义及研究价值
随着建筑行业的不断快速开展，建筑行业的竞争性和风险性逐渐增强，所以作为建立行业各个单位为了降低风险，提高竞争力，工程管理的信息化管理逐渐越来越被各个建立单位所重视。但是BIM技术现阶段仅仅在设计阶段建立模型，供其他相关建筑方来使用，并且将他特定在一个理想的环境中，不能对原始地形地貌进展反响，所以当前的 BIM技术尚有欠缺，需要与相关软件技术结合，扩大其应用领域，而在地理环境分析上，GIS的DEM〔数字高程模型〕技术有恰恰适合地理环境的分析。假设能将BIM技术和DEM生成相结合，既可以弥补BIM技术在建筑施工中对地形分析的缺陷，又可以使得DEM的应用领域得到扩X，两者的结合将极大地促进建筑业和GIS的开展。本研究应用地理信息系统软件ArcGIS的空间分析功能，对建立区域的数字高程模型〔DEM〕提取坡向、坡度并分析出区域内潜在滑坡危险性区域，最终得到建立区域内的适建性等级图，为该区域的建立用地规划提供参考，而BIM技术利用DEM分析数据作依据，为城市建立的合理性和适宜性作出奉献，这也是该工程的研究意义所在。
二、本课题的研究目标、研究内容、拟突破的研究重点难点和创新点
本课题的研究目标：
本课题主要研究目标为在BIM技术条件下建立数字高程模型〔DEM〕，实现BIM技术对地理环境的三位可视化分析。
本课题研究内容：
1.现有BIM技术在工程建立中模型应用平台的探究
2.现有DEM技术在工程建立领域中模型平台应用的探究
3.对DEM与BIM技术模型的平台共同点分析，建立两种模型的理论衔接点。
拟突破的研究重点难点和创新点
〔一〕研究的重点
1、DEM的检验平台。
2、BIM技术的检验平台。
3、DEM与BIM技术的衔接。
〔二〕课题的技术难点
1.DEM生成数据的获取。
2.BIM技术数据的获取
3.DEM与BIM技术的理论衔接。
〔三〕所选课题的先进性
1.整体性能的先进性
研究DEM生成及其与BIM技术结合在工程施工中，可以使施工质量更加精益求精，更好地效劳于相关行业的应用。
2.所采用技术的先进性
利用DEM技术对地形特殊情况的分析、BIM技术的施工模拟以及BIM与DEM的结合，到达工程施工的外业工作和内业工作的智能化联接和生产应用。
3.技术进步点
从提高工程施工质量和技术手段出发，结合现在工程建立的相关技术欠缺的实际情况，使得国内对建筑构造全过程施工控制等方面研究日益增强，也提供了工程施工技术广阔的开展空间。
三、本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤。
本课题的研究思路、研究方法：
1. BIM技术在工程建立中模型应用的探究
〔1〕设计阶段，BIM技术实现三维设计，能够根据3D模型自动生成各种图形和文档。
〔2〕建造阶段，BIM技术在现场施工管理方面可实现三维渲染、虚拟施工、有效协同、碰撞检查和减少返工；在本钱管理方面可实现多算比照、有效管控、准确方案、减少浪费、数据调用、决策支持、快速量算和准确提升。在工程综合管理方面BIM技术可以将所有与建筑有关的信息，从设计开场直至最终撤除，工程的一切信息妒忌中显示在一个3D模型上，对工程进展全过程、全方位的管理。
〔3〕运维阶段，BIM技术可实现设备系统的保养与维护、突发事件的快速应变预处理、设备的远程控制、照明消防等各系统和设备空间定位、内部空间设施可视化和运营维护数据累计与分析。
2．DEM技术在工程建立领域的模型应用
传统的工程设计不仅需要大量费时费力的野外勘测工作，而且所设计出的工程不可防止地具有以下几个方面的缺陷：设计方案不一定是经济上、技术上最优的；方案受人的主观影响较大；工作强度大，设计工作繁琐。采用数字高程模型作为工程的根底数据，可以在工程设计、施工中加快工程速度，节省人力资源和财力资源，是工程的建立更加规X化、科学化、智能化等。主要研究内容如下：
〔1〕三维可视化施工
工程施工离不开对地形的需要，数字高程模型是地形的一个很好的
表达形式。可以应用三维显示技术创立一个可视化的工程环境，制作工程的三维模型，布置一个完整的工程，从各种各样的视角和路径观察，既能在远处观察工程全貌，也能就近了解细部构造。
〔2〕三维可视化设计
利用数字高程模型生成地外表三维模型，再利用辅助设计生成工程
的三维空间模型，将两个模型叠加后，利用软件的相关处理，就可生成
整个工程的三维实体模型，设计者的意图将被表达地更直观和完整，设计方案的优劣也将展示地更清晰。
〔3〕工程工程的填挖方计算
在工程设计中估算施工的土方量既困难又很重要，是工程费用估算及方案选优的重要因素，所以工程涉及土方量计算问题，将自然地形的数字高程模型与规划数字地形模型叠加起来〔二者的网格体系应该完全一致〕。在每个格点处用规划高程减去自然高程，得出格点上的施工高度，施工高度为正时，为填方，施工高度为负时，为挖方，通过这种方法，就很容易地计算出土方量。可以节省内、外业工作量、所有数字计算和逻辑判断独有计算机自动完成，使估算过程到达自动化和规X化。
3.对DEM与BIM技术的共同点分析，建立两种模型的理论衔接点。
，数字高程模型可以在工程建立中优化方案设计、使设计更加科学化，制定区域面积核工程土方量，对工程施工的效果可以进展预演，对工程建立具有重要的指导意义。BIM技术在DEM数据模型分析数据的根底上，对施工工地进展填方、挖方、整平等工作，对所要施工的建筑物分析、设计，建模，规划直至施工建造，完成整个建筑物的三维仿真，数据整合，让施工更加科学合理。
技术路线和实施步骤
一、总体技术方案
〔一〕技术调研
分析现有BIM技术和DEM的应用实例，结合BIM技术和DEM对施工各个阶段的技术支持，研究BIM与DEM相结合在工程施工中的应用。野外调查具有地区特征点的典型地貌，观察其地形情况，保证DEM生成符合实际情况。
〔二〕实施方案
1.拟形成一个DEM生成方案
在目前常用的DEM生成算法的根底上，通过等高线和高程点建立不规那么的三角网，然后在TIN根底上通过线性和双线性内插建DEM。
2.拟制定一个DEM产品的检查标准
在生成DEM产品的根底上，选择对应的产品检验方法，提高DEM的产品精度，形成一个验证指南。
3.拟制定一个BIM技术方案
在大型的工程建立工程中，施工设计人员在工程的不同阶段利用不同的BIM软件，对施工前进展管线设计并解决大量的构件碰撞问题，对建筑物进展虚拟施工和以及4D虚拟模拟，实现施工质量、平安、本钱和进度的管理与监控。
4.经过分析论证建立一个BIM和DEN共用平台，到达两种模型的理论结合。
〔三〕试用改良
将制定技术方案、技术标准交相关应用单位试用,并依据使用单位意见进一步改良提高。
〔四〕组织专业人员组进展论证、修改完善

可另加页
四、完成课题的可行性分析〔限1500字内〕
1．前期研究根底及资料准备情况〔如已取得相关研究成果的引用、、获奖及被采纳情况，主要参考文献等〕；
2．主要参加者的学科教学背景和研究经历、组成构造〔如职务、专业、年龄等〕；
3．完成课题的保障条件〔如研究资料、实验仪器设备、配套经费、研究时间及所在单位条件等〕。
前期研究根底及资料准备情况
本课题主要采用分析论证，和相关技术部门的调查研究，主要以我系现有的工程管理专业、工程造价专业、测绘工程专业和地理信息科学专业多年的理论和实训教学经历为根底，结合本系专业融合的优势，以四个专业实训教学为契机，加强四个专业之间的学生和教师的交流，为本课题的研究提供了保证。同时我系有广联达软件XX公司、XX市斯维尔科技XX和XX军区信息测绘中心实习基地的优势进展进展该课题的研究，为该课题的研究提供有力技术保证，同时也提供相关的技术支持。
主要参加者的学科教学背景和研究经历、组成构造：
课题负责人：叶国仁，男，34岁，毕业于XX科技大学土木工程专业，毕业后在从事了多年的民办学生教育工作，现任XX交通大学博文学院工程管理系主任。曾参加多项工程科研工程，并获得“XX省飞天奖〞。先后在学院及省级以上刊物发表多篇专业和管理论文，主编教材1部，参编教材两部。课题组其他成员均具有多年的学生管理的实践经历，具有一定的研究能力。课题组成员年龄构造合理，具有较强的课题研发能力与水平。
该课题的其他成员都是从事多年工程管理专业和地理信息专业教学工作的教师，以及

完成课题的保障条件
1. 研究资源：XX交通大学博文学院工程管理系工程管理专业、工程造价专业、测绘工程专业和地理信息科学专业四个专业以及广联达软件XX公司、XX市斯维尔科技XX和XX军区信息测绘中心实习基地四个是基地，从人力、资料、设备和各项技术为本课题提供了有力的保障，可以保证该课题的完成。

2.所需经费：
经费开支工程
经 费 预 算
金额〔元〕
资料费
打印各项资料调研费
约300元

调研差旅费
各高校调研差旅费
约200元
印刷与出版补助费
打印费、论文发表版面费
约1500元
小型会议费

约100元
管理费

约200元
合计

约2300元

3.研究时间：2015年5月10日~2016年5月10日
4.所在单位条件：广联达软件XX公司、XX市斯维尔科技XX和XX军区信息测绘中心实习基地满足本课题研究所需。

可另加页

五、经费预算
类别
金额〔元〕

资料费

调研差旅费

印刷与出版补助费

小型会议费

管理费

其
它

合计

六、课题负责人所在部门意见
1.申请书所填写的内容是否属实；
2.课题负责人和参加者政治素质和业务水平是否适合于主持和参与本课题的研究。

所在部门负责人〔签名〕 ： 〔公章〕

年 月 日

七、专家评审意见

负责人〔签名〕 ：

年 月 日
八、评审未通过原因
评
审
未
通
过
原
因
1.选题不当，不符合立项条件；
2.工程论证不充分；
3.负责人的素质或水平不宜承当此工程；
4.课题组力量不强或分工不当；
5.资料准备不够；
6.最终成果不明确；
7.不具备完本钱工程所需的其它根本条件；
8.其他原因〔加以说明〕。

科技处负责人〔签名〕： 〔公章〕

年 月 日
〔注：说明未通过原因划√〕

负责人〔签名〕 ： 〔公章〕

年 月 日

九、学院审批意见

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