计算机技术在建筑施工图形图像处理中的应用研究

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摘要：计算机技术的应用越来越广泛，整个社会普遍进入信息化时代，现代计算机技术在图象处理上的应用打破了传统图象处理的模式方法，使得其具有良好的再现功能，应用比较灵活，适用的范围也较广泛。特别是BIM技术对于建筑施工图形图像处理的应用，更是带来了革命性的升级。同时还有最新的虚拟仿真技术在建筑方面的应用，使得计算机图像处理技术在建筑施工中的地位越来越重要。

关键词：计算机技术；图形图像处理；应用

Abstract: The application of computer technology is more and more widely, the whole society into the information age, modern computer technology in the application of image processing on the break mode method of traditional image processing, so that it has good reappearance function, more flexible application, applicable scope is wide. Especially the BIM technology for the application of graphics and image building, is brought about a revolutionary upgrade. At the same time and the virtual simulation technology in the latest architectural aspects of the application, the computer image processing technology is becoming more and more important in building construction.

Key words: computer technology; image processing; application

中国分类号：TU71 文献标识码：A 文章标号：2095-2104（2012）03-0001-02

随着社会现代化的大发展，在很多的生产施工中，为了保证工作的高效、安全、准确，都趋向于生产的自动化。建筑业是国内经济的几大经济支柱之一，将计算机技术与工程建筑业结合在一起的趋势是有目共睹的。在追求低能耗、低污染、可持续发展的大背景下，工程建设信息化已成为时展的必然方向[1]。利用计算机技术对图形图像的处理就是通过计算机对图片进行修饰，分割，除噪等一系列的步骤，从而实现对图形图像的优化设计。计算机技术在建筑业方面的发展经历了两次重要的变革。早期出现的计算机辅助CAD技术使工程建筑业由传统的手工画图阶段转变为二维的计算机绘图阶段，给建筑业带来来了第一次的技术革命。随着建筑业与计算机技术的进一步的结合应用，又出现了专业应用于建筑业的3DStudio,FormZ,VIZ等技术。本文从工程建筑方面的角度出发，探讨几种计算机技术在施工图象处理的科学策略和应用，比如，虚拟仿真技术，BIM技术等。

BIM技术的应用研究

BIM（建筑信息模型）技术是在社会对工程建筑领域的管理技术的需求增长的条件下应运而生的，是建筑业图形图像处理的二次革命。在建筑制造行业，大概有三分之一的工程是需要再次返工的，这样就导致超过半数的劳动力以及资源流失，十分之一的材料损耗。不难察觉有数以亿万元的经济损失，而BIM技术就是针对该问题的突破性研究。对建筑业来说，BIM技术在建筑过程的应用可以设计出精确的三维模拟和能耗模型，高效的实现高效率、高质量、低风险的、低损耗的理念，轻松的完成建筑项目，从而带来更大的经济效益。BIM技术的应用是贯穿于建筑的整个过程。现今已有一些成功的应用案例，例如美国webcor公司，旧金山某基督教堂的虚拟施工模型。并且计算出后期施工的一系列数据（如图二）。只是应用简单的CAD是无法满足设计要求的。施工模型图如图一所示：

图一

图二

在施工阶段的应用主要体现在以下几个方面：

第一、可以创建三维逼真的设计方案图，给人以真实、直观的视觉感受，可以根据施工顺序的选择，形象的展示各个环节的施工方案，还可以进行四维的模拟，对比选择不同的施工方案建立好的BIM模型，大大提高了三维渲染精度与效率，最终给客户更为直观的图形图象展示。比如在地铁盖挖逆坐施工中起到了很大的作用。

第二、有效虚拟施工过程，协同作用强。三维直观的可视化功能加上时间维数，就可以虚拟施工过程，将施工计划与实际的工程进展做对比，这样有效的四维协同，可以让工程师对项目的各个过程都了解得很清楚，以便对施工过程中可能出现的问题进行提前的防备，BIM技术和施工方案、施工模拟有效的结合可以大大减少人力物力的损耗，减少返工和修整，提高建筑质量，节约资源成本，缩短工程建筑周期。

第三、优化设计方案，精确计划，提高质量。BIM技术最大的特点和优点就是三维立体逼真的可视化，它可以使图形图像形象地展示在人们的眼前。利用这个技术可以在施工前检测在施工过程中可能出现的碰撞和错误损失，进而进一步优化设计方案，尽量减少返工，提高施工的质量。

虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究

虚拟仿真技术包括虚拟和仿真两个方面，虚拟技术和仿真技术有效结合，并成功应用于设计施工中，打破了传统的设计和施工模式，它具有高度仿真性，无破坏性，可无数次反复试验，可控性高等优点，还具有高效、施工质量高、成本低等特点。其本身的软件平台是Revit软件，是基于上述的BIM信息模型而配套的技术。对于建筑设计中的结构和水暖加以概念性建模。它是迄今为止最经济有效的综合集成方法,是推动技术进步的战略技术。主要的虚拟仿真过程如图三所示;

图三

首先是利用现有的计算机水平建立三维模型，接着就是虚拟施工环境。某集团的新建住宅小区就是这一技术应用的实际案例，其平面是一个矩形图，建筑面积为24.3万m2。该建筑的设计造型需要使用很多的钢型结构，导致整个吊装工程巨大。只有通过虚拟仿真技术才能实际需求，得到一个可视化的虚拟模型，在施工前有一个准确的预估。建筑施工中图形图像的处理就是将设计出来的图形转化为更为直观的、形象的三维图像的过程，施工过程就是把图像转化为建筑实物的过程。在传统的建筑模式中，保证施工质量的条件是经验丰富的工程师，但这有很大的缺陷，光凭借经验往往使得在施工过程中出现缺乏全面性、客观性，具有主观性、盲目性等缺陷，也会出现很多难以控制的问题。虚拟技术在建筑领域的应用大大弥补了这一不足，虚拟技术下建立的图形具有高仿真性，交互性，沉浸性。工程师可以根据需要进行施工虚拟实验，从而在不断的实验中找到最佳的方案，实现设计图形的最优化，达到节约资源成本，缩短工程周期，提高质量等目的。

利用计算机技术对图形进行处理可以极大地提高形成图片的效率及提高图片的质量，也会给工作带来极大的方便，提高工作效率。图形的处理技术包括图形的屏幕显示，图形的字符处理以及成图。首先是利用CDI和位映像图来展现初步的绘图的效果，然后就是对图形的尺寸、特性用参数表示，所以在图片上进行尺寸的单位的标注也是图片处理的技术之一。

虚拟仿真技术为建筑的整个过程构造了一个整体、综合的环境，虚拟场景中的任何一个物体，都可以有高度仿真的声音、动作画面模拟，使画面的真实感强，它的三维动画的应用。如图四就是通过计算机仿真技术制作的该小区的外观效果图：

图四

虚拟仿真技术可以实现对施工全程的分析，施工过程中的细节都以高清晰的画面的形式展现出来，人们可以根据自己的需要在画面上做修改，并且这项技术在预防施工过程可能出现的安全隐患具有很好的预测性。未来的图象处理技术的发展，主要是朝着高度清晰、三维成像及多位成像、自动化、智能化的方向发展的，在技术的研究中，主要是将理论和实际操作结合起来，计算机技术在图象处理中的应用也将得到进一步的发展。

三、总论

图象处理技术的应用越来越广泛普遍，CAD、CAM技术对于建筑工程设计的基础构图中也有充分应用。在建筑施工中对图形图像的处理给我们的社会带来很大的经济效益，可以不费成本的无数次的反复试验施工过程，然后对施工过程进行细致的分析，尽量减少各种浪费，减少人力资源的耗损。BIM技术对图形图像的处理实质上也是对施工过程的一个模拟的过程，在计算机上近乎逼真的动态模拟，让我们如身临其境，达到一定实质性的效果。随着时代的进步，该技术所提供的数据会越来越详细和全面，对于建筑施工行业会带来巨大的革命。同时，5D技术也会在计算机图像处理中越来越多的应用。建筑设计等等中的问题依靠计算机技术的进一步发展来带动其变革。综上所述，计算机技术在建筑领域的应用有待于进一步的推广和深入的发展。

参考文献：

[1]刘刚，李鑫，王兴龙，等．建筑施工企业BIM应用浅析与建议[J]．施工技术，2012，41(3)：39-40,44．

[2]潘佳怡，赵源煜．中国建筑业BIM发展的阻碍因素分析[J].工程管理学报，201226(1):6-11

[3]张孟田，基于BIM的建设项目设计概预算的应用[J].中国勘察设计,2012(5):95-97

[4]郑亚文，虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究[J]，施工技术，2009,12,38（12），114-117.