当前管网物探的管线数据主要以两种形式呈现：一种是物探数据的Excel表格，另一种是管线的CAD图纸。在物探作业中，通常首先创建Excel格式的物探数据表，然后由物探程序生成相应的CAD图纸。因此，物探Excel表的格式成为物探作业的基础数据，其规范的数据格式便于程序读取。本文采用从物探Excel表中提取数据的方式。

本文使用C#编程语言并借助OLEDB技术读取Excel表格数据。数据读取的技术路线如图2所示。

图2 物探数据读取技术路线图Fig.2 Technology roadmap of geophysical data reading

鉴于地下管网涵盖多种管线类别，如供水、排水和通信等，首先识别项目中包含的各类管线。物探成果的Excel表格中不同管线类别分别存储于各自的工作表。本文通过读取Excel工作表的数量和名称来识别管线类别，即先确定工作表的总数，再获取每个工作表的标题，通常这些标题对应管线的类别，从而确定物探数据所涉及的全部管线类别。

随后读取每个工作表中的管线数据，即对应不同的管线类别。如表1所示，管网物探数据中，一条管线通常包含起点至终点的数据和终点回到起点的数据两条记录。在程序读取过程中，必须定位到Excel表格中每条管线对应的两条记录，以获取管线的起点坐标、终点坐标、高程信息、管径和材料等数据。

表1 管网Excel表示例Table 1 Excel representation of pipeline network

本文采用Revit二次开发技术，以Revit 2018版本和C#语言实现管线BIM模型的生成。技术路线详见图3。

图3 管线BIM自动生成技术路线图Fig.3 Technology roadmap for pipeline BIM automatic generation

地下管网包含多种管线类别，这些类别在BIM模型中需区分。为此，在Revit中创建不同的管道类型，并用不同颜色的材质表示。管道类型的创建可通过Revit API的PipeType.Duplicate方法实现。

管道的创建通过Revit API的Pipe.Create命令实现，需要文档、系统类型、管道类型、Level、起点坐标和终点坐标这五个参数。系统类型和管道类型对应管线的ID编号，通过在Revit的现有系统和族类型中搜索管线类别名称获取。Level指基础标高的ID，起点和终点坐标是管线的位置信息，从物探Excel表读取。由于Revit API使用英尺单位，而物探数据以米为单位，需进行单位转换。

管线直径通过 BuiltInParameter. RBS_PIPE_DIAMETER_PARAM参数设置。先从物探数据获取管径，转换为英尺后，赋值给该参数以完成设置。

依此方法，逐个根据管线数据创建管线，直至全部完成。最终的管线BIM模型展示于图4。

图4 管线BIM模型示例Fig.4 Pipeline BIM model

地下管网包括多种附属设施，例如检查井、人孔井和手孔井。这些设施的BIM自动生成流程见图5。首先，创建各种附属设施的族；其次，通过Revit API加载这些族，并根据附属设施的坐标位置放置族实例；最终，配置附属设施族的参数。

图5 附属物BIM自动生成技术路线图Fig.5 Technology roadmap for appendage BIM automatic generation

检查井、人孔井等附属物的大小与其连通的地下管线管径相关，并随管径变化。因此，应将这些附属物的族参数化，以便通过参数调整其大小。

附属物的创建可通过Revit API的Create. New FamilyInstance命令完成，该命令需要四个参数：附属物坐标、族类型、标高和非结构特性。其中，附属物坐标为物探数据中该族原点的坐标，族类型为附属物使用的族类型，标高为基准标高，非结构特性指示是否为结构构件。

接着，根据附属物连接的地下管线管径计算并设定附属物族的参数，从而生成相应大小的附属物。创建完成的检查井示例见图6。

图6 附属物BIM示例Fig.6 Appendage BIM

物探点位的编号是关键数据，帮助清晰定位地下管网各点位置。因此，需在Revit模型中为每个物探点生成编号，相应的BIM自动生成技术路线见图7。首先创建物探点位的族，然后根据各点位的坐标在Revit中生成相应族，最终为每个族设置编号。

图7 物探点位编号BIM自动生成技术路线图Fig.7 Technology roadmap for geophysical prospecting point number BIM automatic generation

物探点位的创建通过常规模型进行，创建编号族并将文字内容设为实例参数，以此设置物探点位编号。

物探点位的创建方法与附属物相同，通过使用Create.NewFamilyInstance函数，根据点位编号设置文字为物探编号。

BIM与GIS融合的关键在于确保管网的大地坐标与其实际地址位置一致。为确保管网BIM模型在GIS系统中按实际地理位置加载，本研究选定一个基准点，并根据该点在GIS系统中的位置来加载模型，从而准确放置整个BIM模型。

选定的基准点位于管网BIM模型的左下角，程序通过计算管网数据中X和Y坐标的最小值来确定这一点。

由于管网数据使用城市坐标系统，需将基准点的城市坐标转换为GIS系统所用的WGS84坐标。

坐标转换完成后，在GIS系统中根据这些坐标加载管网BIM模型，确保模型在系统中的准确位置。

本文选择的GIS平台为Cesium，因其不支持Revit格式，需将生成的管网Revit模型转换为Cesium支持的GIS格式，即3D Tiles格式。

由于管线包含多种类别，为便于GIS系统管理，需在GIS系统中实现不同类别管线的控制显示，以实现单独显示一种或多种管线。为实现该功能，本文将管网BIM模型的各类管线分别转换为单独的3D Tiles格式文件，显示特定管线时仅加载相应的文件即可。