基于案例推理的木制民居定制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于案例推理的木制民居定制方法，包括下述步骤：（1）对木制民居数据资料进行采集、整理、分类、统计、分析，构建木质民居案例库，该案例库包括：民居户型库、功能结构库、文化资源库、数据资源库；（2）基于民居原始案例库，将木制民居形态构成通过规则映射为一个多元化的木制民居结构树，每一个树状结点根据层级不同代表不同的木制民居结构要素，形成基于结构树的产品配置设计表征模；（3）木制民居配置设计流程。本发明专利技术具有能对用户需求进行数字化表征，且提取结果准确的特点。本发明专利技术不仅能够实现传统木质民居个性化的定制设计，而且实现了传统非物质文化遗产的数字化保护和传承。

【技术实现步骤摘要】
基于案例推理的木制民居定制方法
本专利技术属于房屋建筑设计
，具体地说是涉及一种基于案例推理的木制民居定制方法。
技术介绍
贵州苗、侗族民居形式多样,种类丰富,它巧妙的结构、简洁的工艺、创造性的利用自然资源,显示出少数民族人民的伟大创造,是一笔珍贵的民族物质文化遗产。近年来，随着经济全球化趋势和现代化进程的加快，尤其是目前城镇化建设的推进，建筑文化遗产的保护与传承面临严峻的考验。如何将传统的各种建筑形态通过现代化技术和手段更好利用起来，使其能走入寻常百姓家，让人们都能享受到这笔文化财富具有重要意义。现有技术中，只有利用计算机对传统的木质民居外观进行设计，缺乏从结构上对传统的木质民居进行个性化的设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供一种能利用计算机，基于传统的案例，从结构特征进行个性化定制设计，且设计周期短、可视化强的基于案例推理的木制民居定制方法。本专利技术的一种基于案例推理的木制民居定制方法，包括下述步骤：(1)木质民居案例库建设：对木制民居数据资料进行采集、整理、分类、统计、分析，结合民居的结构特性对其构造部件进行系统的分类与形态解构，分析房屋部件的使用规律及在不同场景的应用状态，构建原始木质民居案例库；(2)构建基于结构树的产品配置表征模型：根据步骤(1)建立的民居原始案例库，将木制民居形态构成通过规则映射为一个多元化的木制民居结构树，每一个树状结点根据层级不同代表不同的木制民居结构要素，形成基于结构树的产品配置设计表征模型，根据该模型，将木制民居构造载体中的构造单元案例化，即构建出木制民居结构树；在产品配置过程中从该结构树最底层的结点进行约束匹配，根据结点层级结构依次进行不同配置的选择，最后将所有结点以预先定义好的配置约束条件进行组合，再通过知识和经验的修正，实现不同需求的配置结果输出；(3)木制民居配置设计流程：在配置设计过程中，可以在木制民居案例库中查找满足客户基本功能需求的构造单元集合，并将其组合成一个木制民居的产品构造载体，然后通过相似性算法在案例库中检索与该产品构造载体最相近的一个案例，并将其作为木制民居的构造原型，按照结构是功能的载体这一特性，检索出的相似案例产品在结构和功能上应与目标产品的构造相吻合，使得在详细设计阶段只需要根据目标产品构造载体与相似案例产品的不同之处，对相似案例加以修正，即可获得用户需要的产品。上述基于案例推理的木制民居定制方法，其中：所述步骤(1)中的案例库包括：民居户型库、功能结构库、文化资源库、数据资源库。上述基于案例推理的木制民居定制方法，其中：所述步骤(2)中的木制民居结构树是一棵无规则树，同层级的结点能够相互置换，结点在树中的位置可以由该结点到根结点所经历的各结点形成的链表来表示。上述基于案例推理的木制民居定制方法，其中：所述步骤(3)中的相似性算法公式如下：其中，num(nod1∩nod2)与num(nod1∪nod2)分别表示产品p1和产品p2所包含结点交集与并集中的元素数目；Sn表示结点交集中成对的两个结点之间的相似度。式中，Consist(nodi)表示对成对结构结点的比较，当产品p1和产品p2都包含有该结构结点时，其数值为1，反之为0；num(nod1i∩nod2i)与num(nod1i∪nod2i)分别表示成对结构结点在结构树中所涵盖的位置结点交集与并集中的元素数目。本专利技术与现有技术的相比，具有明显的有益效果，由以上方案可知，通过构建木质民居原始案例库，设计基于结构树的产品配置表征模型，从而以木质民居的构造特征作为配置设计的基本属性，构建基于结构树的木制民居构造载体，在此基础上，采用案例推理理论，在目标案例与设计案例构造不同的情况下，通过案例检索，查找到与目标案例在结构特征上最为相似产品的配置设计方法，可以利用计算机技术，实现传统木质民居快速的数字化设计及个性化定制设计。总之，本专利技术不仅能够实现传统木质民居从结构特征进行个性化的定制设计，而且实现了传统非物质文化遗产的数字化保护和传承。以下通过具体实施方式，进一步说明本专利技术的有益效果。附图说明图1为本专利技术的基于案例推理的木制民居配置设计流程；图2为本专利技术的木制民居原始案例库；图3为本专利技术的基于结构树的产品配置表征模型；图4为本专利技术的木制民居结构树；图5为实施例中的所定制的木制民居A结构图；图6为实施例中的木制民居A的构造载体；图7为实施例中的木制民居A的构造载体结构树；图8为实施例中的木制民居案例库中案例结构树。具体实施方式以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的基于案例推理的木制民居定制方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。本专利技术的一种基于案例推理的木制民居定制方法，包括下述步骤：(1)苗侗木制民居案例解构分析：干栏是南方少数民族住宅建筑形式之一。贵州苗族民居多依山建寨，为适应地形条件，房屋后半部分建在地面，前半部分架空，即为半干栏式建筑，也被称为吊脚楼。侗族民居多依山傍水而建，侗族将中间楼层作为日常生活起居的主要层面，这是区别于苗族居住形式的重要特征。(2)木质民居案例库建设：通过对贵州省黔东南州的实地调研，对苗侗木制民居数据资料进行采集、整理、分类、统计、分析，建立了苗侗木制民居原始案例库。结合民居的结构特性对其构造部件进行系统的分类与形态解构，分析房屋部件的使用规律及在不同场景的应用状态，构建用于实例推理(CBR)的案例库，如图2所示。(3)构建基于结构树的产品配置表征模型：根据苗侗木制民居案例解构分析建立的民居原始案例库，将木制民居形态构成以一定的规则映射为一个多元化的产品结构树，每一个树状结点根据层级不同代表不同的产品要素。在产品配置过程中从最底层的结点进行约束匹配，根据结点层级结构依次进行不同配置的选择，最后将所有结点以预先定义好的配置约束条件进行组合，再通过知识和经验的修正，实现不同需求的配置结果输出，如图3所示。(4)木制民居配置设计流程：在配置设计过程中，可以在木制民居案例库中查找满足客户基本功能需求的构造单元集合，并将其组合成一个木制民居的产品构造载体。然后通过相似性算法在案例库中检索与该产品构造载体最相近的一个案例，并将其作为木制民居的构造原型。按照结构是功能的载体这一特性，检索出的相似案例产品在结构和功能上应与目标产品的构造相吻合，使得在详细设计阶段只需要根据目标产品构造载体与相似案例产品的不同之处，对相似案例加以修正，就可以获得用户需要的产品，如图1所示。(5)相似案例的检索算法：从已有的民居案例库中提取出与所需构建的民居构造载体最相似的设计方案，从而为详细设计阶段提供一个合适的可参照案例，是将基于结构树的案例推理方法在产品配置设计中推向实用化的重要途径。根据基于结构树的产品配置设计表征模型，将木制民居构造载体中的构造单元案例化，构建出木制民居结构树，如图4所示。上述的基于案例推理的苗侗木制民居定制方法，其中：在步骤(1)中，所述的干栏民居大多数为穿斗式干栏木楼，根据实际地理环境，干栏木楼可建于有地基的开阔平地上，也可架空底部建于无地基的山腰上。随着人们对住宅空间和面积要求的扩展，干栏建筑已经从简单的两层发展为三层、四层。民居的构架一般由“排架”、“开间枋”和“檩条”构成，“排架”根据瓜柱的数量可分为五柱四瓜、五柱六瓜、五柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于案例推理的木制民居定制方法，包括下述步骤：（1）木质民居案例库建设：对木制民居进行数据采集、整理、分类、统计、分析，结合民居的结构特性对其构造部件进行系统的分类与形态解构，分析房屋部件的使用规律及在不同场景的应用状态，构建原始木质民居案例库；（2）构建基于结构树的产品配置表征模型：根据步骤（1）建立的民居原始案例库，将木制民居形态构成通过规则映射为一个多元化的木制民居结构树，每一个树状结点根据层级不同代表不同的木制民居结构要素，形成基于结构树的产品配置设计表征模型，根据该模型，将木制民居构造载体中的构造单元案例化，即构建出木制民居结构树；在产品配置过程中从该结构树最底层的结点进行约束匹配，根据结点层级结构依次进行不同配置的选择，最后将所有结点以预先定义好的配置约束条件进行组合，再通过知识和经验的修正，实现不同需求的配置结果输出；（3）木制民居配置设计流程：在配置设计过程中，可以在木制民居案例库中查找满足客户基本功能需求的构造单元集合，并将其组合成一个木制民居的产品构造载体，然后通过相似性算法在案例库中检索与该产品构造载体最相近的一个案例，并将其作为木制民居的构造原型，按照结构是功能的载体这一特性，检索出的相似案例产品在结构和功能上应与目标产品的构造相吻合，使得在详细设计阶段只需要根据目标产品构造载体与相似案例产品的不同之处，对相似案例加以修正，即可获得用户需要的产品。...

【技术特征摘要】
1.一种基于案例推理的木制民居定制方法，包括下述步骤：（1）木质民居案例库建设：对木制民居进行数据采集、整理、分类、统计、分析，结合民居的结构特性对其构造部件进行系统的分类与形态解构，分析房屋部件的使用规律及在不同场景的应用状态，构建原始木质民居案例库；（2）构建基于结构树的产品配置表征模型：根据步骤（1）建立的民居原始案例库，将木制民居形态构成通过规则映射为一个多元化的木制民居结构树，每一个树状结点根据层级不同代表不同的木制民居结构要素，形成基于结构树的产品配置设计表征模型，根据该模型，将木制民居构造载体中的构造单元案例化，即构建出木制民居结构树；在产品配置过程中从该结构树最底层的结点进行约束匹配，根据结点层级结构依次进行不同配置的选择，最后将所有结点以预先定义好的配置约束条件进行组合，再通过知识和经验的修正，实现不同需求的配置结果输出；（3）木制民居配置设计流程：在配置设计过程中，可以在木制民居案例库中查找满足客户基本功能需求的构造单元集合，并将其组合成一个木制民居的产品构造载体，然后通过相似性算法在案例库中检索与该产品构造载体最相近的一个案例...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁涛，吕健，黄海松，赵林，袁庆霓，蓝伟文，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52