一种BIM模型到GIS模型的转换方法技术

本发明专利技术涉及民航运输信息化系统技术领域，具体涉及一种BIM模型到GIS模型的转换方法及系统。包括步骤：S1.将BIM模型分成共享单元模型和非共享单元模型；S2.构建BIM模型转换数据库；S3.将所有BIM模型网格化成GIS模型；S4.对GIS模型构建LOD数据结构；S5.将纹理映射到GIS模型三角面片上；S6.将属性和GIS模型进行关联；S7.对GIS模型的几何位置进行平移；S8.将转换后的GIS模型重新分类组织。本发明专利技术通过将BIM模型的几何模型和属性信息完全提取出来，将BIM几何模型转换成GIS模型的三角面片格式，并且针对面片格式的GIS模型构建LOD，形成不同精细层次模型；本发明专利技术依托数据构建共享单元BIM模型转换数据库，提高转换效率。从而推动BIM技术在铁路工程全生命周期的有效应用。

A transformation method from BIM model to GIS model

【技术实现步骤摘要】
一种BIM模型到GIS模型的转换方法
本专利技术涉及民航运输信息化系统
，具体涉及一种BIM模型到GIS模型的转换方法。
技术介绍
近年来，我国铁路行业BIM技术应用越来越广泛。探索BIM技术在铁路工程全生命周期中的应用将是重要课题之一。其中，将BIM模型转换成GIS模型导入铁路工程信息管理系统进行运维开发是BIM全生命周期应用的重要环节之一。BIM模型是可以应用到工程全生命周期的单体精细化模型，但如果其不与周边宏观的地理信息相结合，其在工程规划阶段、运维阶段将难以发挥足够的价值。GIS本身是一种可以兼容多种空间数据源的信息系统，可以提供多种空间查询、定位以及分析功能，实现多源数据的统一组织管理。因此将BIM模型转换成GIS模型倒入平台是实现BIM模型价值最大化的必然途径。BIM模型的几何模型时有点线面按照一定规则构建起来的三维几何体，不同BIM模型之间构建规则几乎都不一样，很难用统一的规则描述，因此当点线面的数量增加到一定程度，软件将无法承载，导致其在设计、施工以及运维中存在应用障碍。
技术实现思路
本专利技术目提供了一种BIM模型到GIS模型的转换方法，解决了现有技术中BIM模型难以在GIS平台直接使用的技术问题。一方面，本专利技术提供了一种BIM模型到GIS模型的转换方法，所述方法包括以下步骤：S1.根据模型是否复用,将BIM模型分成共享单元模型和非共享单元模型,所述共享单元模型表示多次重复使用的模型；S2.将所有共享单元模型依次与既有转换数据库进行对比，判断共享单元模型是否均已在转换数据库中，若存在共享单元模型没有在转换数据库中，则将该共享单元模型新增在转换数据库中；S3.将所有BIM模型网格化成GIS模型；S4.对GIS模型构建LOD数据结构，形成4种不同细节层次的LOD模型，分别为LOD1、LOD2、LOD3和LOD4，所述LOD4至LOD1的精细度依次降低，LOD4为最精细的模型，LOD1为最简略的模型；S5.提取所有BIM模型的纹理信息，将纹理映射到GIS模型三角面片上；S6.提取所有BIM模型的非几何属性信息，形成属性数据表，根据元素ID将属性和GIS模型进行关联，GIS模型有个ID，属性表有个ID，利用关系数据库即可进行关联；S7.将GIS模型中心坐标加上偏移量，对其几何位置进行平移；所述偏移量可以设置成直角坐标偏移(X，Y，Z)，也可以是球面坐标偏移(B，L，H)；S8.将转换后的GIS模型进行重新分类组织。每个GIS模型都对应有关联的非几何属性，其中铁路BIM非几何属性含有IFD分类编码属性，因此可根据《铁路工程信息模型分类和编码标准》对GIS模型进行分类组织。可选地，所述步骤S2中，将共享单元模型新增在转换数据库中的方法包括：S21.读取所述共享单元模型的点、线、面数据，将其网格化成三角面片模型；S22.新建共享单元类，复用的共享单元模型采用此共享单元类实例化生成。可选地，所述实例化模型中的变量包括几何模型的空间三维位置(X,Y,Z)、姿态和缩放比例λ。可选地，所述步骤S4中，所述LOD1、LOD2和LOD3均从LOD4逐级抽稀精简而来，逐级抽稀的比例为50％。所述抽稀方法为：减少三角面片数量，简化模型。可选地，所述步骤S5中，映射的具体步骤为：根据BIM模型的纹理贴图所在面的信息，求解GIS模型的纹理坐标(U，V)，将纹理映射到GIS模型上渲染显示；所述纹理坐标(U，V)为GIS模型每个点在平面纹理上的像素位置。另一方面，本专利技术提供了一种BIM模型到GIS模型的转换系统，所述系统包括：第一接收模块，用于接收BIM模型；第一计算模块，用于根据模型是否复用,将BIM模型分成共享单元模型和非共享单元模型,所述共享单元模型表示多次重复使用的模型；第二计算模块，用于将所有共享单元模型依次与既有转换数据库进行对比，判断共享单元模型是否均已在转换数据库中，若存在共享单元模型没有在转换数据库中，则将该共享单元模型新增在转换数据库中；第三计算模块，用于将所有BIM模型网格化成GIS模型；第四计算模块，用于对GIS模型构建LOD数据结构，形成4种不同细节层次的LOD模型，分别为LOD1、LOD2、LOD3和LOD4，所述LOD4至LOD1的精细度依次降低，LOD4为最精细的模型，LOD1为最简略的模型；第五计算模块，用于提取所有BIM模型的纹理信息，将纹理映射到GIS模型三角面片上；第六计算模块，用于提取所有BIM模型的非几何属性信息，形成属性数据表，根据元素ID将属性和GIS模型进行关联；第七计算模块，用于将几何模型中心坐标加上偏移量，对模型几何的位置进行平移；第八计算模块，用于将转换后的GIS模型进行重新分类组织。可选地，所述第二计算模块包括：第一计算单元，用于读取所述共享单元模型的点、线、面数据，将其网格化成三角面片模型；第二计算单元，用于新建共享单元类，复用的共享单元模型采用此共享单元类实例化生成。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过将BIM模型的几何模型和属性信息完全提取出来，将BIM几何模型转换成GIS模型的三角面片格式，并且针对面片格式的GIS模型构建LOD，形成不同精细层次模型；采用GIS的空间数据库组织所提取信息，保持原有属性和几何模型的关联关系；依托数据构建共享单元BIM模型转换数据库，可以提高转换效率，从而推动BIM技术在铁路工程全生命周期的有效应用。本专利技术能够将BIM模型几何、非几何属性信息以及纹理信息等全部转换导入空间数据库；在转换过程中可以对数据设置平移量，可设置空间直角坐标系(ΔX,ΔY,ΔZ)和球面坐标系(ΔB,ΔL,ΔH)的平移量；根据《铁路工程信息模型分类和编码标准》对数据重新分类组织；将BIM模型按照GIS显示规则自动生成4种不同精细程度的几何模型(LOD1～LOD4)，使得BIM数据在GIS平台编程实现模型随视点变换自动调整精细程度；BIM模型中有个共享单元的机制，此机制可以在BIM设计软件中实现模型的复用，本专利技术提出将BIM模型中的共享单元以及嵌套的共享单元模型转换成实例化模型数据，相同的模型只是同一类的不同实例，相当于只存储了一些不同参数，这样就能保持原有机制的优越，降低存储消耗；本专利技术形成BIM模型转换成GIS模型的几何数据库，将复用程度比较高的共享单元模型入库组织起来，并随着转换应用的不断进行使得数据库逐渐完善，这样在之后转换过程中遇到已有的数据模型，可以跳过几何模型的转换过程，只需提取其属性信息，这在工程应用中能极大提高生产效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种BIM模型到GIS模型的转换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1.根据模型是否复用,将BIM模型分成共享单元模型和非共享单元模型,所述共享单元模型表示多次重复使用的模型；/nS2.将所有共享单元模型依次与既有转换数据库进行对比，判断共享单元模型是否均已在转换数据库中，若存在共享单元模型没有在转换数据库中，则将该共享单元模型新增在转换数据库中；/nS3.将所有BIM模型网格化成GIS模型；/nS4.对GIS模型构建LOD数据结构，形成4种不同细节层次的LOD模型，分别为LOD1、LOD2、LOD3和LOD4，所述LOD4至LOD1的精细度依次降低，LOD4为最精细的模型，LOD1为最简略的模型；/nS5.提取所有BIM模型的纹理信息，将纹理映射到GIS模型三角面片上；/nS6.提取所有BIM模型的非几何属性信息，形成属性数据表，根据元素ID将属性和GIS模型进行关联；/nS7.将GIS模型中心坐标加上偏移量，对其几何位置进行平移；/nS8.将转换后的GIS模型进行重新分类组织。/n

【技术特征摘要】
1.一种BIM模型到GIS模型的转换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.根据模型是否复用,将BIM模型分成共享单元模型和非共享单元模型,所述共享单元模型表示多次重复使用的模型；
S2.将所有共享单元模型依次与既有转换数据库进行对比，判断共享单元模型是否均已在转换数据库中，若存在共享单元模型没有在转换数据库中，则将该共享单元模型新增在转换数据库中；
S3.将所有BIM模型网格化成GIS模型；
S4.对GIS模型构建LOD数据结构，形成4种不同细节层次的LOD模型，分别为LOD1、LOD2、LOD3和LOD4，所述LOD4至LOD1的精细度依次降低，LOD4为最精细的模型，LOD1为最简略的模型；
S5.提取所有BIM模型的纹理信息，将纹理映射到GIS模型三角面片上；
S6.提取所有BIM模型的非几何属性信息，形成属性数据表，根据元素ID将属性和GIS模型进行关联；
S7.将GIS模型中心坐标加上偏移量，对其几何位置进行平移；
S8.将转换后的GIS模型进行重新分类组织。


2.根据权利要求1所述的BIM模型到GIS模型的转换方法，其特征在于，所述步骤S2中，将共享单元模型新增在转换数据库中的方法包括：
S21.读取所述共享单元模型的点、线、面数据，将其网格化成三角面片模型；
S22.新建共享单元类，复用的共享单元模型采用此共享单元类实例化生成。


3.根据权利要求2所述的BIM模型到GIS模型的转换方法，其特征在于，所述实例化模型中的变量包括几何模型的空间三维位置(X,Y,Z)、姿态和缩放比例λ。


4.根据权利要求1所述的BIM模型到GIS模型的转换方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述LOD1、LOD2和LOD3均从LOD4逐级抽稀精简而来，逐级抽稀的比例为50％。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周清华，张忠良，李纯，杨璟林，张弛，张毅，黄新文，魏涌，石鲁宁，韩广晖，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11