BIM模型轻量化方法技术

本发明专利技术涉及一种BIM模型轻量化方法。该方法包括基于应用目的的BIM模型属性信息剔除，基于三角面片合并和边界线化简的BIM模型几何形状化简，以及基于几何形状特征识别的BIM模型参数化表达三个模块。BIM模型轻量化顾及了模型属性、几何形状以及参数化三个方面，通过对几何图形化简以及参数化，从而大大减少了BIM模型三角面片和顶点数量，通过对BIM模型属性的分阶段标识和管理，针对BIM应用目的和应用阶段，剔除不相关BIM属性信息，进一步优化了轻量化效果，提高了BIM数据的利用效率。

【技术实现步骤摘要】
BIM模型轻量化方法
本专利技术涉及数据处理
，尤其是涉及一种BIM模型轻量化方法。
技术介绍
BIM(建筑信息化模型)是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计、施工建管和运维提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到工程全生命期的一体化，各专业协同工作，从而降低工程生产成本，保障工程按时按质完成。COBie(施工运营建筑信息交换)是有关建筑资产管理的国际信息交换标准，定义了一整套完整的建筑物在设计、施工和运维各阶段的交付标准，旨在建筑物规划、设计、施工阶段就能考虑未来竣工交付运营单位时设施管理所需信息的收集和整理，已受到世界各国重视和采纳。BIM模型一般较为精细、体量大、构件多，在可视化和信息管理过程中存在模型加载速度慢、渲染效率低、体验差和系统内存易崩溃等问题，从而无法满足实际应用的需求，因此，需要对BIM模型数据进行轻量化处理。轻量化已经是BIM业界人所共知的一个概念，虽然至今没有任何严谨的学术或者理论定义，但是这个概念已经几乎成为了行业的标准。本专利技术中讨论的轻量化，是指对BIM模型中三维几何数据和过程属性信息的数据压缩，不涉及包括纹理图片、材质信息、二维图形信息以及软件特有的附加信息等其他非三维几何数据和过程属性信息。其中，BIM三维几何信息是指三维三角形网格(triangularmesh)或者三维线网格(polylinemesh)。每一个mesh由一个顶点数组和一个索引数组组成，顶点数组中每一个顶点一定包含position，即顶点坐标，可能包含纹理坐标和顶点颜色等；索引数组为一个unsignedint16的数组，元素个数为3*三角形数量或2*线段数量。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供一种BIM模型轻量化方法，从模型属性剔除、几何图形化简和模型参数化三个方面对BIM模型进行轻量化，提高BIM模型加载效率和显示效果，避免在可视化和信息管理过程中存在模型加载速度慢、渲染效率低、体验差、系统内存崩溃等问题，从而满足实际应用的需求。本专利技术采用的技术方案是：一种BIM模型轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、结合COBie标准中定义的各属性项，设计BIM过程信息的IFC数据结构；2)、添加阶段标识属性项；3)、设计BIM过程信息数据库；4)、根据BIM应用目的对数据库中与应用不相关的过程信息进行剔除；5)、BIM模型几何形状化简；6)、BIM模型参数化表达；7)、将剔除不相关信息后的BIM过程信息、几何信息、拓扑信息、外观属性信息和化简后的BIM几何模型进行挂接，得到轻量化后的BIM数据。作为优选，上述步骤1)、2)和3)中，首先借鉴和完善补充COBie中各阶段定义的过程信息属性项，将其转换为IFC格式文件；然后设计BIM过程信息数据库表结构，包括规划、设计、建设、运维和退役各阶段，添加阶段标识属性项；最后基于定义的数据库，将BIM过程信息进行入库。作为优选，上述步骤4)中，根据BIM模型应用目的和应用阶段，以及BIM属性信息的阶段标识，对不属于相应应用阶段的属性信息进行剔除，减少BIM属性信息数据量。作为优选，上述步骤5)中，利用三点法和面投影合并法，快速实现对BIM模型几何数据的三角面片和边界的化简，并结合三角面片合并法，对三角面和其它多边形面进行区别化简，避免BIM模型化简后未能保持原有几何图形特征，存在破面的问题；v首先利用BIM软件的数据导出功能，将BIM模型数据导出为IFC格式数据，获取BIM模型的材质信息和表面几何数据；然后根据BIM模型几何数据中多边形的顶点个数判断其是否由三角面构成，对由三角面构成的多边形进行三角面片合并化简，然后对合并后的多边形采用三点法进行边界线化简，对不是由三角面构成的多边形，对其进行边界线化简；最后根据获取的材质信息，对化简后的模型赋予对应的材质属性。作为优选，上述步骤6)中，首先解析设计模型的原始几何信息，即将模型的点云旋转不同角度，投影到固定平面，形成不同视角的剪影；根据定义的几何模型剪影数据库，对BIM模型几何形状进行特征识别和匹配，若匹配成功，通过参数化对BIM模型几何形状进行参数化描述表达。作为优选，该方法还包括：过程属性信息与BIM模型进行关联挂接；BIM模型几何信息、拓扑信息与BIM模型进行关联挂接；BIM模型外观属性与BIM模型进行关联挂接；通过将属性信息与模型对象进行挂接，实现模型到属性和属性到模型的双向查询。本专利技术取得的有益效果是：1、BIM模型轻量化顾及了模型属性、几何形状以及参数化三个方面，全面有效提高了BIM模型加载效率和显示效果，从而满足实际应用的需要；2、通过对BIM模型属性的分阶段标识和管理，可以优化BIM模型轻量化效果，进一步辅助BIM数据的分析和挖掘；3、BIM模型轻量化方法充分利用了现有技术和方法，且速度快，通用性强，值得应用推广。附图说明图1为本专利技术总体设计流程图；图2为本专利技术BIM模型各阶段属性信息示意图；图3为本专利技术BIM模型几何形状化简流程图；图4为本专利技术BIM模型几何特征识别和匹配流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，本专利技术的一种BIM模型轻量化方法，包括基于应用目的的BIM模型属性信息剔除，基于三角面片合并和边界线化简的BIM模型几何形状化简，以及基于几何形状特征识别的BIM模型参数化表达三个模块；具体包括如下步骤：步骤1：结合COBie标准中定义的各属性项，设计BIM过程信息的IFC数据结构；步骤2：添加阶段标识(规划、设计、建造、运维、退役)属性项；步骤3：设计BIM过程信息数据库；步骤4：根据BIM应用目的对数据库中与应用不相关的过程信息进行剔除；步骤5：BIM模型几何形状化简；步骤6：BIM模型参数化表达；步骤7：将剔除不相关信息后的BIM过程信息、几何信息、拓扑信息、外观属性信息和化简后的BIM几何模型进行挂接，得到轻量化后的BIM数据。如图2所示，借鉴COBie中各阶段定义的过程信息属性项，如规划阶段的人员、空间、时间规划等，设计阶段基于规划成果的人员、空间、时间以及设施清单等，建造阶段人员、空间、时间、设施、设备资料等，施工建造交付后运维阶段的人员、设备测试、序列号、安装日期，以及操作、维护手册等，以及工程退役阶段的设备安装日期、使用年限、维修记录等，并将其转换为IFC格式文件；根据制定的BIM各阶段属性信息表，设计BIM过程信息数据库表结构，并添加阶段标识属性项；最后基于定义的数据库，将BIM过程信息进行入库。如图3所示，利用BIM软件的数据导出功能，将BIM模型数据导出为IFC格式数据，获取BIM模型的材质信息和表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种BIM模型轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)、结合COBie标准中定义的各属性项，设计BIM过程信息的IFC数据结构；/n2)、添加阶段标识属性项；/n3)、设计BIM过程信息数据库；/n4)、根据BIM应用目的对数据库中与应用不相关的过程信息进行剔除；/n5)、BIM模型几何形状化简；/n6)、BIM模型参数化表达；/n7)、将剔除不相关信息后的BIM过程信息、几何信息、拓扑信息、外观属性信息和化简后的BIM几何模型进行挂接，得到轻量化后的BIM数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种BIM模型轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、结合COBie标准中定义的各属性项，设计BIM过程信息的IFC数据结构；
2)、添加阶段标识属性项；
3)、设计BIM过程信息数据库；
4)、根据BIM应用目的对数据库中与应用不相关的过程信息进行剔除；
5)、BIM模型几何形状化简；
6)、BIM模型参数化表达；
7)、将剔除不相关信息后的BIM过程信息、几何信息、拓扑信息、外观属性信息和化简后的BIM几何模型进行挂接，得到轻量化后的BIM数据。


2.根据权利要求1所述的BIM模型轻量化方法，其特征在于：上述步骤1)、2)和3)中，首先借鉴和完善补充COBie中各阶段定义的过程信息属性项，将其转换为IFC格式文件；然后设计BIM过程信息数据库表结构，包括规划、设计、建设、运维和退役各阶段，添加阶段标识属性项；最后基于定义的数据库，将BIM过程信息进行入库。


3.根据权利要求1所述的BIM模型轻量化方法，其特征在于：上述步骤4)中，根据BIM模型应用目的和应用阶段，以及BIM属性信息的阶段标识，对不属于相应应用阶段的属性信息进行剔除，减少BIM属性信息数据量。


4.根据权利要求1所述的BIM模型轻量化方法，其特征在于：上述步骤5)中，利用三点法和面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小毛，陈尚法，谢明霞，张乐，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42