一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，包括提取BIM数据中的语义信息；对提取的语义信息进行语义分析和过滤处理，合并重复构件数据和重复实体数据；基于过滤处理后的数据，分析构件的拉伸体类型，提取构件对应的拉伸实体及拉伸情况；基于构件的拉伸情况，建立参数模型，通过几何参数拟合，计算出相应的拉伸参数，获得拉伸体的参数化结果等步骤。其显著效果是：首先基于语义分析和过滤确定拉伸情况，然后通过几何拟合，根据拉伸体类型计算出相应拉伸参数，实现拉伸体的轻量化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法


[0001]本专利技术涉及到BIM数据处理
，具体涉及一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法。

技术介绍

[0002]随着WebGL三维可视化技术日趋成熟，诞生了越来越丰富的Web端三维应用。BIM大数据场景作为建筑业信息化的产物，其在线式共享同样被众多用户所关注。然而由于BIM数据量巨大，几何结构和语义信息复杂等原因，导致其无法直接在Web显示。其次，Web应用所处理的数据量又总受到网络传输带宽和Web浏览器缓存资源等多方面的限制。因此，研究BIM数据轻量化方法，使得通过Web能高效地展示和浏览BIM数据，已成为极具挑战性的问题。
[0003]目前，BIM数据的轻量化方法主要分为以下两类：一是语义轻量化预处理，主要通过构件(Product)分割、语义配准计算、语义去冗处理等方法，通过对BIM复杂、精细的语义信息进行语义约束并过滤，从而输出简化数据；二是几何轻量化预处理，通过稀疏体素化、体素配准、体素去重等方法，对单个或整体模型几何信息内容进行压缩、简化操作，从而降低原始数据的体量。BIM生产过程中使用了大量的拉伸和扫掠操作来生成模型，传统的解析方法虽然可以将这些复杂模型转换为规则的几何构件(Product)来减少实体数量，与之同时也通过拉伸和扫掠操作引入更多的几何数据，因此减少拉伸冗余数据同样是BIM数据轻量化的关键环节之一。
[0004]因此，本专利技术提出一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，该方法可进一步减少BIM数据的语义信息冗余，为其在轻量级Web端深度应用提供基础数据保障。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，首先基于语义分析和过滤确定拉伸情况，然后通过几何拟合，根据拉伸体类型计算出相应拉伸参数，实现拉伸体的轻量化。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，其关键在于包括如下步骤：
[0008]步骤1：提取BIM数据中的语义信息；
[0009]步骤2：对提取的语义信息进行语义分析和过滤处理，合并重复构件数据和重复实体数据；
[0010]步骤3：基于过滤处理后的数据，分析构件的拉伸体类型，提取构件对应的拉伸实体及拉伸情况；
[0011]步骤4：基于构件的拉伸情况，建立参数模型，通过几何参数拟合，计算出相应的拉伸参数，获得拉伸体的参数化结果。
[0012]进一步的，步骤1中语义信息的提取步骤如下：
[0013]步骤1.1：基于数据交换标准，对BIM数据IFC文件的源数据段中实体对象总数量进行计算；
[0014]步骤1.2：依次解析每一个实体对象的基本属性，提取对应的属性集合，并对实体对象的描述数据进行信息提取时，按照其格式进行字符串分割并保存为Map集合对象的键值对；
[0015]步骤1.3：对实体对象的属性值字段进行识别，合并属性数据相同的属性值字段，实现对属性集合的合并；
[0016]步骤1.4：通过解析实体对象的引用关系获得与对象间的关联关系语义信息。
[0017]进一步的，步骤2中进行语义分析和过滤处理的具体步骤为：
[0018]步骤2.1：通过构件对应的实体IfcMappedItem和IfcRepresentationMap来分析构件Pm、Pn之间的映射关系，判断Pm和Pn是否为重复构件；
[0019]步骤2.2：根据语义信息识别构件Pi中包含的重复实体，分析Pi引用的IfcRepresentationItem实体集Ei，找出Ei引用的所有IfcRepresentationMap实体集SEi；
[0020]步骤2.3：遍历实体集SEi中所有元素对(Iu,Iv)，采用字符串匹配的方式对元素Iu和Iv的属性值字段进行识别，如果元素Iu和元素Iv的唯一值字段GUID的信息相同，则认为Pi中存在以IfcRepresentationItem为单位的局部重复；
[0021]步骤2.4：重复步骤2.1
‑
2.3，对所有重复构件和重复实体进行标记，并合并重复构件和重复实体字段。
[0022]进一步的，步骤3中构件的拉伸体类型分析的步骤如下：
[0023]步骤3.1：追踪构件的拉伸类型；
[0024]步骤3.2：根据实体对象属性和关联关系语义信息，提取参数信息；
[0025]步骤3.3：根据提取的参数信息，语义分析得出构件的拉伸体类型。
[0026]进一步的，步骤4中拉伸参数的计算步骤如下：
[0027]步骤4.1：获取拉伸体位置、轮廓面、拉伸方向和拉伸长度属性信息，创建拉伸体参数模型；
[0028]步骤4.2：基于几何拟合方法推导出该拉伸体建模的规则和约束信息；
[0029]步骤4.3：基于拉伸体的特征属性构建约束方程，通过求解约束方程获取优化目标函数的拟合初始值；
[0030]步骤4.4：基于拟合初始值进行优化求解运算目标函数，获得拉伸体的拟合参数结果。
[0031]进一步的，所述拟合初始值的计算过程为：
[0032]选择合适的拉伸体参数表达模型，基于最小二乘法建立几何偏移误差公式；
[0033]构建拟合算法的优化目标函数，求解几何偏移误差平方和的最小值；
[0034]基于拉伸体的特征属性构建约束方程，并求解获得优化目标函数的拟合初始值。
[0035]进一步的，所述目标函数的表达式为：
[0036][0037]其中，设(x,y)为一对样本值，满足以下对应法则y＝f(x,ω)，ω为待定参数，其中，设(x,y)为一对样本值，满足以下对应法则y＝f(x,ω)，ω为待定参数，是一组线性无关的函数，(x
i
,y
i
)为
样本值，ω
i
是第i个样本值对应的参数(i＝1,2
…
m)，m为样本数量。
[0038]本专利技术的显著效果是：
[0039](1)具有较好的兼容性，其基于BIM最主流的数据描述和交换标准IFC来设计，不受数据类型、应用软件限制，对于不同行业、不同软件生产的、不同数据类型的BIM数据轻量化具有良好兼容性。
[0040](2)具有较高的轻量化处理效率，与传统的BIM语义轻量化方法相比，本方法支持针对BIM构件中大量的拉伸冗余数据的轻量化处理，进一步减少了BIM数据的语义信息冗余。
[0041](3)运用参数化方法，与传统的将复杂构件转换B
‑
rap面片边界实体的方法相比，最大程度的保留了原始BIM数据拉伸体的结构细节信息，使得轻量化后的数据成果更符合实际工程使用需求。
附图说明
[0042]图1是本专利技术的方法流程图；
[0043]图2是BIM数据语音信息提取流程图；
[0044]图3是重复构件和局部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：提取BIM数据中的语义信息；步骤2：对提取的语义信息进行语义分析和过滤处理，合并重复构件数据和重复实体数据；步骤3：基于过滤处理后的数据，分析构件的拉伸体类型，提取构件对应的拉伸实体及拉伸情况；步骤4：基于构件的拉伸情况，建立参数模型，通过几何参数拟合，计算出相应的拉伸参数，获得拉伸体的参数化结果。2.根据权利要求1所述的基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，其特征在于：步骤1中语义信息的提取步骤如下：步骤1.1：基于数据交换标准，对BIM数据IFC文件的源数据段中实体对象总数量进行计算；步骤1.2：依次解析每一个实体对象的基本属性，提取对应的属性集合，并对实体对象的描述数据进行信息提取时，按照其格式进行字符串分割并保存为Map集合对象的键值对；步骤1.3：对实体对象的属性值字段进行识别，合并属性数据相同的属性值字段，实现对属性集合的合并；步骤1.4：通过解析实体对象的引用关系获得与对象间的关联关系语义信息。3.根据权利要求1所述的基于参数化的BIM数据拉伸体轻量化方法，其特征在于：步骤2中进行语义分析和过滤处理的具体步骤为：步骤2.1：通过构件对应的实体IfcMappedItem和IfcRepresentationMap来分析构件Pm、Pn之间的映射关系，判断Pm和Pn是否为重复构件；步骤2.2：根据语义信息识别构件Pi中包含的重复实体，分析Pi引用的IfcRepresentationItem实体集Ei，找出Ei引用的所有IfcRepresentationMap实体集SEi；步骤2.3：遍历实体集SEi中所有元素对(Iu,Iv)，采用字符串匹配的方式对元素Iu和Iv的属性值字段进行识别，如果元素Iu和元素Iv的唯一值字段GUID的信息相同，则认为Pi中存在以IfcRepresentationItem为单位的局部重复；步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪波，陈媚特，安丽超，张泽烈，梁星，曾攀，余静，李林，陈晓龙，梁均军，张精平，袁杰祺，黄潇莹，陈培恩，田俊梅，
申请(专利权)人：重庆市地理信息和遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：