CN103970919A

CN103970919A - 用于自动建筑信息建模的数据处理方法

Info

Publication number: CN103970919A
Application number: CN201310042103.XA
Authority: CN
Inventors: 黄铭丰; 鲍文月; 卢建梁; 秦雯
Original assignee: Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Current assignee: Shanghai Urban Construction Design Research Institute Co ltd
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2014-08-06

Abstract

本发明公开了一种用于自动建筑信息建模的数据处理方法，包括如下步骤：（a）对需要进行建筑信息建模的对象进行勘测，以获得多个建筑信息建模所需的勘测数据；（b）对所述多个勘测数据进行格式转换，以形成通用格式的场地模型数据；及（c）为所述场地模型数据添加属性。本发明主要涉及策划阶段和设计阶段的自动信息化工程场地建模的数据处理，可对现有的三维建模软件进行开发与整合，遵从一个通用的行业标准，能够对已经取得的勘测坐标和属性信息实现数据的共享。

Description

用于自动建筑信息建模的数据处理方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，尤其涉及用于自动建筑信息建模的数据融合方法。背景技术

在工程管理信息化的过程中，建筑信息模型（BIM）的出现，引发了工程建设领域的二次革命，它已成为当前建设领域信息技术的研究和应用的热点。BIM以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。

国外关于BIM的研究和应用起步较早，已经涉及到建设项目生命周期中的各个方面，并开始向更深的领域扩展，如与GIS等结合使用的研究以及相应程序的开发。而国内对于BIM的研究还主要集中的在理论阶段，缺乏普遍适用性，比如仅停留在BIM某一阶段的研究，如设计阶段；或是缺乏系统性，多数的研究集中在建筑设计，管线碰撞，成本预算等。这种从设计为起始的BIM对建设项目全生命周期信息管理缺乏指导价值和借鉴意义。

目前国内的BIM三维模型设计前期主要以其他软件为辅助，一是利用AutoCADCivil3D软件，AutoCAD Civil3D软件是一款面向土木工程设计与文档编制的建筑信息模型（BIM）解决方案。测量命令已完全集成到Civil3D工具集和用户界面中。用户可以在完全一致的环境中进行各种工作，包括从导入外业手簿、最小二乘法平差和编辑测量观测值，到管理点编组、创建地形模型以及设计地块和路线。比如，可以通过深化利用CAD Civil3D软件，与Autodesk Revit的结合，充分利用Autodesk公司的BDM套装，进行模型合并，再利用Autodesk Robot就可以分析地理空间、洪泛区分析功能，使用公开的地理空间信息，利用曲面分析功能，评估各种定坡度方案，并找出易受侵蚀的陡峭地区。二是利用GIS数据集成到设计环境中，通过在ArcGIS中进行参数化建模，辅助设计人员摆脱堆积如山的勘测数据和各种前期图纸。三是使用Bentley公司的GeoStation软件，GeoStation主要基于BentleyMicro Station V8iCAD平台开发，通过Microsoft SQL Server and Project Wise两个数据服务平台，实现用户客户端对工程地质数据库和Documents的异地远程访问、存储。系统具有数据管理、地质建模（三维设计）、二维出图、计算分析、WEB浏览等模块，各模块之间通过网络和数据库实现无缝集成。也有自己在3DMAX的基础上自行开发的其他软件平台。通过可兼容的软件套装进行开发，或是直接利用设计软件API接口开发一个应用平台可以解决BIM设计前期的决策与分析问题。

然而，目前来说，没有的方法，可以与测绘院，地调院现有资料准确结合起来，又做到与设计模型合并、分析。以前的场地建模还停留在演示，形象描述阶段，不但做了大量的工作，自己勘测获取数据，三维建模，点云贴图，而且不能为工程施工及设计起到实质性的帮助。它不能通过简单的现有模型转化使用，也不能与设计模型结合在同一个平台进行演示，以及进行后期的碰撞分析，日照分析等4D应用。

总而言之，目前没有一个可以把包括土层探测，地下管线物探和地表物体测量数据完整结合起来的，并形成利用BIM建模软件进行自动建模所需的基础数据的综合工程场地信息化数据处理方法。

发明内容

因此，本发明旨在创建一个可以把包括土层探测，地下管线物探和地表物体测量数据完整结合起来的，综合的工程场地信息化模型平台，并利用其进行模型合并，以实现土层分析，管线碰撞检测，项目价值管理，环境分析，场地选择等后期分析的数据处理方法

为了达成上述目的，本发明提供了一种用于自动建筑信息建模的数据处理方法，包括如下步骤：（a）对需要进行建筑信息建模的对象进行勘测，以获得多个建筑信息建模所需的勘测数据；（b）对所述多个勘测数据进行格式转换，以形成通用格式的场地模型数据；及（c）为所述场地模型数据添加属性。

一些实施例中，所述对象由多个点表示，并且所述勘测数据至少包括所述点的点号信息以及所述多个点的坐标数据。

一些实施例中，所述勘测数据包括地下管线模型数据，地表模型数据，及地质模型数据。

一些实施例中，进行步骤（a）的场所与进行步骤（b）的场所并不相同，并且在进行步骤（a）后，将所述勘测数据发送至进行步骤（b）的场所，以进行步骤（b）。

一些实施例中，进行完步骤（a）之后，对所述勘测数据进行编码以压缩数据存储空间，将所述编码勘测数据发送至进行步骤（b）的场所，在进行步骤（b）的场所对所述编码勘测数据进行解码并进行步骤（b）。

一些实施例中，步骤（b）包括如下步骤：（b1）对多个所述测量数据进行误差处理；（b2）对多个所述经误差处理的测量数据分别进行建模，从而形成多个模型数据；及（b3）使得多个所述模型数据具有预先设定的通用格式，从而形成场地模型数据。所述场地模型数据的通用格式与行业标准相对应。

一些实施例中，步骤（b1）包括如下步骤：（b11）对所述勘测数据进行测量学上的粗差剔除；及（b12），并通过简单的随机模型计算校正。

一些实施例中，步骤（b）还包括：（b0）在进行所述误差处理之前，对所述勘测数据进行格式同一转换，以满足误差处理和建模的要求。

一些实施例中，所述模型数据包括管道模型数据、地表模型数据、及和土层模型数据。

一些实施例中，步骤（c）中，根据所述对象的类型为所述场地模型数据添加属性。

本发明主要涉及策划阶段和设计阶段的自动信息化工程场地建模的数据处理，可对现有的三维建模软件进行开发与整合，遵从一个通用的行业标准，能够对已经取得的勘测坐标和属性信息实现数据的共享。

以下结合附图，通过示例说明本发明主旨的描述，以清楚本发明的其他方面和优点。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为根据本发明数据处理方法的流程图。

具体实施方式

参见本发明具体实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。

应理解，本发明的描述/图示为单个单元的部分可存在于两个或两个以上的物理上独立但合作实现所描述/图示之功能的实体。此外，描述/图示为两个或两个以上物理上独立的部分可集成入一个单独的物理上实体以进行所描述/图示的功能

现参考图1详细说明根据本发明实施例的自动建筑信息建模的数据处理方法。

如图1所示，步骤S101中，对需要进行建筑信息建模的对象进行勘测，以获得多个建筑信息建模所需的勘测数据。建筑信息建模，系用以对工程的场地状况，水文地质，地下管线，地表物体，进行展现。换言之，即对工程中的各个对象进行建模，从而真实再现工程的整个场景，并且在3D场景真实展现的基础上，在利用相关软件进行后期分析。

本实施例中，所述对象由多个点表示。为了对对象进行数字化描述，会利用巨量的点以及该点的坐标来表征一个对象。由此，本实施例中，所述勘测数据至少包括所述点的点号信息以及所述多个点的坐标数据。

本发明的数据处理方法主要关注策划阶段和设计阶段的信息化工程场地建模，创建一个可以把包括土层探测，地下管线物探和地表物体测量数据完整结合起来的，综合的工程场地信息化模型平台。

因此，本发明的数据处理方法可对多种不同类型的对象进行处理，包括但不限于，水文地质，地下管线，地表物体。本实施例中，所述勘测数据包括地下管线模型数据，地表模型数据，及地质模型数据。应理解，本发明不限于此，而是可针对任何需要建模的对象。

步骤S103中，对所述多个勘测数据进行格式转换，以形成通用格式的场地模型数据。换言之，需对所述多种勘测数据进行误差处理和自动化建模，然后对自动化建模后得到的管道模型、地表模型和土层模型之类模型数据进行格式转换。

一般地，勘测数据在对象所在的场所获得，而后续对勘测数据的处理一般在计算中心进行，即，两者通常不再同一场所进行。

具体地，本实施例中，在对象所在的场所对对象进行勘测以获得勘测。勘测完成之后，将勘测数据发送至计算中心进行格式转换。

此外，如前所述，获得勘测数据与进行后续处理之间不得不进行数据传输。由此，考虑到建模所需的海量数据，本实施例中，在对象现场进行完步骤S101之后，对所述勘测数据进行编码以压缩数据存储空间。此后，将所述编码勘测数据发送至进行步骤S103的场所（本实施例中为计算中心）。接着，在计算中心对所述编码勘测数据进行解码并进行步骤S103。

现详细描述步骤S103。

如前所述，由于数据在勘测地点与计算地点需要进行数据传输，因此需对传输后的数据进行误差处理。由此，步骤1031中，对多个所述测量数据进行误差处理。

本实施例中，所述误差处理包括先对所述勘测数据进行测量学上的粗差剔除。此后，并通过简单的随机模型对所述勘测数据计算校正。然而，本发明不限于此，而是可用任何合适的误差处理方法。

步骤S1033中，对多个所述经误差处理的测量数据分别进行建模，从而形成多个模型数据。如前所述，步骤S101中获得的测量数据可能来自多个对象，因此需对这些测量数据分别进行自动建模以获得多个模型数据。本实施例中，所述模型数据包括管道模型数据、地表模型数据、及和土层模型数据。

较佳实施例中，在进行所述误差处理之前，对所述勘测数据进行格式统一转换，以满足误差处理和建模的要求。由于误差处理和对各勘测数据的自动建模也有一定的数据格式要求，因此在进行误差处理之前需按实际要求对勘测数据进行格式转换。然而，本发明不限于具体转换的格式，只要这一格式满足对各个勘测数据进行误差处理和自动建模。

步骤S1035中，使得多个所述模型数据具有预先设定的通用格式，从而形成场地模型数据。所述场地模型数据的通用格式与行业标准相对应。如前所述，由于本发明的勘测数据来自多个类型不同的对象，因此很可能表征各对象的勘测数据的格式并不相同。为了可进行二次开发实现利用建筑信息建模软件自动建立工程场地三维模型，则必须统一不同对象的勘测数据的格式。应理解，本发明不限于具体的通用格式，而是可根据所使用的建模软件及/或建模对象的具体情况设置通用格式，只要该通用格式可使得来自多个不同的对象模型数据复合行业标志及可利用建筑信息建模软件自动进行建筑信息建模。

步骤S105中，为所述场地模型数据添加属性。如前所述，一般地，用点和点坐标信息表征对象。然而，各个对象毕竟千差万别，因此，必须为场地模型数据添加属性，以确保正确对对象进行建模。本实施例中，根据所述对象的类型为所述场地模型数据添加属性。例如，所述对象为房屋，树木，还是管线。应理解，本发明的属性不限于对象的类型，而是可使用各个能够表征对象的属性。

经本发明处理后的数据可供建筑信息建模软件进行自动建模。例如，可利用参数化建模工具软件，创建数字化的三维建筑模型BIM，将各种专业的工具软件、分析软件、决策软件通过其API接口进行链接，遵循建筑行业标准(IFC)，实现数据的共享。各种信息能在BIM和各种工具软件之间快速、有效地进行传输。

本发明具有如下优点。

（1）根据本发明的数据处理方法，可对现有的三维建模软件进行开发与整合，遵从一个通用的行业标准，能够对已经取得的勘测坐标和属性信息实现数据的共享；

（2）根据本发明的数据处理方法，创建一个可以把包括土层探测，地下管线物探和地表物体测量数据完整结合起来的，综合的工程场地信息化模型平台，还原真实的地表、地质和地下物模型；及

（3）根据本发明的数据处理方法，可使用现有的建模软件进行自动建模，为设计提供可直接使用的3D模型，工程施工前可以完成模型合并，进而优化改进模型，最终实现设计施工过程4D动态模拟，进度、资源、成本及场地信息化、集成化和可视化管理，从而提高施工效率、缩短工期节约成本。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种用于自动建筑信息建模的数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

（a）对需要进行建筑信息建模的对象进行勘测，以获得多个建筑信息建模所需的勘测数据；

（b）对多个所述勘测数据进行格式转换，以形成通用格式的场地模型数据；及

（c）为所述场地模型数据添加属性。

2.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述对象由多个点表示，并且所述勘测数据至少包括所述点的点号信息以及所述多个点的坐标数据。

3.如权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，进行步骤（a）的场所与进行步骤（b）的场所并不相同，并且在进行步骤（a）后，将所述勘测数据发送至进行步骤（b）的场所，以进行步骤（b）。

4.如权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，进行完步骤（a）之后，对所述勘测数据进行编码以压缩数据存储空间，将所述编码勘测数据发送至进行步骤（b）的场所，在进行步骤（b）的场所对所述编码勘测数据进行解码并进行步骤（b）。

5.如权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，步骤（b）包括如下步骤：

（b1）对多个所述测量数据进行误差处理；

（b2）对多个所述经误差处理的测量数据分别进行建模，从而形成多个模型数据；及

（b3）使得多个所述模型数据具有预先设定的通用格式，从而形成场地模型数据，

其中，所述场地模型数据的通用格式与行业标准相对应。

6.如权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，步骤（b1）包括如下步骤：

（b11）对所述勘测数据进行测量学上的粗差剔除；及

（b12），并通过简单的随机模型计算校正。

7.如权利要求6所述的数据处理方法，其特征在于，步骤（b）还包括：

（b0）在进行所述误差处理之前，对所述勘测数据进行格式统一转换，以满足误差处理和建模的要求。

8.如权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，所述模型数据包括管道模型数据、地表模型数据、及和土层模型数据。

9.如权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，步骤（c）中，根据所述对象的类型为所述场地模型数据添加属性。