CN105224773A - 一种ifc建筑信息模型数据快速获取的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的建筑产品信息模型数据快速获取的方法，具体涉及各建筑工程领域基于建筑产品数据交换标准IFC进行软件产品开发时，利用中间数据层封装更高级建筑构件对象进行数据快速获取的方法，属于建筑工程信息化领域。具体包括以下步骤：在数据源层与数据应用层之间建立中间数据层，中间数据层根据不同建筑专业领域需求建立专业领域类，在每个专业领域类中根据数据需求范围扩展定义建筑信息模型对象的属性，并对扩展定义的属性值获取过程进行“黑盒”封装，实现对符合IFC标准的建筑信息模型的数据获取由“多层次”调用转为对象属性直接获取。本方法封装了大量复杂的数据调用过程，使得开发人员即使对建筑产品数据交换标准IFC不了解的情况下，也能够快速获取建筑产品对象的数据信息，从而将大大缩短建筑软件产品开发周期，也避免因以建筑行业或IFC标准不了解而造成的数据获取困难、错误与缺失问题。

Description

一种IFC建筑信息模型数据快速获取的方法

技术领域

本发明涉及一种建筑产品信息模型数据快速获取的方法。尤其涉及各建筑工程领域基于建筑产品数据交换标准IFC进行软件产品开发时，利用中间数据封装更高级建筑构件对象进行数据快速获取的方法，属于建筑工程信息化领域。

背景技术

IFC标准是建筑产品数据表达与交换的国际标准，由于IFC标准以面向对象的形式，利用资源层、核心层、协同层与领域层四个概念层以及层次之间的严格调用关系来表达建筑产品信息模型。从核心层向上，IFC构建了非常庞大全面的信息模型层次结构，通过派生与继承关系将建筑产品中各种概念实体组织起来。从这个意义上讲，IFC对建筑工程相关知识体系进行了抽象和总结。依据IFC标准所表达的建筑工程产品，遵循ISO-10303part11国际标准，将建筑产品各构件表达为一系列IFC信息模型对象及其组合。正是由于IFC对建筑产品概念的抽象与分解进行的非常彻底，因此也使得对建筑产品数据信息的获取变得更加复杂。用户获取建筑产品信息模型的数据时要对IFC标准的信息模型层次关系非常熟悉，并且获取建筑构件的每个数据时都要经过非常长的间接引用路由。例如，获取矩形柱尺寸，无法在表达该柱的IfcColumn对象本身的数据成员之中直接得到，而是需要以下间接引用路由才能获得：

IfcColumn->IfcProductReprensentation->IfcRepresentation->IfcGemometricRepresentationItem->IfcBoundingBox->XDim/YDim/ZDim,这不仅需要冗长的六次间接引用，而且要求用户对这一严密而繁琐的信息模型组织关系非常清楚。

这就意味着，对于对IFC标准了解不透彻的用户，特别是对于那些对建筑专业不熟悉的软件开发人员，在利用建筑产品信息模型数据时，容易造成数据获取困难、错误或缺失等问题，从而将大大延长建筑工程软件产品的开发周期。目前还没有一种公开的能够实现用户在不需要了解IFC标准的情况下能够快速对符合IFC标准的建筑信息模型的数据进行获取的方法。

此外，信息获取的间接层次较多，虽然符合知识体系本身的内在结构，但是给运行时软件系统的效率带来了不利影响。例如，在IFC兼容的CAD系统中，构件尺寸是非常基本的几何信息，只要该构件现在视图之内，虚拟图纸的每一次放缩、平移、刷新、修改，都将导致对该几何信息的读取甚至改写。在上例中，获取矩形柱几何尺寸信息需要六次间接引用，每次简介引用都会导致一次寻址和访存开销，特别是在当代高速计算机体系结构上，这种非局部跳转，非常容易造成高速缓存不命中，从而导致缓存刷新，重新访存加载数据，给性能带来两个数量级的下降。考虑到在复杂建筑模型中，存在数千上万个构件，如果每一个构件的基本信息访问都会带来数十倍的性能下降，那么应用程序本身的性能将严重劣化，给用户带来糟糕的体验，妨碍IFC的推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种符合IFC标准的建筑产品信息模型的数据快速获取方法，解决上面提出的两个问题。首先，避免用户特别是软件开发人员由于对IFC标准不熟悉，在对建筑产品信息模型数据获取时存在的获取困难、错误与缺失等问题，使用户对建筑产品信息模型数据获取时由复杂的多层次调用获取转为对象属性直接获取，将提高开发人员的开发效率与调试效率，能够大大缩短软件产品开发周期，降低系统的维护费用。其次，优化软件产品的运行效率，提供用户更好的体验，提高IFC兼容软件产品的竞争力。

为解决上述问题，本发明提出了一种建筑产品信息模型数据快速获取的方法，其核心是在存储符合IFC标准的建筑产品信息模型的文件或数据库与领域应用层之间建立一个中间数据层，根据不同建筑专业领域对建筑产品信息的需求，对建筑产品构件属性信息的获取过程进行“黑盒”封装，从而在符合IFC标准的基础上，建立了建筑实体对象库与建筑几何对象库，提供了一种更加高级的建筑产品对象，使得不同专业领域用户在获取建筑产品所需信息时只需在建筑实体对象库中找到所需对象，并通过属性调用直接获取属性信息，从而避免了要通过IFC标准经过复杂的层次调用才能获取到所需对象属性信息的问题。例如，结构分析专业要利用建筑信息模型生成结构计算模型时，根据IFC标准，要获取任一根柱的截面尺寸属性信息，都要经过图3所示6个层次的间接引用，而利用本发明提供的方法，获取任一柱截面的信息直接调用柱实体对象的Width与Height属性即可获得(如附图2)，即使对IFC标准一无所知，也能够轻松获取到所需数据。

本发明提供的一种建筑产品信息模型数据获取的方法，包括以下各步骤：

(1)根据不同建筑专业领域对建筑产品信息模型的信息需求，建立中间数据层，包括建筑构件对象库与建筑几何对象库，建筑对象库包括门、窗、墙、梁、柱、楼梯、屋顶等建筑对象，建筑几何库包括坐标点、坐标轴、全局坐标系与局部坐标系的几何对象。对象库对建筑产品对象属性进行了扩展定义，提供了供用户直接获取对象属性数据信息的高级建筑构件对象。

(2)利用IFC标准定义的信息获取层次调用关系，对步骤(1)建筑构件对象扩展的属性值获取过程通过类方法进行“黑盒”封装，用户在调用对象的属性值时实际上是调用了“黑盒”封装的方法。

上述建立中间数据层，建立建筑构件对象库与建筑几何对象库的方法，包括以下步骤：

(1)建立中间数据层的命名空间，中间数据层包括若干个领域应用类，每个类涉及一个建筑专业领域，类中包含了本领域应用所需的两个对象库－建筑构件对象库与建筑几何对象库，并封装了从建筑产品信息模型中获取所需构件对象与几何对象的类方法。

(2)在领域应用类中编写从建筑信息模型中获取IfcCartesianPoint,IfcDirection,IfcLocalPlacement,IfcAxis2Placement3D等几何对象的类方法，类方法实现从建筑产品信息模型中的不同类型对象中将上述的几何对象提取出来，建立包含建筑产品所有几何对象的数据仓库，并通过建立建筑几何对象的整数型唯一性标识属性index来进行快速索引。

(3)在领域应用类中编写从建筑信息模型中获取IfcColumn,IfcBeam,IfcDoor,IfcWindow等建筑构件对象的类方法，类方法实现根据应用领域需求，实现从建筑产品信息模型中提取出领域应用所需的建筑构件对象，建立建筑构件对象库，同样通过整数型唯一标识属性index实现快速索引。

上述对象属性获取过程“黑盒”封装方法，包含以下步骤：

(1)对IFC标准的建筑构件对象的属性进行扩展，在建筑构件类定义中，根据领域应用需要，自定义节点绝对坐标、截面长、宽、高，材料，价格等属性。

(2)针对(1)中自定义的属性，编写属性值获取方法，方法按照IFC标准定义的类间的层次调用关系实现上述属性值的获取，从而实现对建筑产品对象信息复杂调用关系的封装，通过扩展，为用户获取建筑产品对象信息提供了更高级的对象，避免了因对IFC标准的不了解而产生的数据获取困难、错误、缺失等问题。

本发明提出的建筑产品信息模型数据快速获取方法，本发明具有以下优点：

(1)本发明在存储建筑信息模型的文件(数据库)与领域应用层之间建立了一个中间数据层，中间数据层根据IFC标准封装了不同领域应用时所需的建筑产品对象属性的信息获取过程，从而对IFC标准的建筑信息模型对象进行了扩展，提供了一种更高级的建筑产品对象。

(2)本发明使得用户特别是软件开发人员可以在完全不了解IFC标准的前提下，实现对符合IFC标准的建筑产品信息模型数据的快速获取，从而能够实现软件产品的开发周期大大缩短，并且能够使得不同专业领域间的数据利用摆脱因为专业隔阂而形成的信息交流困难。

(3)由于本发明封装了大量复杂的数据调用过程，使得基于本发明提供方法的软件产品的开发在建筑产品信息模型数据获取方法简单明晰，概念清楚，不易出现数据获取错误，也大大增强了软件产品的健壮性，从而降低软件产品的系统维护费用。

(4)本发明将为建立建筑各专业领域协同工作平台奠定了良好的基础，不同专业领域间的建筑产品信息模型都通过中间数据层进行数据共享与交互，使得不同专业领域间不会因为专业隔阂而引起的数据利用困难。

附图说明

图1是本发明方法的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明方法对建筑产品信息模型对象扩展后的数据获取数据。

图3是常规的建筑产品信息模型对象数据获取路径。

具体实施方式

本发明提出的建筑产品信息模型数据快速获取方法，首先在本发明提出的中间数据层与数据库或数据存储文件层之间建立数据连接，中间数据层的类方法实现对符合IFC标准的建筑产品信息模型的数据获取，并建立该建筑产品信息模型的建筑构件对象库与建筑几何对象库，对象库中的每个对象通过“黑盒”封装方法实现对建筑产品信息属性的获取，并存储在扩展的对象属性中。然后在领域应用层与中间数据层之间建立数据连接，使得能够进行数据与命令的传输。领域应用根据需要访问中间数据层对应该领域应用的类，并调用中间数据层的建筑构件对象库，通过index整型数据属性快速遍历对象库，找到所需对象，并访问对象的属性值，从而获取所需的数据。从而实现了建筑产品信息模型数据快速获取。本发明提出的中间数据层按照不同专业领域进行建筑对象属性扩展，提供针对于不同领域应用的高级建筑产品对象，它既可以作为领域应用层与数据存储层进行数据快速提取的中间层，也可以作为不同专业领域间进行数据交换的中间平台。

作为不同专业领域数据交换的中间平台，首先一个专业领域形成的符合IFC标准的建筑产品信息模型数据源对ifc格式文件或ifcxml格式文件进入中间数据层，中间数据层的另一个专业领域类方法读取数据源，并根据本领域所需信息建立本领域应用的建筑产品对象库，本领域应用层通过调用中间数据层本领域应用类方法，实现对提供数据源领域的建筑产品信息模型数据进行利用。从而实现了不同建筑专业领域间数据的快速交互。

本发明提出的建筑产品信息模型数据快速获取方法根据不同建筑专业领域需求，扩展了建筑产品建筑信息模型对象属性，并对扩展属性值的获取过程进行了“黑盒”封装，可作为应用领域与数据库间，应用领域之间的中间数据平台，从而能够摆脱IFC标准与专业隔阂的约束，实现建筑产品信息模型数据快速获取。

Claims (3)

1.一种建筑信息模型数据快速获取方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：

(1)根据不同建筑专业领域对建筑产品信息模型的信息需求，建立中间数据层，包括建筑构件对象库与建筑几何对象库,对象库对对象属性进行扩展定义，提供了供用户直接获取对象属性数据信息的高级建筑构件对象。

(2)利用IFC标准定义的信息获取层次调用关系，对步骤(1)建筑构件对象扩展的属性值获取过程通过类方法进行“黑盒”封装，用户在调用对象的属性值时实际上是调用了“黑盒”封装的方法。

2.如权利要求1所述的建立中间数据层的方法，其特征在于建立了封装对象扩展属性值获取过程的建筑构件对象库与建筑几何对象库，包括以下步骤：

(1)建立中间数据层的命名空间，中间数据层包括若干个领域应用类，每个类涉及一个建筑专业领域，类中包含了本领域应用所需的两个对象库－建筑构件对象库与建筑几何对象库，并封装了从建筑产品信息模型中获取所需构件对象与几何对象的类方法。

(2)在领域应用类中编写从建筑信息模型中获取IfcCartesianPoint,IfcDirection,IfcLocalPlacement,IfcAxis2Placement3D等几何对象的类方法，类方法实现从建筑产品信息模型中的不同类型对象中将上述的几何对象提取出来，建立包含建筑产品所有几何对象的数据仓库，并通过建立建筑几何对象的整数型唯一性标识属性index来进行快速索引。

(3)在领域应用类中编写从建筑信息模型中获取IfcColumn,IfcBeam,IfcDoor,IfcWindow等建筑构件对象的类方法，类方法实现根据应用领域需求，实现从建筑产品信息模型中提取出领域应用所需的建筑构件对象，建立建筑构件对象库，同样通过整数型唯一标识属性index实现快速索引。

3.如权利要求1所述的对象属性获取过程“黑盒”封装方法，其特征在于使建筑信息模型的数据获取避免了复杂的层次调用，包含以下步骤：

(1)对IFC标准的建筑构件对象的属性进行扩展定义，在建筑构件类定义中，根据领域应用需要，自定义节点绝对坐标、截面长、宽、高，材料，价格等属性。

(2)针对(1)中自定义的属性，编写属性值获取方法，方法按照IFC标准定义的类间的层次调用关系实现上述属性值的获取，从而实现对建筑产品对象信息复杂调用关系的封装，通过扩展，为用户获取建筑产品对象信息提供了更高级的对象，避免了因对IFC标准的不了解而产生的数据获取困难、错误、缺失等问题。