CN106228038B - 一种基于bim模型的版权追踪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于BIM模型的版权追踪方法，包括以下步骤：权属者发布内部嵌有标识的BIM模型；权属者对数据使用者使用的BIM模型中的标识进行识别，如果数据使用者使用的BIM模型中具有权属者发布的标识，则判断BIM模型为权属者发布的BIM模型。本发明通过在BIM模型的构件中嵌入预先设定的数字编码，通过对数据使用者的BIM模型中的构件的数字编码的追踪，不仅可以进行版权归属的认证，进而进行侵权的判定；还可以根据不同类型的数字编码，判断权属者发布的BIM模型是否被进行了违规的操作或者违规的修改。

Description

一种基于BIM模型的版权追踪方法
技术领域
本发明涉及一种基于BIM模型的版权追踪方法。
背景技术
BIM模型作为一种参数化的设计，为建筑师、工程师、设计师等设计人员的工作带来了极大的便利。但是由于BIM模型的开放性，导致许多设计人员设计的特定BIM模型被人随意修改或者挪用，由于无法进行权属判定，权属者无法对发布BIM模型进行权属的认定。
发明内容
为解决上述现有技术中出现的问题，本发明提供一种基于BIM模型的版权追踪方法。
本发明采用以下技术方案：
基于BIM模型的版权追踪方法，包括以下步骤：
权属者发布内部嵌有标识的BIM模型；
权属者对数据使用者使用的BIM模型中的标识进行识别，如果数据使用者使用的BIM模型中具有权属者发布的标识，则判断BIM模型为权属者发布的BIM模型。
所述权属者对BIM模型进行标识嵌入时，首先对标识进行数字编码以后，再进行嵌入。
所述的嵌入BIM模型的进行数字编码的标识包括以下几种：
（A）对需要权属者发布解码信息才能进行的操作设置的密码；
（B）对需要权属者授权权限才能进行的操作设置的控制标识；
（C）权属者的数字签名；
（D）三维坐标系下，BIM模型中构件的空间关系；
（E）对BIM模型的构件进行分类以后，构件BIM模型的构件所属的类型；
（F）三维坐标系下，构成BIM模型的各构件中心位置的点序列。
所述将一种标识或者几种标识形成的组合标识嵌入BIM模型中的方法包括以下几种：
（M）假设构成BIM模型的三维坐标在当前精度下，小数点后具有M位，获取构成BIM模型的三维坐标后，将坐标按照预设的顺序排序，将进行数字编码后的标识按顺序嵌入到X或/和Y或/和Z坐标的最后N位，所述N不大于M；
（N）获取构成BIM模型材质图片所有像素点的RGB值，将标识嵌入到RGB值中；
（J）获取BIM模型的原始属性定义、属性描述和所有数值型缺省值，通过增加属性定义内容、增加属性描述内容、参数缺省值的空闲位的方式，将组合标识嵌入属性定义内容、增加属性描述内容或参数缺省值的空闲位；
（H）为BIM模型增加一组属性，使其与原始属性具有隐含关联，通过对其属性定义、属性描述、参数缺省值进行组合标识嵌入之后，修改其属性为只读或者隐藏可见。
所述（N）中将标识嵌入BIM模型的材质图片中的方法包括以下两种：
（N-1）构建BIM模型材质图片所有像素点的像素矩阵，按照一定的顺序从像素矩阵中获取用来进行嵌入像素点的RGB序列，通过可逆算法将标识与RGB序列进行运算产生新的具有标识的新RGB序列，使用新RGB序列代替原RGB序列存入到像素矩阵中；
（N-2）扫描材质图片的所有像素点，对像素矩阵中具有相同RGB值的像素点进行分组，每组像素点构成的点序列均为相同的RGB值，对其中某一个点序列，保留点序列中的一个点的RGB值不变，将该序列中的像素点坐标依次嵌入到除RGB不变点以外的其它像素点的RGB中，对该序列中其余未被占用的像素点，将标识的编码嵌入到该序列中未被占用的像素点的RGB中。
所述嵌入BIM模型的数字编码包括（A）、（B）、（C）、（D）、（E）、（F）中的一种或者几种。
所述对需要权属者授权权限才能进行的操作包括移动、复制、替换、修改的操作。
本发明的有益效果：本发明通过在BIM模型的构件中嵌入预先设定的数字编码，通过对数据使用者的BIM模型中的构件的数字编码的追踪，不仅可以进行版权归属的认证，进而进行侵权的判定；还可以根据不同类型的数字编码，判断权属者发布的BIM模型是否被进行了违规的操作或者违规的修改。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种基于BIM模型的版权追踪方法，权属者在需要发布的BIM模型中嵌入标识，通过对标识的识别进行追踪，通过追踪的结果进行版权的认证。即获取数据使用者的BIM模型，通过对其内部是否具有权属者嵌入的标识进行判断，达到对BIM模型中的标识的追踪。通过对标识的追踪，可获取数据使用者对数据的操作，进而获取数据使用者的操作过程；或判断数据使用者是否进行了权属者不允许的权限操作。
上述的标识可以采用多种不同的方式，例如可以使用电子签章，因为电子签章的唯一性，使权属者可以根据电子签章的追踪，对版权进行认定；或者使用与模型相关联的数据，对由多个构件构成的模型中的每个构件均嵌入标识；或者使用多种方式的结合。将标识进行数字编码以后，嵌入到需要发行的BIM模型中。
具体来说，本发明的方法是通过数据的数据编码和嵌入实现的。将数字编码嵌入到BIM模型中，通过追踪数字编码来追踪需要的信息，例如对BIM模型的版权认定、对BIM模型修改的判定等。其中对数据进行数字编码的算法均采用现有的算法。
数据编码的标识可以包括以下几种：
（S1）密码标识。即对需要权属者发布解码信息才能进行的操作设置的密码作为标识。该密码为进行权属者授权操作的密码，例如对BIM模型进行初始化打开的密码、对BIM模型或者构成BIM模型的构件进行删除的密码、对构成BIM模型的构件进行修改的密码、对BIM模型进行复制的密码等，将密码进行数字编码形成数字编码A1。
将数字编码A1嵌入到BIM模型中以后，如果设置初始化打开的密码，数据使用者需要通过获取对应的解码信息才能进行BIM模型的初始化打开操作；或者权属者如果对已经发行的BIM模型的构件的删除、修改设置禁止密码，则如果使用者需要进行删除、修改等操作，需要获取对应的解码信息才能进行这些操作。
（S2）权限标识。即对操作的权限设置的控制标识进行编码。为防止权属者发布的BIM模型进行权属者不允许的操作，对需要对有些操作进行权限控制，例如权属者对BIM模型中构件的移动、复制、替换、修改等操作设置操作权限的控制标识，如果数据使用者需要使用具有权限限制的某种操作，需要向权属者发出请求，获取进行某种操作的权利。上述的对操作权限设置的标识通常设置为标识串，然后将标识串进行数字编码形成编码B1。
对于嵌入到BIM模型中的数字编码A1和数字编码B1所对应的操作，数字编码A1仅仅是一种进入的密码，即：即使获取了与数字编码A1对应的可以进行删除、修改的解码信息，但是如果模型中具有数字编码B1且数据使用者不具有操作权限，则仍不能进行删除、修改等操作，需要获取与数字编码B1对应的权限，才能进行操作。
（S3）将权属者的数字签名（或电子签章）进行数字编码，形成数字编码C1。因为数字签名具有唯一性，因此通过追踪BIM模型中的数字签名，可进行权属的追踪。
（S4）根据现有的在坐标系中计算拓扑空间关系和/或顺序空间关系和/或度量空间关系的方法，计算构成BIM模型的各构件的上述三种空间关系中的一种或者几种，然后对空间关系进行编码形成数字编码D1。将该数字编码D1嵌入到BIM模型中，可根据此数字编码判断权属者发布的BIM模型是否被进行了违规的修改。
（S5）根据构成模型的构件的类型进行编码。其操作方法为：首先对构成模型的构件的种类进行分类，例如线、点、面等的不同类型，或者门、窗、螺丝、螺母、等的不同类型，然后对需要发布的BIM模型进行解析，扫描出构成模型的各构件，对各构件进行分类，对各构件所属的类进行数字编码形成数字编码E1。将该数字编码E1嵌入到BIM模型中，可根据此数字编码判断权属者发布的BIM模型是否被进行了违规的替换。
（S6）根据构成模型的各构件的点序编码。具体来说，对构成模型的各构件在三维坐标系的中心位置或者重心位置进行计算，对它们按照一定的顺序进行排列以后，进行数字编码。例如，对构成房间的门、窗而言，分别计算门和窗的中心位置，根据设定的顺序（例如门-窗的顺序），对他们的中心的坐标进行编码，形成数字编码F1。将该数字编码F1嵌入到BIM模型中，可根据此数字编码判断权属者发布的BIM模型是否被进行了违规的修改。
上述六种数字编码，可以单独嵌入BIM模型中，也可以组合嵌入BIM模型中，根据权属者的需求，进行单独或者组合嵌入。上述编码中的任意一种，都可以对编码进行识别，最终判定版权归属，进行版权追踪，但是同时，不同的编码还可以具有其他功能，例如，通过对数字编码D1的识别和判断，进而判断BIM模型是否进行了违规的修改。
而上述在BIM模型中嵌入数字编码的标识可以包括以下几种：
（T1）坐标嵌入；即BIM模型的构件由空间中的三维点集组成，对于不同的模型来说，三维点集的精度不同，为了达到更好的效果，通常将三维点集设置为较高的精度，此时，三维点的坐标数据中，小数点后面的最后几位通常闲置，或者对模型精度影响微小，牺牲此部分精度，不会对模型造成较大影响，因此此时，将形成标识的数字编码嵌入到坐标的最后几位中，覆盖原有的坐标，使坐标与模型紧密结合。
不同的精度导致三维坐标的位数不同，假设构成BIM模型的三维坐标在当前精度下，小数点后具有M位，那么获取构成BIM模型的三维坐标后，将坐标按照一定的顺序排序，将进行数字编码后的标识按顺序嵌入到坐标的最后N位，N取决于M，但不大于M，通常选择N为最后一位或者最后两位。
有些情况下，最后几位非空闲，但较高的精度中，最后几位精度所起的作用很小，因此，可以通过牺牲最后几位的精度的方式，将数字编码嵌入。
同样，在有些情况下，如果不希望造成精度上的牺牲，那么可以在设置模型数据时，在不影响内存的条件下，为数据设置更高的精度，来获取不影响精度的空闲位，用于嵌入编码。
在坐标中嵌入数字编码时，可以根据预先设定的规则在每个构件中嵌入。例如，对于BIM模型中的构件进行扫描，获取各构件的坐标对，将坐标按照X值进行从小到大的排序，然后依次在每个坐标的末位嵌入一个字符或者两个字符，直到将需要嵌入的编码嵌入完毕，或者按照Y值进行排序等。
而嵌入的坐标，可以为构件的原始坐标，也可以为构件移动后的相对坐标（例如平移），或者在对构件进行从原始坐标到相对坐标的变换后，在两者坐标变换之后的空闲多余位进行嵌入。
（T2）材质嵌入。对于具有材质的模型，材质（即图片）通过像素进行存储，而像素的表达是通过RGB三个值进行表达的，此时，可将标识嵌入到RGB像素值中。
假设BIM模型材质图片像素为C*L，那么BIM模型任意一材质的像素及每一像素所对应的RGB值都可以构建出一个由、行像素、列像素、R值、G值、B值组成的五维矩阵T5，或一个由、行像素、列像素、RGB值组成的三维矩阵T3。
在上述假设下，材质嵌入的方法包括以下两种方法的任意一种：
T2-1: 构建BIM模型材质图片所有像素点的像素矩阵，按照一定的顺序从像素矩阵中获取用来进行嵌入像素点的RGB序列，通过可逆算法将标识与RGB序列进行运算产生新的具有标识的新RGB序列，使用新RGB序列代替原RGB序列存入到像素矩阵中。
即按照现有的离散算法，获取一个可以嵌入编码的点序列，那么点序列中任意点P都由行像素值CQ和列像素值LP组成（0＜Q≤C，0＜P≤L）。根据点序列取出其对应的RGB值序列。通过现有的可逆算法把上述组合标识与RGB序列值进行综合运算产生一组新RGB序列值，最后通过新RGB替换原始的RGB进行标识嵌入。本方法由于采用了可逆算法(如矩阵变换)对RGB序列与标识进行运算产生新的RGB序列，因此，如果需要还原原始的RGB序列，只需通过可逆算法从新RGB序列中逆向获取原始的RGB序列和标识即可。
T2-2：N2：扫描材质图片的所有像素点，对像素矩阵中具有相同RGB值的像素点进行分组，每组像素点构成的点序列均为相同的像素值，对其中某一个点序列，保留点序列中的一个点（假设为P）的RGB值不变，将该序列中的像素点坐标依次嵌入到除RGB不变点（P点）以外的其它像素点的RGB中，对该序列中其余未被占用的像素点，将标识的编码嵌入到该序列中未被占用的像素点的RGB中。
本方法为通过变相实现图片压缩实现嵌入。它的原理为依据相同的RGB数值进行点序分组之后，对于这个点序列中的多个点而言，图片存储其RGB部分其实是冗余的，因此只需保留点序列中第一个点的RGB值，序列中其它点对应RGB位逐一存储此分组所有点的像素坐标，剩余点序列对应RGB存储位空闲出来。最后把所有分组空闲的部分用来存储组合标识。
具体来说，操作方法可以为：扫描全部像素点，对相同RGB值的点序列进行分组，则每一个分组是由若干点序列组成，那么点序列中任意点P都由行像素值CQ和列像素值LP组成（0＜Q≤C，0＜P≤L）。假设根据某一RGB值求得的点序列为S，其点个数为F，则序列中第一点不变，从第二个点开始，用其RGB存储位存储S所有点的像素坐标值。假设存储S所有像素坐标值占用了序列点个数长度为F1，则此组将空闲出F2（=F-F1-1）个点对应的RGB存储位。依次类推，把所有分组空闲的RGB存储位用来嵌入上述组合标识。
（T3）属性嵌入。BIM模型为参数化的建模，即对已经完成的BIM模型来说，其内部具有许多对BIM模型进行描述的参数，例如对某一构件（例如门）的宽度进行描述的参数、对厚度进行描述的参数、对长度进行描述的参数、渲染颜色的参数，通过对这些参数的修改可以改变宽度、厚度、长度、渲染的颜色，因此，每一类的参数即BIM模型的一个属性。即仅仅通过改变参数就可以改变模型的形状和颜色，因此，BIM模型的权属者，可以通过对其内部所有可以应用来进行更改的某个属性的所有参数进行编码的嵌入。 由于属性在制作时，是构成BIM模型的必要组成部分，因此不可更改、不可删除，可以通过后续的追踪进行版权的认证。
属性嵌入包括以下两种方法：
（T3-1）：通过修改原始属性定义和属性描述内容嵌入标识。即获取BIM模型的原始属性定义、属性描述和所有数值型缺省值，通过增加属性定义内容、增加属性描述内容、参数缺省值的空闲位等方式，将组合标识嵌入。例如，获取BIM模型的原始属性定义以后，对原始属性增加内容，将标识按照预设的规则嵌入到增加的内容的空闲位中。或者获取某个属性的属性描述内容，然后对该属性描述内容进行增加，将将标识按照预设的规则嵌入到增加的描述内容的空闲位中。或者获取某个属性的数值型缺省值后，获取其数值型缺省值的空闲位，将标识按照顺序嵌入到空闲位中。
(T3-2)：通过新增属性的方式嵌入标识。即为BIM模型增加一组属性，使其与原始属性具有隐含关联，通过对其属性定义、属性描述、参数缺省值进行组合标识嵌入之后，再修改其属性为只读或者隐藏可见。即在权属者制作BIM模型时，即增加一组隐藏可见或者只读的属性，专门用于存储标识，便于追踪。
上述的几种数字编码的单独或者组合，分别通过（T1）、（T2）、（T3）的不同嵌入方式嵌入到BIM模型中，获取具有不同数字编码的BIM模型；也可将一种编码，同过多种方式嵌入到同一个BIM模型中，获取具有数字编码的BIM模型。
上述的进行编码获取需要嵌入BIM模型中的数字编码的过程中，为了保证数据的安全，还可对数字编码使用现有的加密算法进行加密，再嵌入到BIM模型中。

Claims (2)

1.一种基于BIM模型的版权追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
权属者发布内部嵌有标识的BIM模型；
权属者对数据使用者使用的BIM模型中的标识进行识别，如果数据使用者使用的BIM模型中具有权属者发布的标识，则判断BIM模型为权属者发布的BIM模型；
所述权属者对BIM模型进行标识嵌入时，首先对标识进行数字编码以后，再进行嵌入；
所述的嵌入BIM模型的进行数字编码的标识包括以下几种：
（A）对需要权属者发布解码信息才能进行的操作设置的密码；
（B）对需要权属者授权权限才能进行的操作设置的控制标识；
（C）权属者的数字签名；
（D）三维坐标系下，BIM模型中构件的空间关系；
（E）对BIM模型的构件进行分类以后，构件BIM模型的构件所属的类型；
（F）三维坐标系下，构成BIM模型的各构件中心位置的点序列；
将（A）、（B）、（C）、（D）、（E）、（F）中的一种标识或者几种标识形成的组合标识嵌入BIM模型中的方法为：
获取BIM模型的原始属性定义、属性描述和所有数值型缺省值，通过增加属性定义内容、增加属性描述内容、参数缺省值的空闲位的方式，将一种标识或组合标识嵌入属性定义内容、属性描述内容或参数缺省值的空闲位。
2.根据权利要求1所述的基于BIM模型的版权追踪方法，其特征在于：所述对需要权属者授权权限才能进行的操作包括移动、复制、替换、修改的操作。
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