CN107230254A - 一种二三维数据集成方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种二三维数据集成方法及系统。包括：解析二维图纸得到图纸中的设计数据；将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；将三维模型转换为统一格式的模型构件；将模型构件数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。本公开实现了基于二维图纸和三维数字模型相结合，采用将二维图纸与三维模型基于统一坐标系进行转换后集成到一个平台中。
Description
技术领域
本公开涉及数据集成检测技术领域，尤其涉及一种二三维数据集成方法及系统。
背景技术
现有技术中，随着科学技术的发展，国家和地方政府的大力推动，以BIM(建筑信息模型)为代表的三维数字化设计正在工程建设领域普及开来。三维数字化设计以其所见即所得的特性，不仅大大缩短了设计周期，还提高了工作效率和设计质量，正逐步取代以CAD为代表的传统设计。
随着数字化设计的应用，针对三维设计成果的规范性审查的数字化审查也在逐渐展开。然而，一方面，当前三维数字化设计过程中，二维CAD图纸仍然是不可缺少的一部分；另一方面，工程项目周边的既有建构筑物数据往往是传统的二维CAD图纸数据，而工程项目的审查需要对该项目对周边的影响情况进行审查。因此，在规范性审查过程中经常需要同时参考二维图纸和三维数字模型进行审查。
目前，针对工程项目的规范审核基本上仍是以二维CAD图纸及相关文件为基础进行的，针对采用三维数字化设计的工程项目，在审查过程中往往要同时参考三维数字模型和二维图纸。由于二维图纸和三维数字模型的设计软件不相同，数据格式不一致，坐标系不统一，导致在审查过程中审查人员需要同时打开不同的软件进行参考和审查。这种做法存在着以下诸多不足之处:(1)二维图纸和三维模型没有有效集成，数据利用率低。(2)对审查人员操作要求较高，审查费时又费力。(3)很难发现二维图纸和三维模型之间的数据偏差，容易出现审查错误。因而，亟需要一种能够集成二维三维数据进行统一审查的方案，以提高审查效率。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种二三维数据集成方法及系统。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种二三维数据集成方法，包括：
解析二维图纸得到图纸中的设计数据；
将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；
将三维模型转换为统一格式的模型构件；
将模型构件数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；
根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
所述方法还包括：
将所述设计数据，基于坐标转换后的二维坐标数据生成对应的三维数字模型。
所述方法还包括：
以坐标转换后的线段为轴心，根据半径计算出所述设计数据对应的三维模型的各个顶点的坐标，得到三维模型。
所述统一坐标系优选为WGS-84坐标系。
所述模型数据集成，包括：
将所述设计数据、二维坐标数据、模型构件数据和三维坐标数据，进行基于统一坐标系的模型数据集成，生成集成数据。
所述方法还包括：
将不同格式的三维模型进行模型格式转换形成统一格式的模型构件库。
根据本公开的另一方面，提供一种二三维数据集成系统，包括：
二维数据解析单元，用于解析二维图纸得到图纸中的设计数据；
二维坐标数据生成单元，用于将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；
三维模型构件生成单元，用于将三维模型转换为统一格式的模型构件；
三维坐标数据生成单元，用于将所述模型构件的数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；
数据集成单元，用于根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
所述系统还包括：
二维模型生成单元，用于将所述设计数据，基于坐标转换后的二维坐标数据生成对应的三维数字模型。
所述二维模型生成单元，还用于以坐标转换后的线段为轴心，根据半径计算出所述设计数据对应的三维模型的各个顶点的坐标，得到三维模型。
所述系统还包括：
模型构件库单元，用于将不同格式的三维模型进行模型格式转换形成统一格式的模型构件库。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开通过解析二维图纸得到图纸中的设计数据；将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；将三维模型转换为统一格式的模型构件；将所述模型构件的数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；将二维坐标数据和三维坐标数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
基于二维图纸和三维数字模型相结合，采用将二维图纸与三维模型基于统一坐标系进行转换后集成到一个平台中，使得审查人员只需要掌握基本的电脑操作即可方便地进行审查，大大提高审查效率和质量。同时又可以充分利用已建/新建工程项目的二维图纸来辅助新项目的三维数字化审查，提高数据利用率和审查准确性，具有明显的经济社会效益。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种二三维数据集成方法原理流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种二三维数据集成方法原理图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种二三维数据集成系统结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种二三维数据集成方法原理流程图，包括：
步骤11，解析二维图纸得到图纸中的设计数据。
本实施例首先适用于工程项目规范审查的过程中。由于存在着工程项目审查中二维图纸和三维设计模型的混合审查，由此带来的不变给行业内的规范审查造成了极大的困难。因而，本实施例从二维图纸和三维数字模型的融合着手，首先解决数据格式化的问题。
在一个实施例中，二维图纸就是一般的二维工程设计图纸，通常可以通过CAD设计得到。二维图纸中，通常包含着工程设计所需的管线、建筑、道路、河流等等数据信息，根据图纸中的数据信息完成工程的设计和实施。
在一个实施例中，首先需要解析二维图纸，将其中的数据信息解析出来，得到设计数据。这些设计数据就是二维图纸中的关键数据，根据这些设计数据可以精确的得到二维图纸的具体数据信息。
步骤12，将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据。
在一个实施例中，上述的设计数据提取出来后，需要将设计数据的坐标提取出来，并经过坐标转换，转换到统一的坐标系。这里的统一坐标系是本实施例提供的一个坐标系，本实施例需要将二维图纸与三维模型的数据全部统一到这个统一坐标系，然后进行集成。
最常见的统一坐标系是WGS-84坐标系，本实施例优选采用WGS-84坐标系。WGS-84坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH(国际时间服务机构)1984.O定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。
WGS-84坐标系原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH(1984.0)定义的地极(CTP)方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z,X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数。
WGS-84坐标系是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极(CTP)方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固(地心固连)坐标系。
在一个实施例中，以管道线二维CAD图纸为例进行说明。首先解析得到管道的线段上各点的坐标、管道半径等数据。然后将解析得到的线段点的坐标转换为WGS-84坐标。转换后的坐标数据就是二维坐标数据。
在一个实施例中，对于二维图纸，首先需要的是将其中的设计数据转换坐标系，转换为统一坐标系下的坐标数据，然后根据这些坐标数据和具体的设计数据，就可以得到在统一坐标系下的二维图纸的数据，也就是把二维图纸的数据转换为了统一坐标系下的三维数据。
在一个实施例中，具体的坐标转换方法可以是以坐标转换后的线段为轴心，根据半径计算出三维模型的各个顶点的坐标，得到三维模型。这个三维模型就是二维图纸数据对应在统一坐标系下的三维模型。
步骤13，将三维模型转换为统一格式的模型构件。
在一个实施例中，对于三维模型，由于存在着多种格式的三维模型数据，因而，首先需要将三维模型转换维统一格式的模型构件。
在一个实施例中，统一格式后的模型构件，可以简历模型构件库，用以存储统一格式后的模型构件。这些模型构件具备统一的三维格式，携带具体的三维设计信息。
步骤14，将所述模型构件的数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据。
在一个实施例中，上述的模型构件数据提取出来后，需要将模型构件数据的坐标提取出来，并经过坐标转换，转换到统一的坐标系。这里的统一坐标系是本实施例提供的一个坐标系，本实施例需要将二维图纸与三维模型的数据全部统一到这个统一坐标系，然后进行集成。
最常见的统一坐标系是WGS-84坐标系，本实施例优选采用WGS-84坐标系。WGS-84坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH(国际时间服务机构)1984.O定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。
WGS-84坐标系原点是地球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH(1984.0)定义的地极(CTP)方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z,X轴构成右手坐标系。WGS-84椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值，采用的两个常用基本几何参数。
WGS-84坐标系是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极(CTP)方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固(地心固连)坐标系。
在一个实施例中，统一格式后的三维模型构件，经过坐标转换到统一坐标系后，得到对应的三维坐标数据。这个三维坐标数据就是三维模型构件在统一坐标系下的三维坐标数据。
步骤15，根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
本实施例中，将所述设计数据、二维坐标数据、模型构件数据和三维坐标数据，进行基于统一坐标系的模型数据集成，生成集成数据。
在一个实施例中，上述已经完成了二维图纸对应的统一坐标系下的坐标转换，同时，也完成了三维模型构件在统一坐标系下的坐标转换和对应。因而，在统一坐标系下，二维图纸和三维模型都具备了对应的坐标，这样就可以将二维图纸的设计数据和三维模型的模型构件数据统一集成在一个坐标系下，方便统一审核，或者进行统一设计规划。
基于二维图纸和三维数字模型相结合，采用将二维图纸与三维模型基于统一坐标系进行转换后集成到一个平台中，使得审查人员只需要掌握基本的电脑操作即可方便地进行审查，大大提高审查效率和质量。同时又可以充分利用已建/新建工程项目的二维图纸来辅助新项目的三维数字化审查，提高数据利用率和审查准确性，具有明显的经济社会效益。
进一步的，如图2所示，为一种二三维数据集成方法原理图，具体包括：
CAD图纸经过数据解析后，得到图纸数据，图纸数据进一步进行模式转换，将图纸数据转换成图纸转换后的模型数据。同时，三维数据模型经过模式转换，形成统一格式的模型构件库。然后，图纸数据和模型构件库中数据进一步进行坐标转换，得到统一坐标系下的数据，然后在统一坐标系下，根据转换后的图纸数据和三维数据模型对应的模型构件，结合各自坐标转换后的坐标数据，进行二三维数据集成，将图纸数据和三维数据模型集成到统一坐标系下。
进一步的，如图3所示，为根据一示例性实施例示出的一种二三维数据集成系统结构示意图，其中，
二维数据解析单元31，用于解析二维图纸得到图纸中的设计数据；
二维坐标数据生成单元32，用于将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；
三维模型构件生成单元33，用于将三维模型转换为统一格式的模型构件；
三维坐标数据生成单元34，用于将所述模型构件的数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；
数据集成单元35，用于根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
进一步的，所述系统还包括：
二维模型生成单元36，用于将所述设计数据，基于坐标转换后的二维坐标数据生成对应的三维数字模型。
进一步的，所述二维模型生成单元36，还用于以坐标转换后的线段为轴心，根据半径计算出所述设计数据对应的三维模型的各个顶点的坐标，得到三维模型。
进一步的，所述系统还包括：
模型构件库单元37，用于将不同格式的三维模型进行模型格式转换形成统一格式的模型构件库。
本公开通过解析二维图纸得到图纸中的设计数据；将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；将三维模型转换为统一格式的模型构件；将所述模型构件的数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；将二维坐标数据和三维坐标数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
基于二维图纸和三维数字模型相结合，采用将二维图纸与三维模型基于统一坐标系进行转换后集成到一个平台中，使得审查人员只需要掌握基本的电脑操作即可方便地进行审查，大大提高审查效率和质量。同时又可以充分利用已建/新建工程项目的二维图纸来辅助新项目的三维数字化审查，提高数据利用率和审查准确性，具有明显的经济社会效益。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种二三维数据集成方法，其特征在于，包括：
解析二维图纸得到图纸中的设计数据；
将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；
将三维模型转换为统一格式的模型构件；
将模型构件数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；
根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述设计数据，基于坐标转换后的二维坐标数据生成对应的三维数字模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以坐标转换后的线段为轴心，根据半径计算出所述设计数据对应的三维模型的各个顶点的坐标，得到三维模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统一坐标系优选为WGS-84坐标系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型数据集成，包括：
将所述设计数据、二维坐标数据、模型构件数据和三维坐标数据，进行基于统一坐标系的模型数据集成，生成集成数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将不同格式的三维模型进行模型格式转换形成统一格式的模型构件库。
7.一种二三维数据集成系统，其特征在于，包括：
二维数据解析单元，用于解析二维图纸得到图纸中的设计数据；
二维坐标数据生成单元，用于将所述设计数据的坐标转换到统一坐标系，得到二维坐标数据；
三维模型构件生成单元，用于将三维模型转换为统一格式的模型构件；
三维坐标数据生成单元，用于将所述模型构件的数据坐标转换到统一坐标系，得到三维坐标数据；
数据集成单元，用于根据所述二维坐标数据和三维坐标数据，对所述设计数据和模型构件数据基于统一坐标系进行模型数据集成。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
二维模型生成单元，用于将所述设计数据，基于坐标转换后的二维坐标数据生成对应的三维数字模型。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述二维模型生成单元，还用于以坐标转换后的线段为轴心，根据半径计算出所述设计数据对应的三维模型的各个顶点的坐标，得到三维模型。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
模型构件库单元，用于将不同格式的三维模型进行模型格式转换形成统一格式的模型构件库。
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