CN110083872A - 一种面向bim模型的数据提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向BIM模型的数据提取方法，涉及数据提取技术领域。包括：建立BIM数据库；过滤BIM模型中的所有构件并将构件图元存储到收集器；遍历收集器中所有图元获取各种构件的元素集合，并对闭合轮廓墙体集合创建房间；提取各种构件属性并将其存储到建立的BIM数据库中，建立拓扑关系，实现面向BIM模型的数据提取。本方法将BIM模型数据提取出来，识别构件语义并存储在外部数据库中，数据通过进一步的提取与应用功能完善，提高了BIM数据信息的使用效率，解决了模型与数据之间存在独立性、模型具有抽象性、数据存在断层等问题，达到了模型与数据的完全结合，方便了工程施工中的模型重建和构件查找，在建筑施工领域具有广泛的应用前景。

Description

一种面向BIM模型的数据提取方法

技术领域

本发明涉及数据提取技术领域，具体涉及一种面向BIM模型的数据提取方法。

背景技术

城市复杂结构管网是运行控制均为多目标的网状系统，其具有规模巨大、结构错综复杂、而且有随机性强的特点。近年来，随着城市复杂管网规模的发展壮大，管网系统的复杂性和多变性越来越突出，对管网正常运行的安全性和可靠性要求越来越高。如何有效的应对自然变化和社会发展，复杂管网的建设作为社会发展的重要组成部分，面临着管理和调度的严峻考验。使用现代化的管理手段，在管网系统中实现网络化监测，是势在必行的。

BIM是“建筑信息模型”(Building Information Modeling)的简称，建筑信息模型结合了所有的模型信息、功能需求和构件属性，能够将一个建筑项目整个生命周期内的所有数据信息整合到一个单独的BIM模型中。

BIM模型可以看作是一个数字化的建筑3D模型，在这个模型中，建筑构件所包含的数据信息，除几何尺寸外，还包含建筑或工程的数据。为了提高了数据信息提取的使用效率，对BIM模型进行数据的提取，目前有以下三种方法：

(1)非结构化数据提取：非结构化数据提取的思想是主要针对CAD技术所提供，目前CAD在建筑上的使用情况还不算过时，二维平面图是建筑工程中的基本图纸，工程项目上的整体信息不是通过一个整体数据模型来描述的，而是结合所有二维平面图纸，一点一点的进行分析，通过视觉效果进行的查看。二维平面图纸主要提供了建筑图元的尺寸标注、位置信息等，这种数据是非结构化数据提取的主要提取目标；在非结构化的二维平面图纸中，图元对象、尺寸标注、轴网基线等多种对象交织在一起，在二维平面图纸中形成了复杂混乱的平面。对非结构化平面图的识别和建模工作带来了较大困难，这种研究方法一般只针对建筑工程中的主要构件，例如墙体、门、窗、洞口等；

(2)半结构化数据提取：半结构化数据主要存在于CAAD软件中，针对非结构化数据图纸较为复杂问题，半结构化的作用是对图纸进行预处理工作，将复杂的图纸进行分层处理，以CAAD软件的结构进行分层，可以按照不同的图层来对数据进行识别和提取，避免了人工处理带来的错误以及不一致；

(3)结构化数据提取：结构化数据提取主要是针对于三维模型中的构件来进行提取，目前，要想从模型中获取完整的构件数据，结构化数据提取是一个很好的选择，该方法是通过统一的数据准则来对数据进行描述，可以直观地从BIM模型中抽取图元的数据信息。

综上，对BIM模型进行数据提取的主要研究工作都是侧重于从BIM模型中提取构件数据，包括几何信息、位置信息以及构件间的拓扑关系。然而，目前BIM数据提取在国内属于起步阶段，大多数研究针对于某个具体应用或没有构件语义添加的BIM数据提取，只是工程管理数据和BIM数据的简单关联而满足工程需要，不能查询构件数据，没有针对布料机使用的BIM构件模型数据提取，难以满足当前装配建筑领域对构件模型信息的迫切需求，也就是说，BIM数据的研究成果仍着重在规划设计时间的应用以及BIM信息交换标准的建立上，对于BIM在项目计划与施工管理的应用上，仍未有具体的发展，为解决建筑行业中各专业之间在施工过程中数据使用效率低的问题，在BIM技术中面向数据提取与应用研究相对较少现状下，提出了一套完整高效率的BIM数据提取与应用技术方案。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种面向BIM模型的数据提取方法，通过在每个墙体的闭合轮廓内创建一个房间，将房间、墙体、门、窗、洞口等族实例紧紧联系在一起，从中提取到墙的数据、房间的数据以及墙上构件实例的数据，便于数据的关联查询和使用，解决了以往的BIM数据提取只是关联外部工程数据，或只是提取数据用于外部重建浏览，实现了数据提取的可视化管理，提高了数据信息提取的使用效率，特别是在施工过程中展现了高效率和方便性。

为了实现上述目的，一种面向BIM模型的数据提取方法，包括以下步骤：

步骤1：采集BIM模型建立BIM数据库；

所述BIM数据库包括各种构件的数据库表；所述各种构件包括墙上实例、墙和房间；所述墙上实例包括洞口和门窗；

步骤2：过滤BIM模型中的所有构件，将过滤后的构件图元存储到收集器；

所述构件图元为BIM中某个构件图形块；

步骤3：遍历收集器中的所有图元，获取各种构件的元素集合，并对闭合轮廓墙体集合创建房间，具体步骤如下：

步骤3.1：判断图元中的构件是否为墙体，若是，则构件存入墙体构件集合，继续步骤3.2，若否，则将构件存入非墙体构件集合，继续步骤4；

步骤3.2：获取墙体的属性，并判断墙体是否闭合，若是，则对闭合轮廓墙体集合创建房间，继续步骤4，若否，则结束对BIM模型的数据提取；

步骤4：提取各种构件的属性，并将提取到的属性数据存储到建立的BIM数据库中，建立拓扑关系，实现面向BIM模型的数据提取，具体步骤如下：

步骤4.1：提取各种构件的属性，并判断构件的类型，若是构件是墙上实例，则继续步骤4.2，若构件是墙体，则继续步骤4.3，若构件是房间，则继续步骤4.4；

步骤4.2：将墙上实例的属性依次存储到墙上实例数据库表中；

步骤4.3：将墙体的属性数据依次存储到墙体数据库表中，并将门窗和洞口主体表的主码作为墙体主体表的外码存储到墙体数据库表中；

步骤4.4：房间的属性依次存储到房间数据库表中，并将构成房间的墙体主体表的主码作为房间主体表的外码存储到房间数据库表中；

步骤4.5：根据BIM数据库中各数据库表内的信息，建立墙体与房间之间的拓扑关系，对模型进行重建；

步骤4.6：通过房间数据库表主体表的外码以及墙体数据库表主体表的外码，结合各构件的唯一标识ID实现模型各构件之间拓扑关系查询，提取模型各构件之间的拓扑关系数据。

本发明的有益效果：

本发明提出一种面向BIM模型的数据提取方法，将BIM模型数据提取出来，识别构件语义并存储在外部数据库中，数据通过进一步的提取与应用功能完善，提高了BIM数据信息的使用效率，解决了模型与数据之间存在独立性、模型具有抽象性、数据存在断层等问题，达到了模型与数据完全结合的目的，方便了工程施工中的模型重建和构件查找，在建筑施工领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中面向BIM模型的数据提取方法的总技术流程图；

图2为本发明实施例中面向BIM模型的数据提取方法中采集到的BIM模型示意图；

图3为本发明实施例中面向BIM模型的数据提取方法中最终提取得到的数据表示意图；

图4为本发明实施例中面向BIM模型的数据提取方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优势更加清晰，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种面向BIM模型的数据提取方法，总体设计流程如图1所示，具体方法如下：采集BIM模型建立BIM数据库，采集到的BIM模型如图2所示，然后在Visual Studio中，借助RevitAPI函数库，采用OfCategory()和OfClass()语句，对BIM模型中的所有构件进行对象过滤，编写实现数据提取功能代码，然后借助RevitAPI函数库，采用get_Parameter()语句，获取相对应属性的参数，进而编写实现数据提取功能代码，然后使用SqlClient模式连接建立的BIM数据库，采用SQL语句中的insert into，编写实现数据存储功能代码，再通过对类库项目的编译，生成动态链接库(.dll)文件，通过实现接口IExternalCommand方式，在Revit平台上，将dll文件加载到Revit的外部命令中，最后在Revit中运行加载进来的dll文件，进行数据提取与存储，得出数据结果，如图3所示。借助于OpenGL函数库在Winform界面实现模型重建，使用SQL语句可以实现构件之间数据的关联查询。

具体流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤1：采集BIM模型建立BIM数据库。

本实施例中，所述BIM数据库包括各种构件的数据库表；所述各种构件包括墙上实例、墙和房间；所述墙上实例包括洞口和门窗；采集到的BIM模型如图4所示。步骤2：过滤BIM模型中的所有构件，将过滤后的构件图元存储到收集器。

本实施例中，所述构件图元为BIM中某个构件图形块。

步骤3：遍历收集器中的所有图元，获取各种构件的元素集合，并对闭合轮廓墙体集合创建房间，具体步骤如下：

步骤3.1：判断图元中的构件是否为墙体，若是，则构件存入墙体构件集合，继续步骤3.2，若否，则将构件存入非墙体构件集合，继续步骤4。

步骤3.2：获取墙体的属性，并判断墙体是否闭合，若是，则对闭合轮廓墙体集合创建房间，继续步骤4，若否，则结束对BIM模型的数据提取。

步骤4：提取各种构件的属性，并将提取到的属性数据存储到建立的BIM数据库中，建立拓扑关系，实现面相BIM模型的数据提取，具体步骤如下：

步骤4.1：提取各种构件的属性，并判断构件的类型，若是构件是墙上实例，则继续步骤4.2，若构件是墙体，则继续步骤4.3，若构件是房间，则继续步骤4.4。

步骤4.2：将墙上实例的属性依次存储到墙上实例数据库表中。

步骤4.3：将墙体的属性数据依次存储到墙体数据库表中，并将门窗和洞口主体表的主码作为墙体主体表的外码存储到墙体数据库表中。

步骤4.4：房间的属性依次存储到房间数据库表中，并将构成房间的墙体主体表的主码作为房间主体表的外码存储到房间数据库表中；

步骤4.5：根据BIM数据库中各数据库表内的信息，建立墙体与房间之间的拓扑关系，对模型进行重建。

步骤4.6：通过房间数据库表主体表的外码以及墙体数据库表主体表的外码，结合各构件的唯一标识ID实现模型各构件之间拓扑关系查询，提取模型各构件之间的拓扑关系数据。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；因而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1.一种面向BIM模型的数据提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集BIM模型建立BIM数据库；

所述BIM数据库包括各种构件的数据库表；所述各种构件包括墙上实例、墙和房间；所述墙上实例包括洞口和门窗；

步骤2：过滤BIM模型中的所有构件，将过滤后的构件图元存储到收集器；

步骤3：遍历收集器中的所有图元，获取各种构件的元素集合，并对闭合轮廓墙体集合创建房间，继续步骤4；

步骤4：提取各种构件的属性，并将提取到的属性数据存储到建立的BIM数据库中，建立拓扑关系，实现面向BIM模型的数据提取。

2.根据权利要求1所述的面向BIM模型的数据提取方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：判断图元中的构件是否为墙体，若是，则构件存入墙体构件集合，继续步骤3.2，若否，则将构件存入非墙体构件集合，继续步骤4；

步骤3.2：获取墙体的属性，并判断墙体是否闭合，若是，则对闭合轮廓墙体集合创建房间，继续步骤4，若否，则结束对BIM模型的数据提取。

3.根据权利要求1所述的面向BIM模型的数据提取方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：提取各种构件的属性，并判断构件的类型，若是构件是墙上实例，则继续步骤4.2，若构件是墙体，则继续步骤4.3，若构件是房间，则继续步骤4.4；

步骤4.2：将墙上实例的属性依次存储到墙上实例数据库表中；

步骤4.3：将墙体的属性数据依次存储到墙体数据库表中，并将门窗和洞口主体表的主码作为墙体主体表的外码存储到墙体数据库表中；

步骤4.4：房间的属性依次存储到房间数据库表中，并将构成房间的墙体主体表的主码作为房间主体表的外码存储到房间数据库表中；

步骤4.5：根据BIM数据库中各数据库表内的信息，建立墙体与房间之间的拓扑关系，对模型进行重建；

步骤4.6：通过房间数据库表主体表的外码以及墙体数据库表主体表的外码，结合各构件的唯一标识ID实现模型各构件之间拓扑关系查询，提取模型各构件之间的拓扑关系数据。

4.根据权利要求1所述的面向BIM模型的数据提取方法，其特征在于，所述构件图元为BIM中某个构件图形块。