CN110245368B - 一种bim数据的结构化处理与存储方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，所述方法对三维数据文件中的几何数据进行拆分复用，基于材质ID和最小几何单元对构件进行合并，得到基于材质ID的几何复用，同时，在数据处理时，遍历材质贴图信息，读取二维图纸和MEP系统信息。这样，不仅有效地减小了文件的内存，而且使得文件的可视化显示更贴近现实，可以充分展示出原始的细节信息。另外，对处理后的文件进行多重压缩和优化，大大提高了模型转化速度、缩减了模型规模、降低了内存消耗。

Description

一种BIM数据的结构化处理与存储方法

技术领域

本发明涉及BIM数据的处理，尤其涉及BIM数据的结构化处理与存储。

背景技术

BIM(Building Information Modeling)技术是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，通过三维建筑模型，实现工程监理、物业管理、设备管理、数字化加工、工程化管理等功能。

但是，在BIM项目的整个周期中，从方案、设计、施工到运维，在每个阶段都会有相应三维模型产生。各个阶段、各个专业的模型可能会用相同或不同的软件生成。通常一个真实项目包含大量不同格式的文件。现有平台或者对文件格式有要求，不能起到项目整合的作用，或者打开文件是以消耗时间为代价。

现有同行业的平台数据文件，一般以文件形式存储。只以构件为单位读取材质、不读取贴图等信息，或者不读材质信息而是后期使用固定材质、不读取视图的相机信息。对几何数据的存储，是以族构件的几何组成作为单进行几何复用，而没有考虑材一般构件的几何组成。对于二维图纸，只以图片形式导出，并没有包含当前图纸中的具体构件信息。

对于三维BIM模型，项目信息、构件信息、材质贴图信息、几何信息缺一不可。如果不保存原模型的材质或贴图，模型的显示缺少专业性，并且不够美观，完全失去了设计者的初衷；只读取当前三维视图，缺失相机信息，导致视图无法有效定位，视图信息不完全；几何复用划分不彻底，使文件压缩率低，并且读取速度大大降低；几何复用不考虑材质，导致构件显示不真实，后期修改操作不够灵活；二维图纸缺少构件信息，不能实现二维图纸和三维视图的联动，并且不能在二维图纸中查看构件的有效信息。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，采用一种对三维数据文件中的几何数据进行拆分复用，对属性数据按需求存储的高度复用的轻量化数据表示方法；该方法在保证三维模型的正确渲染和使用的前提下，对原始数据进行了几何数据的复用、多重压缩和优化，大大提高了模型转化速度、缩减了模型规模、降低了内存消耗，从而完成本发明。

本发明提供了一种BIM数据的结构化处理与存储方法，具体体现在以下方面：

(1)一种BIM数据的结构化处理与存储方法，所述方法包括数据处理过程、数据存储过程和文件存储处理过程，其中，所述数据处理过程包括以下步骤：

步骤1、遍历构件的几何信息和材质信息，并进行数据处理，优选利用Revit导出接口IExportContext进行遍历；

步骤2、读取二维图纸，并进行数据处理；

步骤3、读取MEP系统，并进行数据处理。

(2)根据上述(1)所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，步骤1包括以下子步骤：

步骤1-1、遍历构件的几何信息和材质信息；

步骤1-2、对具有相同最小几何单元、相同材质ID的几何块进行合并，只保留一份，并通过变换矩阵进行位置区分，得到基于材质ID的几何复用；

步骤1-3、将合并后的几何信息的三维点坐标、UV坐标和索引，以三角网格的形式用OpenCTM进行存储、编码压缩，同时，保存最小几何单元、材质ID和变换矩阵。

(3)根据上述(1)或(2)所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，在步骤1-1至步骤1-3中，材质ID的读取遵循如下原则：

A、优先选择用户设置的材质透明度；

B、如果存在MEP系统材质，则存储MEP系统材质；

C、如果读到RPC材质，则存储RPC材质；

D、如果读到几何的材质，则存储几何的材质；

E、不能读到几何的材质，则采用构件类别材质；

F、不能读到类别材质，则使用系统自定义材质。

(4)根据上述(1)至(3)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，在步骤1中，在遍历构件的几何信息和材质信息时，还进行构件属性信息的读取，优选地，保持构件属性信息的存储顺序和Revit界面中显示的顺序一致，方便用户查阅和后期使用；

优选地，构件属性信息包括当前构件的属性和构件所属的构件类型的属性。

(5)根据上述(1)至(4)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，步骤2包括以下子步骤：

步骤2-1、计算图纸的左下角点在三维空间中真实位置；

步骤2-2、读取图纸的ID和图纸的名称；

步骤2-3、将当前图纸，作为图片导出，并且保存图片的base64信息；

步骤2-4、将当前图纸，导出一份小图标，并保存小图标的base64信息；

其中，base64是网络上常用的用于传输8Bit字节码的编码方式之一；

步骤2-5、读取图纸的视口信息，包括视口ID、视口标题、视图信息，并计算视口标题框在图片中的包围框；

步骤2-6、读取视图ID、视图名称、视图比例、视图类型、视图在图片中的包围框、视图位置和方向、视图内部构件信息和引用信息。

(6)根据上述(1)至(5)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，步骤3包括以下子步骤：

步骤3-1、读取MEP系统的ID、MEP系统的名称、MEP系统的属性；

步骤3-2、读取MEP系统的分段、分段属性和组成系统的构件；

步骤3-3、读取MEP系统的关键路径的属性和构件；

步骤3-4、读取MEP系统的网络构件。

(7)根据上述(1)至(6)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，在步骤3之后进行如下步骤：

步骤4、空间处理；

步骤5、读取链接文件；

步骤6、读取轴网；

步骤7、读取项目的构件树。

(8)根据上述(1)至(7)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，

在步骤4中，所述空间处理如下进行：读取空间属性、空间的几何信息、空间内包含的构件、空间结构树；和/或

在步骤5中，所述读取链接文件如下进行：读取链接文件的三维包围框、链接文件中的楼层和楼层的三维包围框；和/或

在步骤6中，所述读取轴网如下进行：读取轴网标高、轴线类型、轴线控制点、轴线标签、标签样式；和/或

在步骤7中，读取项目的构件树，形成从项目-链接文件-楼层-类别-类型-构件的树状表示方式。

(9)根据上述(1)至(8)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，所述数据存储过程如下进行：将数据处理过程处理后的数据进行结构化存储，即保存成SQLite数据库文件、Json文件和图片；

优选地，在数据处理过程处理后，将处理后的最小几何单元，以二进制形式存储在Block(几何)表中，并将基于材质的几何复用保存成SQLite数据库文件；

更优选地，除SQLite数据库文件外，所有保存的文件都分别进行GZIP压缩。

(10)根据上述(1)至(9)之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其中，所述文件存储处理过程如下进行：将数据存储过程得到的结构化存储数据保存成扩展名为pbc的文件；

优选地，所述文件存储处理过程包括以下子步骤：

步骤1’、将数据存储过程得到的结构化存储数据存放在同一文件夹内；

步骤2’、使用ZipOutputStream进行最高级别压缩，并设置Crc32循环冗余校验，保存到硬盘文件；

步骤3’、修改压缩文件扩展名为pbc；

步骤4’、将压缩后的pbc文件，输入特定密钥，使用DESCryptoServiceProvider进行加密保存到内存；

步骤5’、并使用CryptoStream加密转换流，内存中的加密内容保存硬盘加密文件。

附图说明

图1示出实施例3中根据本发明所述方法得到的处理结果；

图2示出实施例3中不考虑沙发、柱子和底板的贴图得到的处理结果；

图3示出实施例4中根据本发明所述方法得到的处理结果；

图4示出实施例4中不考虑材质ID得到的处理结果。

具体实施方式

下面通过附图对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

本发明提供了一种BIM数据的结构化处理与存储方法，所述方法包括数据处理过程、数据存储过程和文件存储处理过程，其中，所述数据处理过程包括以下步骤：

步骤1、遍历构件的几何信息和材质信息，并进行数据处理，优选利用Revit导出接口IExportContext进行遍历；

步骤2、读取二维图纸，并进行数据处理；

步骤3、读取MEP系统，并进行数据处理。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤1包括以下子步骤：

步骤1-1、遍历构件的几何信息和材质信息；

其中，构件的几何信息包括面(Mesh)、几何体(Solid)、和几何实例(GeomentryInstance/几何体实例化)；对于面(Mesh)，直接读取三维点坐标、索引、UV坐标、材质ID和变换矩阵；对于几何体(Solid)，需要遍历读取各个Face(Face指规则的面，而Mesh指不规则的面)，读取各个Face的三维点坐标、索引、UV坐标、材质ID和变换矩阵；对于几何实例(Geomentry Instance)，需要递归读取里面的面(Mesh)、几何体(Solid)、和几何实例(Geomentry Instance)，并读取几何实例的Symbol ID，直到最终不能再读到几何实例为止结束。其中，Symbol ID是本领域常用词语，相同是指具有相同特征或相同形状的几何体，则其Symbol ID相同。材质信息包括材质ID、材质属性和贴图信息，其中，材质属性包括颜色、透明度、光照、材质类别(钢、木材、气体等等)，贴图信息包括贴图路径和名称、贴图偏移信息、贴图旋转角度、贴图比例。其中，几何信息和材质信息的读取是同时进行。

在本发明中，对于材质信息，同时遍历材质ID、材质属性和贴图信息，这样，可以保证材质信息的完整性。而如果构件材质不读取贴图，只读取颜色透明度，对于精装修、建筑外装等对显示要求比较高的模型，就失去了实际意义。

步骤1-2、对具有相同最小几何单元、相同材质ID的几何块进行合并，只保留一份，并通过变换矩阵进行位置区分，得到基于材质ID的几何复用；

其中，在渲染程式中，材质是表面各可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。材质ID是材质的唯一标识。并且，在本发明中，对最小几何体单元的定义，是以最底层Geometry Instance为单位，而不是以读取到的所有Geometry Instance为单位，保证了几何体最小，同时实现了高度复用。否则，会导致部分几何体超大，读写都会耗时严重。

步骤1-3、将合并后的几何信息的三维点坐标、UV坐标和索引，以三角网格的形式用OpenCTM进行存储、编码压缩，同时，保存最小几何单元、材质ID和变换矩阵。

其中，OpenCTM是一种开源软件，采用其进行压缩可以实现无损压缩。

在本发明中，以材质ID为划分条件，但是，如果几何复用不考虑材质，也就是一个构件只支持一种材质，将该材质作为整个构件的材质，会导致构件显示外观的失真，导致构件显示不真实(见图2和图3)，进而导致后期修改操作不够灵活。

在进一步优选的实施方式中，在步骤1-1至步骤1-3中，材质ID的读取遵循如下原则：

A、优先选择用户设置的材质透明度；

其中，如果有用户的特定需求，则以用户需求为最高优先层；

B、如果存在MEP系统材质，则存储MEP系统材质；

C、如果读到RPC材质，则存储RPC材质；

其中，RPC材质是BIM领域常用的词语，可以理解为一种渲染方法；

D、如果读到几何的材质，则存储几何的材质；

其中，如果构件有多种材质，则对构件按不同几何单元进行拆分，分别读取不同几何单元的不同材质ID；

E、不能读到几何的材质，则采用构件类别材质；

其中，如果构件只有一种材质，则不需要读取几何的材质，则采用构件类别材质作为材质ID；

F、不能读到类别材质，则使用系统自定义材质。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1中，在遍历构件的几何信息和材质信息时，还进行构件属性信息的读取，优选地，保持构件属性信息的存储顺序和Revit界面中显示的顺序一致，方便用户查阅和后期使用。

其中，同时遍历构件属性信息，可以保证构件信息的完整性。

在进一步优选的实施方式中，构件属性信息包括当前构件的属性和构件所属的构件类型的属性。

其中，所述属性包括如下字段：属性分组、属性名称、属性值、属性的单位。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤2包括以下子步骤：

步骤2-1、计算图纸的左下角点在三维空间中真实位置；

步骤2-2、读取图纸的ID和图纸的名称；

步骤2-3、将当前图纸，作为图片导出，并且保存图片的base64信息；

步骤2-4、将当前图纸，导出一份小图标，并保存小图标的base64信息；

其中，base64是网络上常用的用于传输8Bit字节码的编码方式之一。

步骤2-5、读取图纸的视口信息，包括视口ID、视口标题、视图信息，并计算视口标题框在图片中的包围框；

其中，所述包围框是指物体在二维中的边界。

步骤2-6、读取视图ID、视图名称、视图比例、视图类型、视图在图片中的包围框、视图位置和方向、视图内部构件信息和引用信息。

其中，在步骤2-6中，视图比例是指视图的显示比例；视图类型包括视图为平面图、剖面图等类型；视图内部构件信息包括构件ID、构件在图片中的包围框；视图的引用信息是指该视图都在哪些图纸中被引用。

在本发明中，所述方法同时保存二维图纸和构件信息，并精确计算图纸插入位置和构件的位置。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤3包括以下子步骤：

步骤3-1、读取MEP系统的ID、MEP系统的名称、MEP系统的属性；

其中，MEP系统是一组以逻辑方式连接(区别于物理连接)的图元，例如送风系统可能包含风管、管件、散流器和机械设备；MEP系统的属性包括系统ID、系统名称、系统类型ID、系统类型名称、图元数、系统设备名称、体积和其他机械属性；

步骤3-2、读取MEP系统的分段、分段属性和组成系统的构件；

其中，所述分段是指MEP系统分段，即对MEP进行分段，一般是根据连接管件进行分段。

步骤3-3、读取MEP系统的关键路径的属性和构件；

其中，所述关键路径是指MEP系统中的主干路径，即最主要的路径。

步骤3-4、读取MEP系统的网络构件。

其中，所述网络构件包括MEP系统中的管道和管件，但不包括机械设备。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤3之后进行如下步骤：

步骤4、空间处理；

步骤5、读取链接文件；

步骤6、读取轴网；

步骤7、读取项目的构件树。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤4中，所述空间处理如下进行：读取空间属性、空间的几何信息、空间内包含的构件、空间结构树。

其中，所述空间可以理解为BIM模型中的一个一个的房间。所述空间属性包括限制条件(标高、上限、高度偏移、底部偏移)、尺寸标注(面积、周长、房间标示高度、体积，计算高度)、标识数据(编号、名称、图像、注释、占用、部门、基面面层、天花板面层、墙面面层、楼板面层)、阶段化(相位)等；所述空间的几何信息即房间在三维中的真实几何块的存储；所述空间结构树相当于空间目录。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤5中，所述读取链接文件如下进行：读取链接文件的三维包围框、链接文件中的楼层和楼层的三维包围框。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤6中，所述读取轴网如下进行：读取轴网标高、轴线类型、轴线控制点、轴线标签、标签样式。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤7中，读取项目的构件树，形成从项目-链接文件-楼层-类别-类型-构件的树状表示方式。

根据本发明一种优选的实施方式，所述数据存储过程如下进行：将数据处理过程处理后的数据进行结构化存储，即保存成SQLite数据库文件、Json文件和图片。

其中，Json是一种轻量级的数据交换格式。

在进一步优选的实施方式中，除SQLite数据库文件外，所有保存的文件都分别进行GZIP压缩。

这样，这种结构化存储方法可以极大程度的提高磁盘空间使用效率，便于通过单个文件就能明确内容的归属关系和分类关系，软件分发过程不需要带一大批的分发文件就可以把数据文件归结到一个文件中去的。

根据本发明一种优选的实施方式，在数据处理过程处理后，将处理后的最小几何单元，以二进制形式存储在Block(几何)表中，并将基于材质的几何复用保存成SQLite数据库文件。

在进一步优选的实施方式中，所述SQLite数据库文件还包括Element(构件)表、Element Block(构件几何块)表、Element Property(构件属性)表、Link(链接文件)表、Material(材质)表、MEP System(系统)表、MEP System Element(系统构件)表、MEP SystemProperty(系统属性)表、Model Info(模型信息)表、Space(空间)表、Space Element(空间构件)表、Space Property(空间属性)表、View(三维视图)表和View Element(视图构件)表。

其中，所述Element(构件)表包含构件ID、构件名称、构件类型、类型名称、族ID、族名称、类别ID、类别名称、链接文件ID、构件的归属楼层ID、几何映射、Md5值等，几何映射中包括最小几何块ID、几何块对应的材质、变换矩阵；Element Block(构件几何块)表包含构件ID、最小几何块ID；Element Property(构件属性)表包含构件ID、参数分组、参数名称、参数值、单位；Link(链接文件)表中存储链接文件ID，链接文件名称；Material(材质)表包括材质ID、材质属性；MEP System(系统)表存储系统ID、系统名称、系统类型、系统分段、关键路径等；MEP System Element(系统构件)表包括系统ID、系统内部的构件ID、是否为设备、是否为终端；MEP System Property(系统属性)表包括系统ID、参数分组、参数名称、参数值、单位；Model Info(模型信息)表存储源文件类型、版本、项目信息；Space(空间)表包括空间ID、空间名称、空间类型、类型名称、链接文件ID、几何信息、变换矩阵、楼层ID；SpaceElement(空间构件)表包括空间ID、构件ID、楼层ID、构件类别ID；Space Property(空间属性)表包括空间ID、参数分组、参数名称、参数值、单位；View(三维视图)表包括视图ID、视图名称、视图相机信息、是否为默认视图；View Element(视图构件)表包括视图ID、构件ID、构件的楼层ID、构件类别ID。

根据本发明一种优选的实施方式，所述Json文件包括model(模型信息)Json、Batch(类别批次)Json、project Tree(构件树)Json、space tree(空间树)Json、sheets(图纸汇总)Json、图纸Json、thumbnails(缩略图)Json。

在进一步优选的实施方式中，(1)model(模型信息)Json存储项目ID、项目名称、主视图名称、项目基点、构件类别列表、文件路径、项目信息、链接文件信息、轴网信息、图纸-二维视图对应关系，二维视图-图纸对应关系；Batch(类别批次)Json是对所有的构件类型，按照构件数量从多到少，分为四个批次；project Tree(构件树)Json是按照从项目-链接文件-楼层-类别-类型-构件的层次关系存储；space tree(空间树)Json是按照项目-链接文件-空间-构件的层次关系存储；sheets(图纸汇总)Json存储图纸ID、图纸名称、图纸导出图片的base64存储、图纸类型；图纸Json包括图纸ID、图纸名称、图片左下角点在三维空间中的插入点、图片X、Y方向在三维空间中的比例、视口信息、图片的base64存储；thumbnails(缩略图)Json存储视图ID、视图名称、视图的小缩略图片的base64存储。

根据本发明一种优选的实施方式，所述文件存储处理过程如下进行：将数据存储过程得到的结构化存储数据保存成扩展名为pbc的文件。

其中，所述pbc文件是将zip压缩格式的文件进行特殊的加密处理后保存而成的。

在进一步优选的实施方式中，所述文件存储处理过程包括以下子步骤：

步骤1’、将数据存储过程得到的结构化存储数据存放在同一文件夹内；

步骤2’、使用ZipOutputStream进行最高级别压缩，并设置Crc32循环冗余校验，保存到硬盘文件；

步骤3’、修改压缩文件扩展名为pbc；

步骤4’、将压缩后的pbc文件，输入特定密钥，使用DESCryptoServiceProvider进行加密保存到内存；

步骤5’、并使用CryptoStream加密转换流，内存中的加密内容保存硬盘加密文件。

其中，ZipOutputStream、DESCryptoServiceProvider和CryptoStream均为现有公开技术。

在本发明中：

<1>BIM：建筑信息模型(Building Information Modeling)的简称。BIM的意义在于，在设计与建造阶段及之后，创建并使用与建筑项目有关的相互一致且可计算的信息。

<2>Revit：Autodesk Revit是为BIM而设计的系列软件，包括Revit Architcture、Revit Structure、Revit MEP、Revit OneBox以及Revit LT等一系列产品，分别为建筑、结构、设备(水、暖、电)等不同专业提供BIM解决方案。

<3>三角网格：计算机图形学中的一种多边形。三角网格包括一组三角形，这些三角形通常是有公共的边或者角点，其中角点一般含有三个维度的坐标。

<4>Mesh、Solid、Geometry Instance：Revit内部构件的几何表示。分别为面、几何实体、几何实例。几何实例是面、几何实体和几何实例的按一定规则进行组合形成的。

<5>Geometry Instance：几何实例，表示了存储在Revit中的默认配置的几何组合，通过各种变换到适当的位置成为一个元素的属性。Revit用几何实例来存储一份特定族元素类型的几何拷贝，然后在多个族实例中重复使用。但并不是所有的族实例都会有几何实例。当由于局部相连、相交以及其他种种因素影响到实例位置时，Revit只需要唯一一份特定族元素类型的几何表示，这种情况就不会有几何实例，而是用实体或面来进行几何表示。

<6>UV坐标：是指所有的图象文件都是二维的一个平面。水平方向是U，垂直方向是V，通过这个平面的二维的UV坐标系，可以定位图像上的任意一个像素。

<7>材质：在渲染程式中，材质是表面各可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。

<8>纹理贴图：又称纹理贴图，纹理映射。纹理贴图给物体提供了丰富的细节，用简单的方式模拟出了复杂的外观。一个图像(纹理)被贴(映射)到场景中的一个简单物体上，就像印花贴到一个平面上一样。

<9>材质ID：材质的唯一标识。

<10>链接文件：链接到当前项目中的独立的文件。可以是Revit文件、IFC文件、CAD格式的文件、DWF标记、点云等。

<11>构件：在Revit中，用户能看到的大多数对象都是构件。

<12>类型：在Revit中，构件类型一般用来作为构件尺寸、显示等的划分。

<13>几何复用：一个构件可能由多个不同的最小几何体单元或者相同的最小几何体单元进行重复组合而成；不同的构件之间，也可能含有相同的最小几何体单元。这些最小几何体单元在构件中的位置，是通过变换矩阵实现的。

<14>Json：JavaScriptObject Notation(JS对象标记)，是一种轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript(w3c制定的js规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得JSON成为理想的数据交换语言。易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率。

<15>SQLite：一款轻型的数据库，遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中。占用资源非常的低，处理速度非常的快，能够支持Windows/Linux/Unix等等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合。

<16>OpenCTM：开放式的三角网格存储格式。有其他存储格式相比，最大优点是对原始三角网格无损压缩的比率非常大。

<17>GZIP压缩：GNUzip的缩写，是Internet上使用非常普遍的一种数据压缩格式。HTTP协议上的GZIP编码是一种用来改进WEB应用程序性能的技术。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)本发明所述方法将项目中的项目信息、构件信息、属性等抽离出来，保证了后期数据使用的灵活性和扩展的便利性；

(2)本发明所述方法对几何数据的剥离，追溯到最小几何体单元，并以材质作为复用条件，首先保证模型显示信息的正确性和完整性；

(3)本发明所述方法采用有效的压缩处理，保证有15倍甚至更高的压缩率，高度的压缩率，同时能够使文件的读取时间大大降低。

实施例

实施例1

分别对编号1～7的源文件按照本发明所述方法进行处理，结果如表1所示：

表1：

由表1可以看出，经过本发明所述方法处理后，文件大小明显变小。

实施例2

分别对编号8～11的源文件按照本发明所述方法进行处理，处理前后文件打开时间如表2所示。

表2：

由表2可知，经过本发明所述方法的处理后，BIM文件的打开时间明显缩短，实现高效快速打开，再一次证明BIM文件完成了轻量化处理。

实施例3

采用本发明所述方法对文件进行处理，其中一处的展示效果如图1所示。

而如果在处理过程中，不考虑其中沙发、柱子和底板的贴图，其中一处(与上述为同一处)的展示效果如图2所示。

对比图1和图2可知，图2的展示效果明显差于图1的展示效果，使得显示缺少专业性，完全失去了设计者的初衷。

实施例4

采用本发明所述方法对文件进行处理，其中一处的展示效果如图3所示。

而如果在处理过程中，不考虑材质ID，其中一处(与上述为同一处)的展示效果如图4所示。

对比图3和图4可知，在图3中，可以清晰地看到墙的花纹，而在图4中，由于没有考虑材质ID，而不能看出墙上的原始花纹，使得模型信息缺失。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种BIM数据的结构化处理与存储方法，所述方法包括数据处理过程、数据存储过程和文件存储处理过程，其中，所述数据处理过程包括以下步骤：

步骤1、遍历构件的几何信息和材质信息，并进行数据处理；

步骤2、读取二维图纸，并进行数据处理；

步骤3、读取MEP系统，并进行数据处理；

步骤1包括以下子步骤：

步骤1-1、遍历构件的几何信息和材质信息；

步骤1-2、对具有相同最小几何单元、相同材质ID的几何块进行合并，只保留一份，并通过变换矩阵进行位置区分，得到基于材质ID的几何复用；

步骤1-3、将合并后的几何信息的三维点坐标、UV坐标和索引，以三角网格的形式用OpenCTM进行存储、编码压缩，同时，保存最小几何单元、材质ID和变换矩阵；

所述步骤2包括以下子步骤：

步骤2-1、计算图纸的左下角点在三维空间中真实位置；

步骤2-2、读取图纸的ID和图纸的名称；

步骤2-3、将当前图纸，作为图片导出，并且保存图片的base64信息；

步骤2-4、将当前图纸，导出一份小图标，并保存小图标的base64信息；

其中，base64是网络上常用的用于传输8Bit字节码的编码方式之一；

步骤2-5、读取图纸的视口信息，包括视口ID、视口标题、视图信息，并计算视口标题框在图片中的包围框；

步骤2-6、读取视图ID、视图名称、视图比例、视图类型、视图在图片中的包围框、视图位置和方向、视图内部构件信息和引用信息；

所述步骤3包括以下子步骤：

步骤3-1、读取MEP系统的ID、MEP系统的名称、MEP系统的属性；

步骤3-2、读取MEP系统的分段、分段属性和组成系统的构件；

步骤3-3、读取MEP系统的关键路径的属性和构件；

步骤3-4、读取MEP系统的网络构件。

2.根据权利要求1所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，在步骤1-1至步骤1-3中，材质ID的读取遵循如下原则：

A、优先选择用户设置的材质透明度；

B、如果存在MEP系统材质，则存储MEP系统材质；

C、如果读到RPC材质，则存储RPC材质；

D、如果读到几何的材质，则存储几何的材质；

E、不能读到几何的材质，则采用构件类别材质；

F、不能读到类别材质，则使用系统自定义材质。

3.根据权利要求1所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，在步骤1中，在遍历构件的几何信息和材质信息时，还进行构件属性信息的读取，

构件属性信息包括当前构件的属性和构件所属的构件类型的属性。

4.根据权利要求1所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，在步骤1中，利用Revit导出接口IExportContext进行遍历。

5.根据权利要求4所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，

在进行构件属性信息的读取时，保持构件属性信息的存储顺序和Revit界面中显示的顺序一致，方便用户查阅和后期使用。

6.根据权利要求1至5之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，在步骤3之后进行如下步骤：

步骤4、空间处理；

步骤5、读取链接文件；

步骤6、读取轴网；

步骤7、读取项目的构件树。

7.根据权利要求6所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，

在步骤4中，所述空间处理如下进行：读取空间属性、空间的几何信息、空间内包含的构件、空间结构树；和/或

在步骤5中，所述读取链接文件如下进行：读取链接文件的三维包围框、链接文件中的楼层和楼层的三维包围框；和/或

在步骤6中，所述读取轴网如下进行：读取轴网标高、轴线类型、轴线控制点、轴线标签、标签样式；和/或

在步骤7中，读取项目的构件树，形成从项目-链接文件-楼层-类别-类型-构件的树状表示方式。

8.根据权利要求1至5之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，所述数据存储过程如下进行：将数据处理过程处理后的数据进行结构化存储，即保存成SQLite数据库文件、Json文件和图片。

9.根据权利要求8所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，在数据处理过程处理后，将处理后的最小几何单元，以二进制形式存储在Block表中，并将基于材质的几何复用保存成SQLite数据库文件；

除SQLite数据库文件外，所有保存的文件都分别进行GZIP压缩。

10.根据权利要求1至5之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，所述文件存储处理过程如下进行：将数据存储过程得到的结构化存储数据保存成扩展名为pbc的文件。

11.根据权利要求1至5之一所述的BIM数据的结构化处理与存储方法，其特征在于，

所述文件存储处理过程包括以下子步骤：

步骤1’、将数据存储过程得到的结构化存储数据存放在同一文件夹内；

步骤2’、使用ZipOutputStream进行最高级别压缩，并设置Crc32循环冗余校验，保存到硬盘文件；

步骤3’、修改压缩文件扩展名为pbc；

步骤4’、将压缩后的pbc文件，输入特定密钥，使用DESCryptoServiceProvider进行加密保存到内存；

步骤5’、并使用CryptoStream加密转换流，内存中的加密内容保存硬盘加密文件。

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