CN110321320B - 将pdms三维模型转换为ifc格式文件的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于三维模型格式转换技术领域。为了解决目前无法将PDMS三维模型直接导入至BIM软件中进行应用的问题，本发明公开了一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的方法。该方法包括以下具体步骤：步骤S1，获取PDMS三维模型的元素列表；步骤S2，获取PDMS三维模型的层级列表；步骤S3，生成IFC格式文件头；步骤S4，生成IFC格式文件辅助类；步骤S5，构建IFC格式文件层级结构；步骤S6，拆解PDMS三维模型几何基本体；步骤S7，对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换；步骤S8,组合IFC实体形成IFC格式文件。采用本发明的方法可以将PDMS三维模型批量转换为IFC格式文件，进而可以直接导入BIM软件中进行应用。

Description

将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的方法及装置
技术领域
本发明属于三维模型格式转换技术领域，具体涉及一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的方法及装置。
背景技术
BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技术是数字技术在建筑业中的直接应用，由于其可以有效支持建筑行业各个应用系统之间的数据交换和建筑物全过程的数据管理，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，因此，BIM技术的应用正引领着建筑行业史无前例的变革。
然而，由于目前工业工程领域中常用的PDMS(Plant Design Management System，工厂设计管理系统)三维设计软件所设计的模型成果无法直接导入BIM软件中进行应用，而是需要针对BIM项目进行二次建模，从而导致在工业工程领域中应用BIM技术时存在效率低、工期长、人力成本高等问题，限制了工业工程领域对BIM技术的应用。
发明内容
为了解决目前无法将PDMS三维模型直接导入至BIM软件中进行应用，而影响工业工程领域对BIM技术应用的问题，本发明根据目前大部分BIM软件进行数据交换时通常采用的IFC(Industry Foundation Classes，工业基础类)格式文件，提出了一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的方法。该方法，包括以下具体步骤：
步骤S1，获取PDMS三维模型的元素列表：获取用户在PDMS三维模型中选择的元素，根据元素类型判断元素在PDMS三维模型中所处的层次结构，并将元素依据其属性递归至Branch或Equipment层级，形成元素列表；
步骤S2，获取PDMS三维模型的层级列表：对步骤S1形成的元素列表中的每一项进行逐一解析，获取某一元素类型属性,反向递归其所处层级的父级，直至当前层级为WORLD层级，将递归到的所有层级元素形成层级列表；
步骤S3，生成IFC格式文件头：依据IFC格式文件标准，构建IFC格式文件文件头信息；
步骤S4，生成IFC格式文件辅助类：依据IFC格式文件标准，构建相应IFC格式文件辅助类实体；
步骤S5，构建IFC格式文件层级结构：依据IFC格式文件标准，构建相应IFC层级结构实体，并根据步骤S2中解析获得的层级列表，生成IFC格式文件中各个层级实体之间的关系，形成与PDMS三维模型层级关系相对应的IFC格式文件层级结构；
步骤S6，拆解PDMS三维模型几何基本体：循环步骤S2获得的层次列表中的每一项元素，获取其类型属性，判断当前元素是否为Branch或Equipment类型，如果不是则跳过当前元素判断下一个元素，如果是则获取当前元素的子元素属性并递归循环进行拆解，直至到达构成当前PDMS三维模型元素的型集中的几何基本体，并为每一个几何基本体获取相关参数数据；
步骤S7，对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换：依据IFC格式文件标准，对步骤S6中获得的PDMS三维模型几何基本体参数数据进行坐标变换、弧度变换，并将变换后的参数数据传给相应IFC实体构建类，进行IFC格式文件几何基本体的构建；
步骤S8,组合IFC实体形成IFC格式文件：依据步骤S5形成的IFC格式文件中各个层级实体之间的关系，对IFC格式文件中各个层级结构、几何基本体等IFC实体进行组合，形成最终的IFC格式文件。
优选的，在所述步骤S3中，生成的IFC格式文件头，包含该IFC格式文件所使用的描述、该IFC格式文件的保存路径、创建时间、生成IFC格式文件的软件名称、PDMS当前工程名称、PDMS当前登陆的用户名和Schema文件版本。
优选的，在所述步骤S4中，生成IFC格式文件辅助类，包含IFC格式文件创建人、组织、人员及组织、应用、拥有者、维度、测量单位、转换单位、单位分配、世界坐标系定义以及几何体表示上下文。
优选的，在所述步骤S5中，构建的相应IFC层级结构实体，包括但不限于IFCProject、IFCSite、IFCBuilding以及IFCBuildingStorey。
优选的，在所述步骤S6中，为每一个几何基本体获取相关参数数据，包括但不限于类型、管径、长度、圆半径以及偏移量。
优选的，在所述步骤S6中，采用嵌套循环与递归调用相结合的方式，对步骤S2形成的层级列表中的元素进行逐一拆解，获取其点集、型集相关信息，并根据当前基本体类型获取相关参数。
优选的，在所述步骤S7中，采用C++语言进行底层实时坐标转换的运算。
一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的装置，包括：
PDMS三维模型添加模块，用于获取PDMS三维模型的元素列表；
PDMS层级树结构解析模块，用于获取PDMS三维模型的层级列表；
IFC层级树结构转换模块，用于生成IFC格式文件头，用于生成IFC格式文件辅助类，用于构建IFC格式文件层级结构；
IFC实体构建模块，用于拆解PDMS三维模型几何基本体，用于对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换，用于组合IFC实体形成IFC格式文件。
优选的，该装置还包括公共类库模块，用于公共数据的存储以及供其他模块的调取。
优选的，所述PDMS三维模型添加模块中设有接口单元，用于与PDMS软件进行数据对接。
本发明具有以下有益技术效果：
1、本发明方法，首先通过将PDMS三维模型的框架结构和实体分别转化为IFC格式文件层级结构和IFC格式文件几何基本体，然后根据IFC格式文件中各个层级实体之间的关系，完成对IFC格式文件的层级结构和几何基本体的组合，从而实现将PDMS三维模型快速批量转换为IFC格式文件的操作，最后通过IFC格式文件就可以将PDMS三维模型直接导入BIM软件中进行应用。这样，省去了工业工程领域中应用BIM技术时重复建模的操作过程，从而缩短设计周期，减少人力成本，进而减少整个项目的中间流转环节，实现了对BIM项目施工进度的极大推动以及对项目成本的有效降低。
2、通过本发明的装置进行由PDMS三维模型向IFC格式文件的转换处理，可以实现全程计算机转换工作模式，降低BIM项目建模阶段人工处理的失误风险，并且在PDMS三维模型中转换IFC格式文件的同时，还可利用PDMS三维模型的“可视化”，进行多专业碰撞检查，查看设计参数、整体布局等情况，保障模型整体的准确性。
附图说明
图1为本发明将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的方法流程图；
图2为本发明将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的装置结构图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步详细介绍。
结合图1所示，采用本发明的方法将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的具体步骤为：
步骤S1，获取PDMS三维模型的元素列表。将待转换的PDMS三维模型添加至PDMS软件中，获取用户在PDMS三维模型中选择的元素，根据元素类型，例如WORLD,SITE,ZONE或PIPE等等，判断元素在PDMS三维模型中所处的层次结构，并将元素依据其属性(Members)递归至Branch或Equipment层级，形成元素列表。
步骤S2，获取PDMS三维模型的层级列表。对步骤S1形成的元素列表中的每一项进行逐一解析，获取某一元素类型属性,并反向递归其所处层级的父级，直至当前层级为WORLD层级，将递归到的所有层级元素形成层级列表。
步骤S3，生成IFC格式文件头。依据IFC格式文件标准，构建IFC格式文件文件头信息。其中，生成的IFC格式文件头，包含该IFC格式文件所使用的描述、该IFC格式文件的保存路径、创建时间、生成IFC格式文件的软件名称、PDMS当前工程名称、PDMS当前登陆的用户名和Schema文件版本等。
步骤S4，生成IFC格式文件辅助类。依据IFC格式文件标准，构建相应IFC格式文件辅助类实体。其中，生成的IFC格式文件辅助类，包含IFC格式文件创建人(IFCPerson)、组织(IFCOrganization)、人员及组织(IFCPersonAndOrganization)、应用(IFCAppliaction)、拥有者(IFCOwnerHistory)、维度(IFCDimensionalExponents)、测量单位(IFCMeasureWithUnit)、转换单位(IFCConversionBasedUnit)、单位分配(IFCUnitAssignment)、世界坐标系定义(IFCWorldCoordinateSystem)、几何体表示上下文(IFCGeometricRepresentationContext)等内容。
在本发明中，无论是步骤S3中进行IFC格式文件头的生成，还是步骤S4中进行IFC格式文件辅助类的生成，均可以按照IFC格式文件标准直接进行软件编码实现即可。
步骤S5，构建IFC格式文件层级结构。依据IFC格式文件标准，构建相应IFC层级结构实体，例如IFCProject、IFCSite、IFCBuilding、IFCBuildingStorey等，并根据步骤S2中解析获得的层级列表，生成IFC格式文件中各个层级实体之间的关系(IFCRelAggregates)，形成与PDMS三维模型层级关系相对应的IFC格式文件层级结构。
其中，该步骤的操作同样可以直接按照IFC格式文件标准进行软件编码实现，采用递归调用的方式比照步骤S2中形成的层级列表进行IFC格式文件层级结构的搭建工作，层级关系用IFCRelAggregates关系类进行定义。
步骤S6，拆解PDMS三维模型几何基本体。循环步骤S2获得的层次列表中的每一项元素，获取其类型(Type)属性，判断当前元素是否为Branch或Equipment类型，如果不是则跳过当前元素判断下一个元素，如果是则获取当前元素的子元素(Members)属性并递归循环进行拆解，直至到达构成当前PDMS三维模型元素的型集中的几何基本体，例如BOX,Cylinder等，并为每一个几何基本体获取相关参数数据。其中，为每一个几何基本体获取相关参数数据，例如类型、管径、长度、圆半径以及偏移量等。
优选的，采用嵌套循环与递归调用相结合的方式，对步骤S2形成的层级列表中的元素进行逐一拆解，获取其点集、型集相关信息，并根据当前基本体类型获取相关参数，将相关参数传递给下一步骤进行处理。
步骤S7，对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换。依据IFC格式文件标准，对步骤S6中获得的PDMS三维模型几何基本体参数数据进行坐标变换、弧度变换，并将变换后的参数数据传给相应的IFC实体构建类，进行IFC格式文件几何基本体的构建。
优选的，在本发明中，采用C++语言进行底层实时坐标转换的运算，例如矩阵平移、变换、旋转等，从而保证批量转换时的转换效率，并最终将转换后满足IFC技术标准要求的相关参数传递给下一步进行处理。
步骤S8,组合IFC实体形成IFC格式文件。依据步骤S5形成的IFC格式文件中各个层级实体之间的关系，对IFC格式文件中各个层级结构、几何基本体等IFC实体进行组合，形成最终的IFC格式文件。其中，IFC格式文件中各个层级实体之间的关系包含IFC几何基本体与其父级元素之间的关系。
结合图2所示，一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的装置，包括：
PDMS三维模型添加模块，用于获取PDMS三维模型的元素列表；
PDMS层级树结构解析模块，用于获取PDMS三维模型的层级列表；
IFC层级树结构转换模块，用于生成IFC格式文件头，用于生成IFC格式文件辅助类以及用于构建IFC格式文件层级结构；
IFC实体构建模块，用于拆解PDMS三维模型几何基本体，用于对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换，还用于组合IFC实体形成IFC格式文件。
优选的，本发明的装置中还包括公共类库模块，用于存储公共数据以及其他模块的直接调用。其中，公共数据和模块可以是函数或数据处理方法，通过将其统一存储在公共类库模块中，用于其它模块从中调用公共数据或模块，这样就可以大大减少重复构建类的工作量，并且提升软件稳定性。
此外，在PDMS三维模型添加模块中还设有接口单元，用于与PDMS软件进行数据对接，实现该装置与PDMS软件之间的数据传输和数据处理。

Claims (10)

1.一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1，获取PDMS三维模型的元素列表：获取用户在PDMS三维模型中选择的元素，根据元素类型判断元素在PDMS三维模型中所处的层级结构，并将元素依据其属性递归至Branch或Equipment层级，形成元素列表；
步骤S2，获取PDMS三维模型的层级列表：对步骤S1形成的元素列表中的每一项进行逐一解析，获取某一元素类型属性,反向递归其所处层级的父级，直至当前层级为WORLD层级，将递归到的所有层级元素形成层级列表；
步骤S3，生成IFC格式文件头：依据IFC格式文件标准，构建IFC格式文件头信息；
步骤S4，生成IFC格式文件辅助类：依据IFC格式文件标准，构建相应IFC格式文件辅助类实体；
步骤S5，构建IFC格式文件层级结构：依据IFC格式文件标准，构建相应IFC层级结构实体，并根据步骤S2中解析获得的层级列表，生成IFC格式文件中各个层级实体之间的关系，形成与PDMS三维模型层级关系相对应的IFC格式文件层级结构；
步骤S6，拆解PDMS三维模型几何基本体：循环步骤S2获得的层级列表中的每一项元素，获取其类型属性，判断当前元素是否为Branch或Equipment类型，如果不是则跳过当前元素判断下一个元素，如果是则获取当前元素的子元素属性并递归循环进行拆解，直至到达构成当前PDMS三维模型元素的型集中的几何基本体，并为每一个几何基本体获取相关参数数据；
步骤S7，对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换：依据IFC格式文件标准，对步骤S6中获得的PDMS三维模型几何基本体参数数据进行坐标变换、弧度变换，并将变换后的参数数据传给相应IFC实体构建类，进行IFC格式文件几何基本体的构建；
步骤S8,组合IFC实体形成IFC格式文件：依据步骤S5形成的IFC格式文件中各个层级实体之间的关系，对IFC格式文件中各个层级结构、几何基本体的IFC实体进行组合，形成最终的IFC格式文件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，生成的IFC格式文件头，包含该IFC格式文件所使用的描述、该IFC格式文件的保存路径、创建时间、生成IFC格式文件的软件名称、PDMS当前工程名称、PDMS当前登陆的用户名和Schema文件版本。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，生成IFC格式文件辅助类，包含IFC格式文件创建人、组织、人员及组织、应用、拥有者、维度、测量单位、转换单位、单位分配、世界坐标系定义以及几何体表示上下文。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S5中，构建的相应IFC层级结构实体，包括IFCProject、IFCSite、IFCBuilding以及IFCBuildingStorey。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S6中，为每一个几何基本体获取相关参数数据，包括类型、管径、长度、圆半径以及偏移量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S6中，采用嵌套循环与递归调用相结合的方式，对步骤S2形成的层级列表中的元素进行逐一拆解，获取其点集、型集相关信息，并根据当前基本体类型获取相关参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S7中，采用C++语言进行底层实时坐标转换的运算。
8.一种将PDMS三维模型转换为IFC格式文件的装置，其特征在于，该装置包括：
PDMS三维模型添加模块，用于获取PDMS三维模型的元素列表；
PDMS层级树结构解析模块，用于获取PDMS三维模型的层级列表；
IFC层级树结构转换模块，用于生成IFC格式文件头，用于生成IFC格式文件辅助类，用于构建IFC格式文件层级结构；
IFC实体构建模块，用于拆解PDMS三维模型几何基本体，用于对PDMS三维模型几何基本体参数数据进行变换，用于组合IFC实体形成IFC格式文件。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括公共类库模块，用于公共数据的存储以及供其他模块的调取。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述PDMS三维模型添加模块中设有接口单元，用于与PDMS软件进行数据对接。
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