CN110706345A - 一种基于构件实例合并的铁路bim模型轻量化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法及系统。该方法包括：获取BIM模型中的语义信息集合，包括BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；基于简化语义信息集合，将每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型；基于构件合并离散算法，将参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；基于基本几何表达单元得到轻量化BIM模型。本发明实施例通过基于构件实例合并，得到轻量化的BIM模型数据，减少模型超大数据量，解决模型在存储、传递上的瓶颈，实现了高效性。
Description
技术领域
本发明涉及BIM应用技术领域，尤其涉及一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法及系统。
背景技术
随着终端设备硬件加速资源的浏览器原生调用技术的成熟，一些基于Web的图形引擎程序利用web图形库(Web Graphics Library，WebGL)技术实现了异构的计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)模型跨平台的Web浏览器显示。但是，采用这种方法进行三维图形渲染时需要消耗大量的终端设备资源。随着三维模型面片数的增加，渲染模型消耗的硬件资源会迅速增长。当模型的体量超过用户终端设备的承受范围时，会出现程序卡死或者崩溃的现象。在建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)应用中，经常需要展示大体量的三维模型，这些模型在专业的图形工作站中展示时也会经常出现卡顿的现象。然而BIM应用的使用环境经常在铁路施工现场，很难要求用户配备专业的设备，这就需要有一种能够支持在配置较低的终端设备，甚至是在移动设备上能够流畅展示大体量三维模型的技术，以满足BIM应用的特殊要求。
在大型铁路BIM模型中，通常包含很多位置不同而几何形体相同的构件，而解析引擎以构件为单位对模型文件进行解析，在解析过程中无法识别其相互之间几何形体以及语义信息是否相同，导致解析后的数据出现重复、模型数据量庞大、模型的语义和几何数据量庞大，使其在Web端传输需要耗费大量的时间，且在显示时对客户端的设备(内存、显卡等)也会造成很大负担。
发明内容
本发明实施例提供一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法及系统，用以解决现有技术中BIM无法识别具有相同几何形体的构件，且解析数据量较大，造成传输和显示过程的负担等问题。
第一方面，本发明实施例提供一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，包括：
获取BIM模型；
提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息集合包括所述BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；
基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型；
基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；
基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
优选的，所述提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息集合包括所述BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合，具体包括：
将所述BIM模型中相同的语义数据实例进行合并，对每一个构件的语义信息进行解析，提取所述基本属性；
获取所述BIM模型中全部所述基本属性的集合，通过解析全部所述基本属性的集合，得到每一个构件关联的属性集合，并将相同的所述属性集合进行合并，得到属性合并集合；
从所述属性合并集合中提取所述关联关系，得到所述简化语义信息。
优选的，所述基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型，具体包括：
将所述BIM模型根据数据实例之间的引用关系表达为模型树；
将所述模型树的每层叶子节点进行合并；
删除重复的所述数据实例，对所述每层叶子节点的上层节点的引用关系进行更新；
对所述模型树自底向上进行迭代合并，直至根节点为止，输出所述参数化几何表达模型。
优选的，所述将所述模型树的每层叶子节点进行合并，包括：
根据设定的浮点数误差对所述每层叶子节点进行合并。
优选的，所述基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元，具体包括：
获取所述参数化几何表达模型的重复几何表达部分，得到所述BIM模型中具有第一预设相似度的构件，构建第一构件集合；
基于构件特征元素算法，对所述第一构件集合中具有特征元素的所述构件进行筛选，得到第二构件集合；
基于构件合并离散算法，对所述第二构件集合中的具有相同几何形体的所述构件进行合并离散得到所述基本几何表达单元，及所述构件对应的基本几何单元编号。
优选的，所述构件特征元素算法，包括：
判断两个构件的所述几何表达是否相同，若是，则判定所述两个构件为具有第二预设相似度的两个构件；
提取所述两个构件的所述特征元素和所述两个构件对应的定位矩阵；
基于所述定位矩阵计算所述特征元素在所述两个构件上的相对定位矩阵；
判断所述特征元素的几何表达与所述相对定位矩阵是否一一对应，若是，则判定所述两个构件的几何形体相同。
优选的，所述构件合并离散算法，包括：
获取所述参数化几何表达模型；
对构件进行分类识别，若所述构件具有特征元素，将所述构件记为第三构件集合，并为所述第三构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第三构件集合进行几何离散，生成对应的第一基本几何表达单元集合；
记录所述第三构件集合对应的所述定位矩阵，得到所述第三构件集合对应的所述基本几何单元编号。
优选的，所述构件合并离散算法，还包括：
若所述构件不具有特征元素，将所述构件记为第四构件集合，对所述第四构件集合执行所述构件特征元素算法；
为具有相同特征元素的所述第四构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第四构件集合执行布尔运算，生成第四构件集合对应的基本几何单元；
记录所述构件的定位矩阵，得到所述构件的分组结果。
第二方面，本发明实施例提供一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化系统，包括：
获取模块，用于获取BIM模型；
提取模块，用于提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息包括每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的所述语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；
归并模块，用于基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件相关的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达；
转化模块，用于基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；
输出模块，用于基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法的步骤。
本发明实施例提供的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法及系统，通过基于构件实例合并，得到轻量化的BIM模型数据，减少模型超大数据量，解决模型在存储、传递上的瓶颈，实现了高效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法流程图；
图2为本发明实施例提供的语义信息提取的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的几何表达归并的方法流程图；
图4为本发明实施例提供的包含两面墙的IFC文件片段示意图；
图5为本发明实施例提供的模型树合并前示意图；
图6为本发明实施例提供的模型树叶子层合并示意图；
图7为本发明实施例提供的模型树多层合并示意图；
图8为本发明实施例提供的模型树合并后示意图；
图9为本发明实施例提供的合并后展开的IFC文件片段示意图；
图10为本发明实施例提供的构件合并离散的方法流程图；
图11为本发明实施例提供的构件模型合并离散前示意图；
图12为本发明实施例提供的构件模型合并离散后示意图；
图13为本发明实例提供的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化系统结构图；
图14为本发明实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法流程图，如图1所示，包括：
S1，获取BIM模型；
S2，提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息集合包括所述BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；
S3，基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型；
S4，基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；
S5，基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
具体地，首先将获取的BIM模型进行语义信息提取，即提取BIM模型中每个构件的基本属性、属性集合以及关联关系，并将其中重复的语义信息进行合并，得到简化的语义信息集合，再将BIM模型中与构件相关的几何表达进行归并，这里几何表达具体为定义构件几何形状相关的信息，根据实例号标识出几何形体相同而位置不同的构件，得到参数化几何表达模型，然后采用构件合并离散算法，将得到的参数化几何表达模型转化成计算机可以直接用于显示的点、线、面等基本的几何单元，通过上述步骤得到BIM轻量化模型。然后将其封装为由轻量化模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件(属性数据分为几何属性和非几何属性)组合的CARS轻量化文件，CARS文件被基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
这里需要说明的是，BIM模型拥有定位和几何表达两个重要的属性，定位属性定义了该物体的空间位置；几何表达则定义了该物体具体的几何形体。因此，在BIM模型中，如果两个构件的几何表达相同，那么构件可能拥有相同的几何形体。相同建模软件导出的文件对相同几何形体的构件采用相同的描述方式，故用同一几何表达表示模型中具有相同几何形体的构件，即让拥有相同几何形体的构件的几何表达属性指向同一个BIM数据实例，即可确认这些构件可能拥有相同的几何形体。因此，几何表达归并的目标是识别并删除模型文件中重复的几何表达实例，使得模型中构件的几何表达相对统一，以便识别出形体相同的构件，方便后续对其进行处理。
本发明实施例通过将普通BIM模型文件基于构件实例并行合并，得到轻量化的BIM模型数据，减少模型超大数据量，解决模型在存储、传递上的瓶颈，实现了高效性。
在上述实施例的基础上，图2为本发明实施例提供的语义信息提取的方法流程图，如图2所示，该方法中步骤S2具体包括：
101，将所述BIM模型中相同的语义数据实例进行合并，对每一个构件的语义信息进行解析，提取所述基本属性；
102，获取所述BIM模型中全部所述基本属性的集合，通过解析全部所述基本属性的集合，得到每一个构件关联的属性集合，并将相同的所述属性集合进行合并，得到属性合并集合；
103，从所述属性合并集合中提取所述关联关系，得到所述简化语义信息。
具体地，在步骤101中，将获取的BIM中将相同的语义数据实例进行合并，对每个构件语义信息进行解析，提取其名称、类型、描述等基本属性；
在步骤102中，获取BIM模型中所有的属性集合，通过解析关系，获取每个构件关联的属性集合，将相同的属性集合进行合并，得到属性合并集合；
在步骤103中，基于步骤102中得到的属性合并集合，进一步提取构件的关联关系，得到简化语义信息。
在上述实施例的基础上，图3为本发明实施例提供的几何表达归并的方法流程图，如图3所示，该方法中步骤S3具体包括：
201，将所述BIM模型根据数据实例之间的引用关系表达为模型树；
202，将所述模型树的每层叶子节点进行合并；
203，删除重复的所述数据实例，对所述每层叶子节点的上层节点的引用关系进行更新；
204，对所述模型树自底向上进行迭代合并，直至根节点为止，输出所述参数化几何表达模型。
其中，所述将所述模型树的每层叶子节点进行合并，包括：
根据设定的浮点数误差对所述每层叶子节点进行合并。
具体地，在步骤201中，首先建立模型树，将BIM模型根据数据实例之间的引用关系表达为一颗层次化的模型树；
在步骤202中，进行叶子节点的合并，具体为根据设定的浮点数误差对底层的叶子节点进行合并；
在步骤203中，删除重复的数据实例，将叶子节点的上层节点的引用关系进行更新；
在步骤204中，将模型树自底向上进行迭代合并，直至根节点为止，归类整理并输出参数化几何表达模型。
下面以一个具体的实施例来分析说明几何表达归并的流程，图4为本发明实施例提供的包含两面墙的IFC文件片段示意图，以IFC格式的BIM模型文件为例，图4显示了一个从Graphisoft ArchiCAD中导出的包含两面墙(IFCWALLSTANDARDCASE)的IFC文件片段，从图2可以看到#164号的IFCWALLSTANDARDCASE(标准墙)引用了#15号、#112号、#158号三个数据实例，而#158号数据实例又引用了#137号数据实例，从而形成了如图5所示的一颗IFC模型树，如图5所示，由于#116、#118、#120、#122与#252、#254、#256、#258号四个数据实例分别相同，故将#252、#254、#256和#258号四个数据实例删除，将原先指向上述四个数据实例的节点分别指向#116、#118、#120、#122号，得到图6的结果。此时，通过匹配可知#131、#129、#127、#124和#260、#263、#265、#267号四个数据实例又相同，因此，将上述相同的数据实例再次删除，重新分配引用关系，得到图7所示结果；在图7的基础上再自底向上按照上述过程进行合并，最终得到图8的结果。经过上述合并后，展开后的文件片段如图9所示，从图9中可以看出，，#164号的构件(IFCWALLSTANDARDCASE)拥有#112号定位实例和#158号几何表达实例；#289号的构件(IFCWALLSTANDARDCASE)拥有#251号定位实例和#158号几何表达实例。可以发现，#164和#281号的两面墙的几何表达同时指向了#158号数据实例，由此可知，#164号#281号构件可能拥有相同的几何形体，仅位置不同。至此，即可对BIM模型文件中可能拥有相同几何形体的构件进行初步标识。
在上述实施例的基础上，图10为本发明实施例提供的构件合并离散的方法流程图，如图10所示，该方法中步骤S4具体包括：
301，获取所述参数化几何表达模型的重复几何表达部分，得到所述BIM模型中具有第一预设相似度的构件，构建第一构件集合；
302，基于构件特征元素算法，对所述第一构件集合中具有特征元素的所述构件进行筛选，得到第二构件集合；
303，基于构件合并离散算法，对所述第二构件集合中的具有相同几何形体的所述构件进行合并离散得到所述基本几何表达单元，及所述构件对应的基本几何单元编号。
具体地，在步骤301中，基于前述实施例中标识出的重复几何表达确定模型中哪些构件可能拥有相同几何形体，这里可能相同指的是按照设定的一个第一预设相似度作为标准来进行初选，将筛选出的符合第一预设相似度的构件作为第一构件集合；
在步骤302中，在第一构件集合基础上，采用构件特征元素算法，对集合中包含特征元素且几何形体相同的构件进行识别，筛选出第二构件集合；特征元素分为附加特征元素和扣减特征元素两类。附加特征元素是在其关联的构件上额外增加一些形体，离散时需要做合并运算；而扣减特征元素是从其关联的构件中扣除对应的部分，主要有孔洞等，显示时需做差运算(例如构件上关联了一个孔洞，则该构件最终展示的形体要与孔洞做差运算，扣除孔洞部分)。而如果在显示时对模型进行实时的布尔运算，对客户端的设备要求较高，将无法对BIM模型进行快速显示。所以，为了准确比较两个带特征元素的构件最终显示时的几何形体是否相同，本发明实施例提出了构件特征元素匹配算法。
在步骤303中，采用构件合并离散算法，在第二构件集合中对对识别出的具有相同几何形体的构件进行合并离散得到基本几何单元，同时保存每个构件的定位矩阵，并建立映射关系，得到构件对应的基本几何单元编号。
下面以一个具体实施例来说明构件离散算法的处理实例，图11为本发明实施例提供的构件模型合并离散前示意图，如图11所示，由于其前后左右四面墙拥有相同的几何表达，但是前面的墙由于带有一些孔洞，通过上述构件合并离散算法处理后，将最前方的墙单独进行离散保存，对另外三面墙进行合并，得到图12上方两面墙的结果。此外，该模型中的两个窗户经过几何表达归并后几何表达也指向同一个数据实例，因此离散时对两面窗户也进行了合并，得到图12下方的结果。与原有IFC模型数据相比，经过本文合并离散算法处理后，去除了两面窗和一个窗户，在保持原有信息不变的前提下，使得模型的几何数据更加的轻量化。
在上述实施例的基础上，所述构件特征元素算法，包括：
判断两个构件的所述几何表达是否相同，若是，则判定所述两个构件为具有第二预设相似度的两个构件；
提取所述两个构件的所述特征元素和所述两个构件对应的定位矩阵；
具体地，这里用到的定位矩阵一般有两种，一种是直接定位，一种是相对定位。直接定位采用世界坐标系进行定位；相对定位就是找到其相对的局部坐标系进行变换，若其相对的局部坐标系依然参照其他坐标系，则需要再进行转换，直到将其转化为直接定位坐标系的表达为止。通过定位矩阵找到特征元素和对应构件的直接定位坐标系表达。相对定位矩阵，即求出特征元素以构件为参考物的相对坐标系表达。若两个构件包含的特征元素的几何表达及其相对定位矩阵一一对应，则这两个构件几何形体相同，否则不相同。
基于所述定位矩阵计算所述特征元素在所述两个构件上的相对定位矩阵；
判断所述特征元素的几何表达与所述相对定位矩阵是否一一对应，若是，则判定所述两个构件的几何形体相同。
在上述实施例的基础上，所述构件合并离散算法，包括：
获取所述参数化几何表达模型；
对构件进行分类识别，若所述构件具有特征元素，将所述构件记为第三构件集合，并为所述第三构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第三构件集合进行几何离散，生成对应的第一基本几何表达单元集合；
记录所述第三构件集合对应的所述定位矩阵，得到所述第三构件集合对应的所述基本几何单元编号。
其中，所述构件合并离散算法，还包括：
若所述构件不具有特征元素，将所述构件记为第四构件集合，对所述第四构件集合执行所述构件特征元素算法；
为具有相同特征元素的所述第四构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第四构件集合执行布尔运算，生成第四构件集合对应的基本几何单元；
记录所述构件的定位矩阵，得到所述构件的分组结果。
具体地，根据构件的几何表达对模型中所有的构件进行分组。基于已对模型中的几何表达进行归并的结果，如果构件的几何表达相同则意味着构件可能拥有相同形状，如果其几何表达不同则其对应的几何形体在同一模型内基本不同，则将其分为两个不同的大组，随机从上述分组中随机选取一组构件进行处理。针对每组中的构件分为带特征元素的构件和不带特征元素的构件分别进行处理，直到处理完该组中的所有构件，再随机选取一个分组，继续上述过程，直到处理完所有分组。最后，输出模型基本几何单元及构件对应的基本几何单元编号。
本发明实施例通过将模型中参数化的几何表达合并，相较于基于几何特征的合并方法更加准确，另外将模型中重复构件的合并，能够有效减少模型的几何数据，使得模型的传输时间以及显示时对设备资源的占用相应减少，轻量化的方法则根据模型自身构件的实例信息识别出具有相同几何形体的构件，而不是在离散后提取构件的几何特征进行比较识别，避免了转化过程中由于信息的丢失导致的错误合并，效率更高且效果更好。
图13为本发明实例提供的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化系统结构图，如图13所示，包括：获取模块1301、提取模块1302、归并模块1303、转化模块1304和输出模块1305；其中：
获取模块1301用于获取BIM模型；提取模块1302用于提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息包括每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的所述语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；归并模块1303用于基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件相关的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达；转化模块1304用于基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；输出模块1305用于基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
本发明实施例提供的系统用于执行上述对应的方法，其具体的实施方式与方法的实施方式一致，涉及的算法流程与对应的方法算法流程相同，此处不再赘述。
本发明实施例通过将普通BIM模型文件基于构件实例并行合并，得到轻量化的BIM模型数据，减少模型超大数据量，解决模型在存储、传递上的瓶颈，实现了高效性。
在上述实施例的基础上，所述提取模块1302，具体用于：
将所述BIM模型中相同的语义数据实例进行合并，对每一个构件的语义信息进行解析，提取所述基本属性；获取所述BIM模型中全部所述基本属性的集合，通过解析全部所述基本属性的集合，得到每一个构件关联的属性集合，并将相同的所述属性集合进行合并，得到属性合并集合；从所述属性合并集合中提取所述关联关系，得到所述简化语义信息。
在上述实施例的基础上，所述归并模块1303，具体用于：
将所述BIM模型根据数据实例之间的引用关系表达为模型树；
将所述模型树的每层叶子节点进行合并；
删除重复的所述数据实例，对所述每层叶子节点的上层节点的引用关系进行更新；
对所述模型树自底向上进行迭代合并，直至根节点为止，输出所述参数化几何表达模型。
其中，所述将所述模型树的每层叶子节点进行合并，包括：
根据设定的浮点数误差对所述每层叶子节点进行合并。
在上述实施例的基础上，所述转化模块1304，具体用于：
获取所述参数化几何表达模型的重复几何表达部分，得到所述BIM模型中具有第一预设相似度的构件，构建第一构件集合；
基于构件特征元素算法，对所述第一构件集合中具有特征元素的所述构件进行筛选，得到第二构件集合；
基于构件合并离散算法，对所述第二构件集合中的具有相同几何形体的所述构件进行合并离散得到所述基本几何表达单元，及所述构件对应的基本几何单元编号。
在上述实施例基础上，所述转化模块1304，还用于：
所述构件特征元素算法，包括：
判断两个构件的所述几何表达是否相同，若是，则判定所述两个构件为具有第二预设相似度的两个构件；
提取所述两个构件的所述特征元素和所述两个构件对应的定位矩阵；
基于所述定位矩阵计算所述特征元素在所述两个构件上的相对定位矩阵；
判断所述特征元素的几何表达与所述相对定位矩阵是否一一对应，若是，则判定所述两个构件的几何形体相同。
在上述实施例基础上，所述转化模块1304，还用于：
所述构件合并离散算法，包括：
获取所述参数化几何表达模型；
对构件进行分类识别，若所述构件具有特征元素，将所述构件记为第三构件集合，并为所述第三构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第三构件集合进行几何离散，生成对应的第一基本几何表达单元集合；
记录所述第三构件集合对应的所述定位矩阵，得到所述第三构件集合对应的所述基本几何单元编号。
在上述实施例基础上，所述转化模块1304，还用于：
所述构件合并离散算法，还包括：
若所述构件不具有特征元素，将所述构件记为第四构件集合，对所述第四构件集合执行所述构件特征元素算法；
为具有相同特征元素的所述第四构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第四构件集合执行布尔运算，生成第四构件集合对应的基本几何单元；
记录所述构件的定位矩阵，得到所述构件的分组结果。
本发明实施例通过将模型中参数化的几何表达合并，相较于基于几何特征的合并方法更加准确，另外将模型中重复构件的合并，能够有效减少模型的几何数据，使得模型的传输时间以及显示时对设备资源的占用相应减少，轻量化的方法则根据模型自身构件的实例信息识别出具有相同几何形体的构件，而不是在离散后提取构件的几何特征进行比较识别，避免了转化过程中由于信息的丢失导致的错误合并，效率更高且效果更好。
图14示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1410、通信接口(Communications Interface)1420、存储器(memory)1430和通信总线1440，其中，处理器1410，通信接口1420，存储器1430通过通信总线1440完成相互间的通信。处理器1410可以调用存储器1430中的逻辑指令，以执行如下方法：获取BIM模型；提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息集合包括所述BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型；基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
此外，上述的存储器1430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；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各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，包括：
获取BIM模型；
提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息集合包括所述BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；
基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型；
基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；
基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息集合包括所述BIM模型中每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的语义信息进行合并，得到简化语义信息集合，具体包括：
将所述BIM模型中相同的语义数据实例进行合并，对每一个构件的语义信息进行解析，提取所述基本属性；
获取所述BIM模型中全部所述基本属性的集合，通过解析全部所述基本属性的集合，得到每一个构件关联的属性集合，并将相同的所述属性集合进行合并，得到属性合并集合；
从所述属性合并集合中提取所述关联关系，得到所述简化语义信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件关联的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达模型，具体包括：
将所述BIM模型根据数据实例之间的引用关系表达为模型树；
将所述模型树的每层叶子节点进行合并；
删除重复的所述数据实例，对所述每层叶子节点的上层节点的引用关系进行更新；
对所述模型树自底向上进行迭代合并，直至根节点为止，输出所述参数化几何表达模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述将所述模型树的每层叶子节点进行合并，包括：
根据设定的浮点数误差对所述每层叶子节点进行合并。
5.根据权利要求3所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达模型转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元，具体包括：
获取所述参数化几何表达模型的重复几何表达部分，得到所述BIM模型中具有第一预设相似度的构件，构建第一构件集合；
基于构件特征元素算法，对所述第一构件集合中具有特征元素的所述构件进行筛选，得到第二构件集合；
基于构件合并离散算法，对所述第二构件集合中的具有相同几何形体的所述构件进行合并离散得到所述基本几何表达单元，及所述构件对应的基本几何单元编号。
6.根据权利要求5所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述构件特征元素算法，包括：
判断两个构件的所述几何表达是否相同，若是，则判定所述两个构件为具有第二预设相似度的两个构件；
提取所述两个构件的所述特征元素和所述两个构件对应的定位矩阵；
基于所述定位矩阵计算所述特征元素在所述两个构件上的相对定位矩阵；
判断所述特征元素的几何表达与所述相对定位矩阵是否一一对应，若是，则判定所述两个构件的几何形体相同。
7.根据权利要求5所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述构件合并离散算法，包括：
获取所述参数化几何表达模型；
对构件进行分类识别，若所述构件具有特征元素，将所述构件记为第三构件集合，并为所述第三构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第三构件集合进行几何离散，生成对应的第一基本几何表达单元集合；
记录所述第三构件集合对应的所述定位矩阵，得到所述第三构件集合对应的所述基本几何单元编号。
8.根据权利要求5所述的一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法，其特征在于，所述构件合并离散算法，还包括：
若所述构件不具有特征元素，将所述构件记为第四构件集合，对所述第四构件集合执行所述构件特征元素算法；
为具有相同特征元素的所述第四构件集合分配几何单元编号；
对带有几何编号的所述第四构件集合执行布尔运算，生成第四构件集合对应的基本几何单元；
记录所述构件的定位矩阵，得到所述构件的分组结果。
9.一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取BIM模型；
提取模块，用于提取所述BIM模型中的语义信息集合，所述语义信息包括每一个构件的基本属性、属性集合和关联关系，并将重复的所述语义信息进行合并，得到简化语义信息集合；
归并模块，用于基于所述简化语义信息集合，将所述BIM模型中与每一个构件相关的几何表达进行归并，并根据实例号对几何形体相同而位置不同的构件进行标识，得到参数化几何表达；
转化模块，用于基于构件合并离散算法，将所述参数化几何表达转化为可供计算机直接显示的点、线、面等基本几何表达单元；
输出模块，用于基于所述基本几何表达单元得到轻量化BIM模型，将所述轻量化BIM模型封装为由所述轻量化BIM模型的三角面片几何数据文件和属性数据db文件组合的CARS轻量化文件，所述CARS轻量化文件由基于CARS View开发的图形引擎工具加载展示并进行丰富的交互操作。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种基于构件实例合并的铁路BIM模型轻量化方法的步骤。
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