CN110717214A - 一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，属于疏浚工程技术领域；其特征在于：至少包括如下步骤：一、获取建构筑物三维几何特征；二、通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，通过电池建立二者之前的联系；三、利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物；四、建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。本发明的主要创新是依据BIM的理念，建立起了一种基于图形化编程的参数化建模机制，为疏浚工程BIM提供了一种新手段。

Description

一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法

技术领域

本发明属于疏浚工程技术领域，尤其涉及一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法。

背景技术

参数化建模是在20世纪80年代末逐渐占据主导地位的一种计算机辅助设计方法，是参数化设计的重要过程，其过程是将工程构件编写为函数，通过修改初始函数并经计算机计算创建得到工程构件模型，同时可以通过修改参数直接更改工程构件的大小、形态、位置等属性信息，实现设计过程的自动化。

我国目前在水运工程设计中，码头结构设计模块化程度较低，传统的水运工程构件包括：挖槽、围埝、管线、胸墙、混凝土沉箱、混凝土块等。其中挖槽、围埝设计过程中依赖人工设计出图，工作效率低、易出错、无法直接进行参数查询与修改；混凝土沉箱、混凝土块等小型构件，工程中排布数量众多，同一个工程设计中可能含有数万个甚至数十万个单体块，人工设计难以设计与统计，设计过程中如果遇到方案变更，基本相当于重新设计，工作量极大。

目前在水运工程类设计中，参数化建模应用较少，目前仅有《港工技术》2018年01期发表的《基于Revit的水运工程项目参数化建模方法研究》，文章重点介绍了基于Revit软件的水运工程参数化建模方法，包含常规参数化建模方法、装配式参数化建模方法和里程参数化建模方法，可提升水运工程的模型建立速度和灵活性。《水运工程》2018年9月第九期《BIM技术在新九河段航道整治二期工程设计中的应用》，在工程中引入BIM技术协同设计，利用Civil3D和Revit创建了航道整治工程三维模型，辅助了二维平面和结构设计，并在设计过程中使用了参数化建模建造了护滩、护底、坝体、护岸等数字化模型。然而，上述的这些方法需要设置的参数比较复杂；参数化模型生成后，如需对其修改，只能删除后重新再次生成；且参数化模型位置调整困难，调整过程中也容易出现失误，将本不想调整位置的模型移动，不能固定环境参照物模型；另外，参数化模型排布、阵列仅能进行横纵阵列，难以进行曲线、异形阵列，且同时支持的模型数量不能太多，对于计算机硬件需求高。总体上来讲，参数化建模在疏浚工程领域的发展尚处于起步阶段。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，依据BIM的理念，在极大提高三维建模的效率的同时，使模型能附属更多的信息。用户可以快速建模，也可以通过修改参数来快速修改模型，为疏浚工程BIM的发展提供了一个新的手段。

本发明的目的之一在于提供一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，包括如下步骤：

步骤A：获取建构筑物的三维几何特征；

步骤B：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，通过电池建立三维建模平台和Grasshopper之前的联系；

步骤C：利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物；

步骤D：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。

进一步：所述传输参数包括建构筑物的名称、一组几何参数、建构筑物的空位位置信息。

进一步：所述电池包括人机交互模块。

进一步：步骤C具体为：利用Grasshopper的图形化编程语言，构建出建构筑物的三维模型，三维模型的展示平台为Rhino 3D。

进一步：所述三维模型的属性包括模型的附属信息，所述附属信息包括模型的名称。

进一步：步骤D具体为：

步骤401：在三维建模平台上进行二次开发，设计不同的模型建模按键，触发按键时，通过底层程序调出相应建构筑物的Grasshopper文件，并令该文件在后台运行；

步骤402：激发自定义的Grasshopper电池，同时弹出用于输入模型参数的交互窗体；

步骤403：在模型对象的UserData属性里存入一个字典类，最后生成一个有附属信息的三维模型，同时关闭交互窗体；

步骤404：当需要修改模型时，提取模型的UserData属性里的信息，同时从后台调用相应的Grasshopper模型文件，并将信息自动导入文件；

步骤405：重新调用的Grasshopper文件可再次自动打开交互窗体，供用户修改信息，并重新生成模型，同时模型的附属信息也被更新。。

本发明的目的之二在于提供一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的系统，至少包括：

获取模块：获取建构筑物的三维几何特征；

制作电池模块：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，通过电池建立三维建模平台和Grasshopper之前的联系；

建模模块：利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物；

转化模块：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。

本发明的目的之三在于提供一种实现基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的计算机程序。

本发明的目的之四在于提供一种实现基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的信息数据处理终端。

本发明的目的之五在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法。

本发明的优点及积极效果为：

依据BIM的理念，利用Grasshopper作为媒介实现疏浚工程建构筑物的参数化建模，在极大提高三维建模的效率的同时，使模型能附属更多的信息。用户可以快速建模，也可以通过修改参数来快速修改模型，为疏浚工程BIM的发展提供了一个新的手段。

附图说明

图1为本发明优选实施例中Grasshopper电池的一个具体示例图；

图2为本发明优选实施例中Grasshopper将属性附加至模型的示例图；

图3为本发明优选实施例中图形化编程文件示例图；

图4为本发明优选实施例中三维展示平台与底层程序的参数转化机制图；

图5为本发明优选实施例中挖槽模型图形化编程局部图；

图6为本发明优选实施例中挖槽参数化建模交互窗体图；

图7为本发明优选实施例中挖槽模型图；

图8为本发明优选实施例中半圆形防波堤模型图形化编程局部图；

图9为本发明优选实施例中半圆形防波堤参数化建模交互窗体图；

图10为本发明优选实施例中半圆形防波堤模型图；

图11为本发明优选实施例中围埝模型图形化编程局部图；

图12为本发明优选实施例中围埝参数化建模交互窗体图；

图13为本发明优选实施例中围墙模型图形化编程局部图；

图14为本发明优选实施例中对围埝参数化模型进行修改图；

图15为本发明优选实施例中修改参数后的围埝模型图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图15：

一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，包括：

步骤A：获取建构筑物三维几何特征。任何一个三维物体都可以由一组参数组成，越规则的物体用的参数越少，这些建构筑物的参数即为它的几何特征，如一个典型的疏浚条形挖槽的特征包括：上口高程、底部高程、长度、宽度以及各个边上的坡比。

步骤B：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池。这里所说的电池属于对Grasshopper的二次开发，主要使用C#语言。“电池”是Grasshopper中的一个专有名词，类似于“功能”，一个电池包含一个功能。本发明提出的原理是，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，并通过“电池”建立二者之前的联系。可以说，通过二次开发出自定义的电池，是三维平台与Grasshopper交互的接口。设计电池的依据是建构物的参数，对于不同的建构筑物，需要设计不同的电池，图1为一个条形挖槽的电池示例。

每一个参数化模型对应一个底层程序，即Grasshopper文件。每一个Grasshopper文件都需要一个想在对应的电池。当调用文件时，Grasshopper在后台运行，对用户是不可见的。运行起来的文件会首先将电池激活，并弹出一个窗体，如图1所示。用户可按照实际情况输入参数。需要注意的是，电池中除了传入模型所需的参数外，还需要一个“BakeTheModel”参数，这是一个布尔型参数，且默认为False。当用户点击窗体中的“确定”时，该参数变为True，并在三维平台中生成模型实体。

步骤C，利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物。这一步是关键。步骤B中所述的电池仅为一个操作端与底层的交互，而真正的建模主体部分，需要通过Grasshopper本身的图形化编程实现。在构建模型时，需要注意一定要把模型的名称等附属信息写入到三维模型的属性中，以备信息交互，如图2所示。图3为一个简单的图形化程序示例。

步骤D：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。整个转化机制如图4所示。

在建模时，调用Grasshopper图形化编程文件，并使其后台运行；同时，Grasshopper中二次开发的电池会激活交互窗体，窗体的界面设计可参考下文中实例(图6)。用户在窗体中输入参数，并将参数传回Grasshopper。接下来Grasshopper会通过一系列运算，生成三维模型，并在三维建模平台中展示。

在修改模型时，需要在三维建模平台中指定要修改的模型。被指定的模型的附加信息会被提取出来，同时会调出相应的Grasshopper文件，并激活交互窗体。模型的所有信息会被直接传入Grasshopper文件，并填充至窗体。用户可根据实际情况修改参数，以更新模型。

下面我们将借助一个实例来展示本发明，我们所采用的三维建模平台为Rhinoceros 3D：

(一)挖槽的三维参数化建模

该实例中，图5展示了挖槽的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图6所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维挖槽，如图7所示。图7中左侧为模型的附属信息。

(二)半圆形防波堤参数化建模

该实例中，图8展示了半圆形防波堤的图形化编程文件的局部，二次开发的电池如图9所示。该程序文件被调用的同时，激活如图10所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维半圆形防波堤，如图11所示。图11中左侧为模型的附属信息。

(三)围埝参数化建模

该实例中，图12展示了围埝的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图12所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维围埝，如图13所示。图13中左侧为模型的附属信息。

当需要对围埝模型进行修改时，要先在三维平台中选中模型。之后，自动调Grasshopper文件将自动读取模型所有信息，并填入自动激活的窗体，如图14所示，修改模型的窗体与建模窗体一致。最后点击确定，即可更新窗体，如图15所示。

优选实施例二、一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模系统，包括：

获取模块：：获取建构筑物三维几何特征。任何一个三维物体都可以由一组参数组成，越规则的物体用的参数越少，这些建构筑物的参数即为它的几何特征，如一个典型的疏浚条形挖槽的特征包括：上口高程、底部高程、长度、宽度以及各个边上的坡比。

制作电池模块：：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池。这里所说的电池属于对Grasshopper的二次开发，主要使用C#语言。“电池”是Grasshopper中的一个专有名词，类似于“功能”，一个电池包含一个功能。本发明提出的原理是，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，并通过“电池”建立二者之前的联系。可以说，通过二次开发出自定义的电池，是三维平台与Grasshopper交互的接口。设计电池的依据是建构物的参数，对于不同的建构筑物，需要设计不同的电池，图1为一个条形挖槽的电池示例。

每一个参数化模型对应一个底层程序，即Grasshopper文件。每一个Grasshopper文件都需要一个想在对应的电池。当调用文件时，Grasshopper在后台运行，对用户是不可见的。运行起来的文件会首先将电池激活，并弹出一个窗体，如图1所示。用户可按照实际情况输入参数。需要注意的是，电池中除了传入模型所需的参数外，还需要一个“BakeTheModel”参数，这是一个布尔型参数，且默认为False。当用户点击窗体中的“确定”时，该参数变为True，并在三维平台中生成模型实体。

建模模块，利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物。这一步是关键。步骤B中所述的电池仅为一个操作端与底层的交互，而真正的建模主体部分，需要通过Grasshopper本身的图形化编程实现。在构建模型时，需要注意一定要把模型的名称等附属信息写入到三维模型的属性中，以备信息交互，如图2所示。图3为一个简单的图形化程序示例。

转化模块：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。整个转化机制如图4所示。

在建模时，调用Grasshopper图形化编程文件，并使其后台运行；同时，Grasshopper中二次开发的电池会激活交互窗体，窗体的界面设计可参考下文中实例(图6)。用户在窗体中输入参数，并将参数传回Grasshopper。接下来Grasshopper会通过一系列运算，生成三维模型，并在三维建模平台中展示。

在修改模型时，需要在三维建模平台中指定要修改的模型。被指定的模型的附加信息会被提取出来，同时会调出相应的Grasshopper文件，并激活交互窗体。模型的所有信息会被直接传入Grasshopper文件，并填充至窗体。用户可根据实际情况修改参数，以更新模型。

下面我们将借助一个实例来展示本发明，我们所采用的三维建模平台为Rhinoceros 3D：

(一)挖槽的三维参数化建模

该实例中，图5展示了挖槽的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图6所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维挖槽，如图7所示。图7中左侧为模型的附属信息。

(二)半圆形防波堤参数化建模

该实例中，图8展示了半圆形防波堤的图形化编程文件的局部，二次开发的电池如图9所示。该程序文件被调用的同时，激活如图10所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维半圆形防波堤，如图11所示。图11中左侧为模型的附属信息。

(三)围埝参数化建模

该实例中，图12展示了围埝的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图12所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维围埝，如图13所示。图13中左侧为模型的附属信息。

当需要对围埝模型进行修改时，要先在三维平台中选中模型。之后，自动调Grasshopper文件将自动读取模型所有信息，并填入自动激活的窗体，如图14所示，修改模型的窗体与建模窗体一致。最后点击确定，即可更新窗体，如图15所示。

优选实施例三、一种实现基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的计算机程序，所述基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法包括如下步骤：

步骤A：获取建构筑物三维几何特征。任何一个三维物体都可以由一组参数组成，越规则的物体用的参数越少，这些建构筑物的参数即为它的几何特征，如一个典型的疏浚条形挖槽的特征包括：上口高程、底部高程、长度、宽度以及各个边上的坡比。

步骤B：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池。这里所说的电池属于对Grasshopper的二次开发，主要使用C#语言。“电池”是Grasshopper中的一个专有名词，类似于“功能”，一个电池包含一个功能。本发明提出的原理是，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，并通过“电池”建立二者之前的联系。可以说，通过二次开发出自定义的电池，是三维平台与Grasshopper交互的接口。设计电池的依据是建构物的参数，对于不同的建构筑物，需要设计不同的电池，图1为一个条形挖槽的电池示例。

每一个参数化模型对应一个底层程序，即Grasshopper文件。每一个Grasshopper文件都需要一个与其相对应的电池。当调用文件时，Grasshopper在后台运行，对用户是不可见的。运行起来的文件会首先将电池激活，并弹出一个窗体，如图1所示。用户可按照实际情况输入参数。需要注意的是，电池中除了传入模型所需的参数外，还需要一个“BakeTheModel”参数，这是一个布尔型参数，且默认为False。当用户点击窗体中的“确定”时，该参数变为True，并在三维平台中生成模型实体。

步骤C，利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物。这一步是关键。步骤B中所述的电池仅为一个操作端与底层的交互，而真正的建模主体部分，需要通过Grasshopper本身的图形化编程实现。在构建模型时，需要注意一定要把模型的名称等附属信息写入到三维模型的属性中，以备信息交互，如图2所示。图3为一个简单的图形化程序示例。

步骤D：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。整个转化机制如图4所示。

在建模时，调用Grasshopper图形化编程文件，并使其后台运行；同时，Grasshopper中二次开发的电池会激活交互窗体，窗体的界面设计可参考下文中实例(图6)。用户在窗体中输入参数，并将参数传回Grasshopper。接下来Grasshopper会通过一系列运算，生成三维模型，并在三维建模平台中展示。

在修改模型时，需要在三维建模平台中指定要修改的模型。被指定的模型的附加信息会被提取出来，同时会调出相应的Grasshopper文件，并激活交互窗体。模型的所有信息会被直接传入Grasshopper文件，并填充至窗体。用户可根据实际情况修改参数，以更新模型。

下面我们将借助一个实例来展示本发明，我们所采用的三维建模平台为Rhinoceros 3D：

(一)挖槽的三维参数化建模

该实例中，图5展示了挖槽的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图6所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维挖槽，如图7所示。图7中左侧为模型的附属信息。

(二)半圆形防波堤参数化建模

该实例中，图8展示了半圆形防波堤的图形化编程文件的局部，二次开发的电池如图9所示。该程序文件被调用的同时，激活如图10所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维半圆形防波堤，如图11所示。图11中左侧为模型的附属信息。

(三)围埝参数化建模

该实例中，图12展示了围埝的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图12所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维围埝，如图13所示。图13中左侧为模型的附属信息。

当需要对围埝模型进行修改时，要先在三维平台中选中模型。之后，自动调Grasshopper文件将自动读取模型所有信息，并填入自动激活的窗体，如图14所示，修改模型的窗体与建模窗体一致。最后点击确定，即可更新窗体，如图15所示。

优选实施例四、一种实现基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的信息数据处理终端。所述基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法包括如下步骤：

步骤A：获取建构筑物三维几何特征。任何一个三维物体都可以由一组参数组成，越规则的物体用的参数越少，这些建构筑物的参数即为它的几何特征，如一个典型的疏浚条形挖槽的特征包括：上口高程、底部高程、长度、宽度以及各个边上的坡比。

步骤B：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池。这里所说的电池属于对Grasshopper的二次开发，主要使用C#语言。“电池”是Grasshopper中的一个专有名词，类似于“功能”，一个电池包含一个功能。本发明提出的原理是，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，并通过“电池”建立二者之前的联系。可以说，通过二次开发出自定义的电池，是三维平台与Grasshopper交互的接口。设计电池的依据是建构物的参数，对于不同的建构筑物，需要设计不同的电池，图1为一个条形挖槽的电池示例。

每一个参数化模型对应一个底层程序，即Grasshopper文件。每一个Grasshopper文件都需要一个想在对应的电池。当调用文件时，Grasshopper在后台运行，对用户是不可见的。运行起来的文件会首先将电池激活，并弹出一个窗体，如图1所示。用户可按照实际情况输入参数。需要注意的是，电池中除了传入模型所需的参数外，还需要一个“BakeTheModel”参数，这是一个布尔型参数，且默认为False。当用户点击窗体中的“确定”时，该参数变为True，并在三维平台中生成模型实体。

步骤C，利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物。这一步是关键。步骤B中所述的电池仅为一个操作端与底层的交互，而真正的建模主体部分，需要通过Grasshopper本身的图形化编程实现。在构建模型时，需要注意一定要把模型的名称等附属信息写入到三维模型的属性中，以备信息交互，如图2所示。图3为一个简单的图形化程序示例。

步骤D：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。整个转化机制如图4所示。

在建模时，调用Grasshopper图形化编程文件，并使其后台运行；同时，Grasshopper中二次开发的电池会激活交互窗体，窗体的界面设计可参考下文中实例(图6)。用户在窗体中输入参数，并将参数传回Grasshopper。接下来Grasshopper会通过一系列运算，生成三维模型，并在三维建模平台中展示。

在修改模型时，需要在三维建模平台中指定要修改的模型。被指定的模型的附加信息会被提取出来，同时会调出相应的Grasshopper文件，并激活交互窗体。模型的所有信息会被直接传入Grasshopper文件，并填充至窗体。用户可根据实际情况修改参数，以更新模型。

下面我们将借助一个实例来展示本发明，我们所采用的三维建模平台为Rhinoceros 3D：

(一)挖槽的三维参数化建模

该实例中，图5展示了挖槽的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图6所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维挖槽，如图7所示。图7中左侧为模型的附属信息。

(二)半圆形防波堤参数化建模

该实例中，图8展示了半圆形防波堤的图形化编程文件的局部，二次开发的电池如图9所示。该程序文件被调用的同时，激活如图10所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维半圆形防波堤，如图11所示。图11中左侧为模型的附属信息。

(三)围埝参数化建模

该实例中，图12展示了围埝的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图12所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维围埝，如图13所示。图13中左侧为模型的附属信息。

当需要对围埝模型进行修改时，要先在三维平台中选中模型。之后，自动调Grasshopper文件将自动读取模型所有信息，并填入自动激活的窗体，如图14所示，修改模型的窗体与建模窗体一致。最后点击确定，即可更新窗体，如图15所示。

优选实施例五、一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，所述基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法包括如下步骤：

步骤A：获取建构筑物三维几何特征。任何一个三维物体都可以由一组参数组成，越规则的物体用的参数越少，这些建构筑物的参数即为它的几何特征，如一个典型的疏浚条形挖槽的特征包括：上口高程、底部高程、长度、宽度以及各个边上的坡比。

步骤B：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池。这里所说的电池属于对Grasshopper的二次开发，主要使用C#语言。“电池”是Grasshopper中的一个专有名词，类似于“功能”，一个电池包含一个功能。本发明提出的原理是，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，并通过“电池”建立二者之前的联系。可以说，通过二次开发出自定义的电池，是三维平台与Grasshopper交互的接口。设计电池的依据是建构物的参数，对于不同的建构筑物，需要设计不同的电池，图1为一个条形挖槽的电池示例。

每一个参数化模型对应一个底层程序，即Grasshopper文件。每一个Grasshopper文件都需要一个想在对应的电池。当调用文件时，Grasshopper在后台运行，对用户是不可见的。运行起来的文件会首先将电池激活，并弹出一个窗体，如图1所示。用户可按照实际情况输入参数。需要注意的是，电池中除了传入模型所需的参数外，还需要一个“BakeTheModel”参数，这是一个布尔型参数，且默认为False。当用户点击窗体中的“确定”时，该参数变为True，并在三维平台中生成模型实体。

步骤C，利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物。这一步是关键。步骤B中所述的电池仅为一个操作端与底层的交互，而真正的建模主体部分，需要通过Grasshopper本身的图形化编程实现。在构建模型时，需要注意一定要把模型的名称等附属信息写入到三维模型的属性中，以备信息交互，如图2所示。图3为一个简单的图形化程序示例。

步骤D：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。整个转化机制如图4所示。

在建模时，调用Grasshopper图形化编程文件，并使其后台运行；同时，Grasshopper中二次开发的电池会激活交互窗体，窗体的界面设计可参考下文中实例(图6)。用户在窗体中输入参数，并将参数传回Grasshopper。接下来Grasshopper会通过一系列运算，生成三维模型，并在三维建模平台中展示。

在修改模型时，需要在三维建模平台中指定要修改的模型。被指定的模型的附加信息会被提取出来，同时会调出相应的Grasshopper文件，并激活交互窗体。模型的所有信息会被直接传入Grasshopper文件，并填充至窗体。用户可根据实际情况修改参数，以更新模型。

下面我们将借助一个实例来展示本发明，我们所采用的三维建模平台为Rhinoceros 3D：

(一)挖槽的三维参数化建模

该实例中，图5展示了挖槽的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图6所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维挖槽，如图7所示。图7中左侧为模型的附属信息。

(二)半圆形防波堤参数化建模

该实例中，图8展示了半圆形防波堤的图形化编程文件的局部，二次开发的电池如图9所示。该程序文件被调用的同时，激活如图10所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维半圆形防波堤，如图11所示。图11中左侧为模型的附属信息。

(三)围埝参数化建模

该实例中，图12展示了围埝的图形化编程文件的局部。该程序文件被调用的同时，激活如图12所示的窗体。输入参数后，点击确定，即可生成三维围埝，如图13所示。图13中左侧为模型的附属信息。

当需要对围埝模型进行修改时，要先在三维平台中选中模型。之后，自动调Grasshopper文件将自动读取模型所有信息，并填入自动激活的窗体，如图14所示，修改模型的窗体与建模窗体一致。最后点击确定，即可更新窗体，如图15所示。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，其特征在于：至少包括如下步骤：

步骤A：获取建构筑物的三维几何特征；

步骤B：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，通过电池建立三维建模平台和Grasshopper之前的联系；

步骤C：利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物；

步骤D：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。

2.基于权利要求1所述的基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，其特征在于：所述传输参数包括建构筑物的名称、一组几何参数、建构筑物的空位位置信息。

3.基于权利要求1所述的基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，其特征在于：所述电池包括人机交互模块。

4.基于权利要求1所述的基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，其特征在于：步骤C具体为：利用Grasshopper的图形化编程语言，构建出建构筑物的三维模型，三维模型的展示平台为Rhino 3D。

5.基于权利要求4所述的基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，其特征在于：所述三维模型的属性包括模型的附属信息，所述附属信息包括模型的名称。

6.基于权利要求1-5任一项所述的基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法，其特征在于：步骤D具体为：

步骤401：在三维建模平台上进行二次开发，设计不同的模型建模按键，触发按键时，通过底层程序调出相应建构筑物的Grasshopper文件，并令该文件在后台运行；

步骤402：激发自定义的Grasshopper电池，同时弹出用于输入模型参数的交互窗体；

步骤403：在模型对象的UserData属性里存入一个字典类，最后生成一个有附属信息的三维模型，同时关闭交互窗体；

步骤404：当需要修改模型时，提取模型的UserData属性里的信息，同时从后台调用相应的Grasshopper模型文件，并将信息自动导入文件；

步骤405：重新调用的Grasshopper文件可再次自动打开交互窗体，供用户修改信息，并重新生成模型，同时模型的附属信息也被更新。

7.一种基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模系统，其特征在于：至少包括：

获取模块：获取建构筑物的三维几何特征；

制作电池模块：通过编程制作可用传输参数的Grasshopper电池，以三维建模平台为操作端，以Grasshopper图形化编程语言进行后台运算，通过电池建立三维建模平台和Grasshopper之前的联系；

建模模块：利用Grasshopper进行参数化建模，构建出疏浚工程的建构筑物；

转化模块：建立三维展示平台与底层程序的参数转化机制，实现完整的参数化建模流程。

8.一种实现权利要求1-6任一项所述基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的计算机程序。

9.一种实现权利要求1-6任一项所述基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法的信息数据处理终端。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-6任一项所述的基于图形化编程的疏浚工程建构筑物参数化建模方法。

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