CN111080791A - 一种基于轻量化bim模型的建筑分析方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，用于进行建筑分析，所述方法包括以下步骤：步骤S1，对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；步骤S2，将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；步骤S3，通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；步骤S4，获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。本发明还公开一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，本发明通过将BIM模型进行轻量化处理，再导入所述建筑分析软件中，通过建筑分析软件对轻量化的BIM模型进行分析，得到分析结果，减少了建筑分析软件的负载压力，提高了建筑分析软件的分析效率。

Description

一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法及其系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法及其系统。

背景技术

BIM模型，即建筑信息模型(Building Information Modeling)是建筑学、工程学及土木工程根据建筑物的信息集合建立的三维模型。所述BIM模型是利用数字模型对建筑项目进行设计、施工和运营的过程，是为建设项目从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。所述BIM模型大大提高了建筑的设计效率。

目前，BIM模型建立后，还需要对其中的建筑信息进行参数分析，一般是将所述BIM模型导入绿色建筑分析软件，通过对建筑的日照、风场、排水、采暖等一系列的居住条件进行模拟，了解建筑设计的弊端，便于设计师对BIM模型中的建筑信息进行修正，但是绿色建筑软件导入BIM模型时，经常由于BIM模型的数据量庞大，导致绿色建筑软件卡顿或崩溃；如何解决建筑分析软件与BIM模型不适配，BIM模型的分析效率低下的问题成为一大难题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法及其系统，用于解决建筑分析软件与BIM模型不适配，BIM模型的分析效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，用于进行建筑分析；所述方法包括以下步骤：步骤S1，对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；步骤S2，将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；步骤S3，通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；步骤S4，获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。

本发明还提供一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统包括：

模型轻量化模块，用于对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；

模型导入模块，用于将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；

模型还原模块，用于通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；

模型分析模块，用于获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。

本发明提供的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法及其系统，通过将BIM模型进行轻量化处理，并将轻量化后的BIM模型导入建筑分析软件，所述建筑分析软件对BIM模型进行还原显示，并根据分析条件完成对BIM模型的分析，得到分析数据，解决了BIM模型与建筑分析软件的适配性问题，提高了建筑分析软件对BIM模型的分析效率，避免了建筑分析软件的卡顿、崩溃等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施方式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一些实施方式，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是本发明一实施例中的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法的流程图。

图2是图1中步骤S1的子流程图。

图3是图1中步骤S2的子流程图。

图4是图1中步骤S3的子流程图。

图5是图1中步骤S4的子流程图。

图6是本发明一实施例中的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统的结构框图。

图7是图6中模型轻量化模块的结构框图。

图8是图6中模型导入模块的结构框图。

图9是图6中模型还原模块的结构框图。

图10是图6中模型分析模块的结构框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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付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。

本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1，图1是本发明一实施例中的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法的流程图。

如图1所示，本发明提供一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，用于进行建筑分析；所述方法包括以下步骤：步骤S1，对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；步骤S2，将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；步骤S3，通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；步骤S4，获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。

从而，本发明提供的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法及其系统，通过将BIM模型进行轻量化处理，并将轻量化后的BIM模型导入建筑分析软件，所述建筑分析软件对BIM模型进行还原显示，并根据分析条件完成对BIM模型的分析，得到分析数据，解决了BIM模型与建筑分析软件的适配性问题，提高了建筑分析软件对BIM模型的分析效率，避免了建筑分析软件的卡顿、崩溃等问题。

请参阅图2，图2是图1中步骤S1的子流程图。

如图2所示，在一些实施例中，所述步骤S1包括：步骤S11，对BIM模型进行解析，得到通用格式的模型；步骤S12，提取通用格式的模型中构件的几何数据；步骤S13，在构件的几何数据中提取同类型的构件的几何数据，对同类型的构件的几何数据进行分析计算，得到轻量化的BIM模型。

其中，所述BIM模型，即建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)，所述BIM模型是建筑工程师根据建筑信息进行集合创建的虚拟建筑模型，通过BIM模型管理与项目相关的所有信息。所述BIM模型提供了完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。建筑工程师根据平面设计图纸结合实际情况按照1:1的比例建立BIM建筑工程三维模型。

所述轻量化处理是指在不改变模型文件结构属性的基础上对BIM模型中的三维几何数据进行压缩，从而减少BIM模型的数据量。对三维几何数据的压缩，并不会改变其中的其他信息；从微观层面，轻量化是对所述BIM模型中几何模型的参数化；例如，通过参数化对一个圆柱体进行轻量化处理是通过保留圆柱底面圆心坐标、半径以及圆柱的高三个参数。从宏观层面，轻量化还通过相似性的算法将相同的图元进行合并，并结合矩阵数据进行保存，例如，所述BIM模型中相同的圆柱体仅保留一个圆柱体的参数，其余圆柱记录一个引用关系和空间坐标即可，将BIM模型中删除的所有相同圆柱的引用关系和空间坐标组合构成矩阵数据，保存所述矩阵数据和一个圆柱体的参数即可完成对BIM模型中所有相同圆柱的轻量化。

所述轻量化的BIM模型是对BIM模型进行轻量化后得到的BIM模型数据；所述轻量化的BIM模型相比于原BIM模型大幅度的减少了模型中重复信息的数量，轻量化的BIM模型数据量更小，存储和传输也更加便利。

所述建筑分析软件是指根据所述BIM模型中建筑物的结构，结合建筑物所在地的分析条件对建筑物进行模拟分析的软件；所述建筑分析软件可以模拟出建筑物所在地的日照、阴影、采光、风场、声环境等环境因素，从而对BIM模型中的建筑物进行热效应变化、室内温度变化，通风性变化等进行分析，给出分析数据；便于协助BIM模型设计者根据分析数据对建筑的结构设计进行调整。

本发明提供的基于轻量化BIM模型的建筑分析方法主要应用于移动终端，所述移动终端上安装有建筑分析软件。

所述终端包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述中央处理单元是所述终端的数据处理中心，利用有线或者无线线路连接终端的各个元器件。除此以外，所述中央处理单元还用于与服务器进行的交互，处理与服务器互传的数据；所述终端上安装有供用户访问服务器的应用软件，例如浏览器。所述终端可为手机、电脑等。

所述通用格式的模型是指包含BIM模型中各个构件的几何数据和渲染数据的模型文件格式，所述通用格式是能够与大多数模型软件兼容，并进行数据交换的文件格式；例如FBX格式。

所述构件的几何数据是指能够描述构件的几何形状的数据；所述几何数据包括几何体的名称、尺寸、坐标等数据；例如所述构件的几何数据可以为圆柱底面圆心坐标、半径以及圆柱的高的参数数据；

具体的，在BIM建模软件中根据目标建筑的CAD图形或BIM模型数据建立目标建筑的BIM模型。所述BIM模型中包含了建筑物中各个构件的详细信息。对所述BIM模型进行解析，即在BIM建模软件中将建筑物的BIM模型导出并保存为FBX格式的文件，导出FBX格式是因为FBX格式为通用文件格式，便于实现软件间的数据交换，便于其他模型软件对FBX格式的数据进行读取。

通过从所述FBX格式的BIM模型中提取各个构件的几何数据，并将所述几何数据存储为OBJ格式的文件。所述OBJ格式以纯文本的形式记录了所述BIM模型的几何数据。

同时，在所述几何数据中查找同类型的构件的几何数据，并对查找到的同类型的构件的几何数据进行分析并判断是否能够合并，判断依据为合并后的几何数据是否能够完整还原该构件的位置关系和几何关系；若判断发现该构件可以合并，则对该构件的几何数据进行合并；合并后，相同的构件仅保留一个构件的几何数据；被删除的构件保留其引用关系和空间坐标。根据被删除的构建的引用关系及空间坐标建立矩阵数据。所述同类型的构件是指构件的几何数据相同但空间坐标不同的构件。若判断发现该构件不能合并，则保留该构件的几何数据。将所有构件的几何数据进行分析计算后，将得到的OBJ格式的BIM模型文件作为轻量化的BIM模型。

在其他实施例中，所述BIM模型轻量化的过程中，还可以对通用格式的BIM模型的渲染数据进行压缩，将压缩后的渲染数据存储为MTL格式的文件。所述渲染数据包括BIM模型中构件的纹理、颜色、光照等数据。对所述渲染数据的压缩可以通过剔除遮挡，减少渲染图元的数量，只保留可见图元等方式来实现。除此以外，还可以将具有相同渲染状态的物体合并到一次绘制调用中，从而完成BIM模型的轻量化处理。所述相同渲染状态的物体例如相同材质。

从而，通过对BIM模型进行解析，得到通用格式的模型，再提取通用格式的模型文件中的几何数据，将同类型的几何数据进行合并，完成BIM模型的轻量化，减少了BIM模型的数据量，便于传输和保存。

请参阅图3，图3是图1中步骤S2的子流程图。

如图3所示，在一些实施例中，，所述步骤S2包括：步骤S21，将轻量化的BIM模型中转换成gbXML或DXF格式的模型文件；步骤S22，将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件中。

其中，所述gbXML格式的模型文件是BIM模型的一种文件导出格式，是用于导入建筑分析软件进行BIM模型分析的通用格式；所述gbXML格式是以空间为基础的模型文件格式，其中所述空间的维护结构是以面的形式简化表达的，例如屋顶、内墙与外墙、窗、门等，均显示为没有空间厚度的面，也没有构件的细部。所述gbXML格式的模型文件主要用于导入建筑分析软件分析建筑物的热环境、光环境、声环境、资源耗能、太阳辐射等。

所述DXF格式的模型文件也是BIM模型建立软件导出的文件，也是用于导入建筑分析软件进行BIM模型分析的通用格式。但所述DXF格式的模型文件适用于光环境分析、阴影遮挡分析、可视度分析；所述DXF格式的模型文件相比于gbXML格式的模型文件因为其建筑物构件有一定的厚度，分析的效果显示出来会更好。

具体的，根据需要建筑分析软件重点分析的内容对轻量化的BIM模型的格式进行转换。若重点分析建筑的热环境、光环境、声环境、资源耗能、太阳辐射等，则将轻量化后的BIM模型文件转换成gbXML格式的模型文件；若重点进行建筑的光环境分析、阴影遮挡分析、可视度分析，则将轻量化后的BIM模型文件转换成DXF格式的模型文件；最后将转换后的gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件中。

在其他实施例中，如果选择将所述gbXML格式的模型文件导入建筑分析软件，在导入之前还要对BIM模型中的房间进行划界、分割以及空间面积设置。避免导入后无法区分建筑物中每个房间的区域面积，导致房间的日照、阴影等分析结果不准确。

从而，先确定需要建筑分析软件分析的内容，再通过将所述轻量化的BIM模型中转换成gbXML或DXF格式的模型文件，进而导入建筑分析软件，针对不同的分析内容向所述建筑分析软件导入不同格式的BIM模型文件，针对性的分析过程，使得分析结果更为精确，提高了建筑分析软件的分析效率。

请参阅图4，图4是图1中步骤S3的子流程图。

如图4所示，在一些实施例中，所述步骤S3包括：步骤S31，根据建筑分析软件的处理能力以及建筑分析软件运行终端的配置情况对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行预运行判断，经过预运行判断得出所述建筑分析软件能够运行所述gbXML或DXF格式的文件时，读取所述gbXML或DXF格式的模型文件；步骤S32，通过运算从所述gbXML或DXF格式的模型文件中获得世界坐标系，并对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行数据结构解析，得到BIM模型中构件的几何数据；步骤S33，通过对BIM模型中构件的几何数据进行数学计算，重新还原BIM模型，并将还原后的BIM模型显示于所述建筑分析软件中。

其中，所述预运行判断是指根据导入的gbXML或DXF格式的模型文件的数据量的大小，结合所述建筑分析软件的处理能力以及终端的配置参数进行判断，得出所述终端安装的建筑分析软件能否正常运行所述gbXML或DXF格式的模型文件的结论，所述预运行判断一般是将终端的配置参数带入预设函数进行计算，得到终端的最大数据处理量，再将模型文件的数据量与所述终端的最大数据处理量进行对比判断，确定所述BIM模型与终端是否适配。所述配置参数为终端的内存参数、处理器参数等。所述预设函数是预先定义的用于计算终端运行能力的函数。

所述世界坐标系是指所述BIM模型中能够定义所有构件坐标值的坐标系。

所述结构解析是指根据轻量化的BIM模型中保留的几何数据，对BIM模型的构件的结构进行解析还原的过程。一般先获取保留的构件几何数据的类型，再根据构件几何数据的类型获取保存的几何数据，通过几何数据还原构件的几何模型。例如在轻量化的BIM模型保留的几何数据中获取圆柱的几何数据，再根据圆柱几何数据中的底面圆心坐标、半径以及圆柱的高度还原圆柱体的模型。

具体的，所述终端将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件后，获取所述终端的配置参数以及所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，所述数据量为所述gbXML或DXF格式的模型文件所占的内存空间大小，例如所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量为300兆。

所述调用预设函数，将所述终端的配置参数以及所述建筑分析软件的预设数据处理量带入预设函数进行计算，得到所述终端最大数据处理量；

所述终端将所述最大数据处理量与所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量进行对比，若所述最大数据处理量小于或等于所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，则判断得出所述建筑分析软件不能运行所述gbXML或DXF格式的文件，或无法正常运行所述gbXML或DXF格式的文件，所述终端即弹出提醒窗口，提醒用户终端条件不匹配，建议停止运行BIM模型文件。若所述最大数据处理量大于所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，则判断得出所述建筑分析软件能够正常运行所述gbXML或DXF格式的文件，所述建筑分析软件开始读取所述gbXML或DXF格式的文件。

所述终端通过对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行读取并运算，获取所述gbXML或DXF格式的模型文件中存储的BIM模型的世界坐标系，再对所述gbXML或DXF格式的模型文件的中存储的构建结构进行解析，得到所有保留的构件的几何数据，将所述保留的构件的几何数据输入所述世界坐标系中还原为构件模型。

所述终端通过读取对所述gbXML或DXF格式的模型文件中的矩阵数据，得到同类型的构件的引用关系和空间坐标，根据数学计算在所述世界坐标系中还原所述同类型的构件模型，并在所述建筑分析软件中显示还原后的BIM模型。

在其他实施例中，所述预运行判断还可以通过对所述gbXML或DXF格式的模型数据的密度进行判断，即根据计算所述gbXML或DXF格式的模型文件包含的几何数据以及矩阵数据估计所述gbXML或DXF格式的模型文件还原后的构件数量或者还原后的BIM模型的体积，再根据所述终端的配置情况以及软件的负载能力对是否运行所述gbXML或DXF格式的模型文件进行判断。

在其他实施例中，所述终端安装有多个建筑分析软件，所述终端获取所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量后，所述终端根据所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，在安装的多个建筑分析软件中挑选出运算能力与所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量适配的建筑分析软件，将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入挑选出的适配建筑分析软件中对BIM模型进行还原。

在其他实施例中，所述终端进行预运行判断后得知所述gbXML或DXF格式的模型文件不适合在终端进行读取还原时，所述终端可以提示用户将所述gbXML或DXF格式的模型文件上传至指定的服务器，在线还原所述BIM模型，并在线对BIM模型中的建筑进行分析。

从而，所述终端通过对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行预运行判断，确保所述终端能够正常运行所述gbXML或DXF格式的模型文件时，所述建筑分析软件才开始读取所述gbXML或DXF格式的模型文件，并将所述gbXML或DXF格式的模型文件还原成所述BIM模型；避免所述建筑分析软件直接读取所述gbXML或DXF格式的模型文件后出现卡顿或者软件崩溃的情况，提高了BIM模型的还原效率，增加了建筑分析软件与轻量化的BIM模型的适配过程，经过适配提前告知用户预计运行情况，并提供运行解决方案增加了客户体验。

请参阅图5，图5是图1中步骤S4的子流程图。

如图5所示，在一实施例中，所述步骤S4还包括：所述分析条件包括分析项及基本参数，所述步骤S4还包括：步骤S41，获取用户在所述建筑分析软件中输入的分析项；步骤S42，根据用户输入的分析项，显示对应分析项的基本参数窗口；步骤S43，获取用户在所述基本参数窗口输入的基本参数，并根据用户输入的基本参数结合还原后的BIM模型的数据进行运算分析，得到分析数据，并根据分析数据提供优化方案。

其中，所述分析条件包括分析项以及基本参数。所述分析条件是建筑分析软件对BIM模型进行分析时所需要的基本信息。

所述分析项是指所述建筑分析软件对所述BIM模型进行分析的对象。所述分析项可以是所述建筑分析软件预先设置的多个选项，用户可以在所述分析项中选择需要进行分析的对象；所述分析项包括室内热效应、室内光环境、室内光照度、室内温度、生态环境、热工分析、采光分析、日照分析、眩光分析、可视度分析、声学分析等。

所述基本参数是指用户在所述建筑分析软件中输入的具体参数或信息，所述基本参数包括所述BIM模型中的建筑项目所在地的地理位置、经济技术指标、设计规范标准等，其中，所述建筑分析软件可以根据建筑项目所在地显示相关设计规范标准的选项，以供用户在所述设计规范标准选项中进行选择。所述设计规范标准可以是建筑项目所在省、市出台的关于居住建筑设计标准的文件编号。

所述基本参数窗口是供用户输入基本参数的窗口，所述基板参数窗口还可以显示输入的基本参数对应的预览效果。

所述优化方案是指建筑分析软件根据分析得到的分析数据，对用户的BIM模型设计方案提出的修改建议，所述修改建议以促进所述BIM模型的分析数据趋向国家制定的标准数据为目的，所述优化方案可以设置为多个。

具体的，所述终端将还原后的BIM模型显示于所述建筑分析软件的界面，并要求用户在预设的分析项中选定需要进行分析的对象。

例如，所述终端获取到用户选定的日照分析项后，所述终端显示与所述分析项对应的基本参数窗口，所述基本参数窗口包括所在地理位置、经济技术指标、标准规范参数等输入框。

待用户在所述基本参数窗口中的输入框中输入基本参数后，所述终端根据用户输入的基本参数运用分析算法对所述BIM模型进行模拟运算，并在建筑分析软件中显示模拟运算后的三维模型场景。例如，根据用户输入的建筑项目所在地的地理位置，进行计算得到该地理位置的太阳直射角，根据该地区的太阳直射角在所述BIM模型周围模拟显示所在地区年太阳运动轨迹、日太阳运行轨迹、太阳方位角和高度角等模型，根据太阳方位角、高度角以及BIM模型中建筑的高度进行计算，得到太阳在各个季节对建筑的日照辐射，在模型中分别模拟显示出不同时间的光照和阴影区域。

经过分析后，所述建筑分析软件给出所述分析数据，并将所述分析数据与国家标准规范或省市制定的标准规范的数据进行对比，根据每项分析数据是否符合国家标准规范或省市制定的标准规范给出对应的分析结果，对于分析结果中不满足国家标准规范或省市制定的标准规范的分析数据，给出优化方案，所述优化方案用于供用户参考修改BIM模型。

在其他实施例中，所述终端可以直接通过连接互联网获取所述建筑所在的省市、指标以及标准规范等基本参数，无需用户输入基本参数即可对BIM模型进行自行分析，并给出包含所述分析数据的分析报告，或给出优化方案。

在其他实施例中，所述终端可以连接网络通过将所述轻量化的BIM模型上传至服务器，在服务器完成所述BIM模型的分析过程，再从服务器下载包含所述分析数据的分析报告，减少本地运算量。

从而，所述建筑分析软件根据用户输入的基本参数通过计算得到所述BIM模型的分析项对应的分析数据，根据所述分析数据中的不足之处给出优化方案，提高了BIM模型的分析效率，减少了用户查找修改BIM模型的时间，增加了用户体验。

本发明提供的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法可以在硬件、固件中实施，或者可以作为可以存储在例如CD、ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘的等计算机可读存储介质中的软件或计算机代码，或者可以作为原始存储在远程记录介质或非瞬时的机器可读介质上、通过网络下载并且存储在本地记录介质中的计算机代码，从而这里描述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法可以利用通用计算机或特殊处理器或在诸如ASIC或FPGA之类的可编程或专用硬件中以存储在记录介质上的软件来呈现。如本领域能够理解的，计算机、处理器、微处理器、控制器或可编程硬件包括存储器组件，例如，RAM、ROM、闪存等，当计算机、处理器或硬件实施这里描述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法而存取和执行软件或计算机代码时，存储器组件可以存储或接收软件或计算机代码。另外，当通用计算机存取用于实施这里示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行这里示出的处理的专用计算机。

其中，所述计算机可读存储介质可为固态存储器、存储卡、光碟等。所述计算机可读存储介质中存储有程序指令而供计算机调用后执行图1至图5所示的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法。

请参阅图6，图6是本发明一实施例中的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100的结构框图。

如图6所示，本发明还提供一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100，所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100包括：模型轻量化模块10，用于对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；模型导入模块20，用于将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；模型还原模块30，用于通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；模型分析模块40，用于获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。

请参阅图7，图7是图6中模型轻量化模块10的结构框图。

如图7所示，在一些实施例中，所述模型轻量化模块10包括：模型解析模块11，用于对BIM模型进行解析，得到通用格式的模型；构件数据提取模块12，用于提取通用格式的模型中构件的几何数据；构件数据计算模块13，用于在构件的几何数据中提取同类型的构件的几何数据，对同类型的构件的几何数据进行分析计算，得到轻量化的BIM模型。

具体的，在BIM建模软件中根据目标建筑的CAD图形或BIM模型数据建立目标建筑的BIM模型。所述BIM模型中包含了建筑物中各个构件的详细信息。对所述BIM模型进行解析，即在BIM建模软件中将建筑物的BIM模型导出并保存为FBX格式的文件，导出FBX格式是因为FBX格式为通用文件格式，便于实现软件间的数据交换，便于其他模型软件对FBX格式的数据进行读取。通过从所述FBX格式的BIM模型中提取各个构件的几何数据，并将所述几何数据存储为OBJ格式的文件。所述OBJ格式以纯文本的形式记录了所述BIM模型的几何数据。同时，在所述几何数据中查找同类型的构件的几何数据，并对查找到的同类型的构件的几何数据进行分析并判断是否能够合并，判断依据为合并后的几何数据是否能够完整还原该构件的位置关系和几何关系；若判断发现该构件可以合并，则对该构件的几何数据进行合并；合并后，相同的构件仅保留一个构件的几何数据；被删除的构件保留其引用关系和空间坐标。根据被删除的构建的引用关系及空间坐标建立矩阵数据。所述同类型的构件是指构件的几何数据相同但空间坐标不同的构件。若判断发现该构件不能合并，则保留该构件的几何数据。将所有构件的几何数据进行分析计算后，将得到的OBJ格式的BIM模型文件作为轻量化的BIM模型。

请参阅图8，图8是图6中模型导入模块20的结构框图。

如图8所示，在一些实施例中，所述模型导入模块20包括：格式转换模块21，用于将轻量化的BIM模型中转换成gbXML或DXF格式的模型文件；文件导入模块22，用于将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件中。

具体的，根据需要建筑分析软件重点分析的内容对轻量化的BIM模型的格式进行转换。若重点分析建筑的热环境、光环境、声环境、资源耗能、太阳辐射等，则将轻量化后的BIM模型文件转换成gbXML格式的模型文件；若重点进行建筑的光环境分析、阴影遮挡分析、可视度分析，则将轻量化后的BIM模型文件转换成DXF格式的模型文件；最后将转换后的gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件中。

请参阅图9，图9是图6中模型还原模块30的结构框图。

如图9所示，在一些实施例中，预运行判断模块31，用于根据建筑分析软件的处理能力以及建筑分析软件运行终端的配置情况对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行预运行判断，经过预运行判断得出所述建筑分析软件能够运行所述gbXML或DXF格式的文件时，读取所述gbXML或DXF格式的模型文件。数据结构解析模块32，用于通过运算从所述gbXML或DXF格式的模型文件中获得世界坐标系，并对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行数据结构解析，得到BIM模型中构件的几何数据。模型还原显示模块33，用于通过对BIM模型中构件的几何数据进行数学计算，重新还原BIM模型，并将还原后的BIM模型显示于所述建筑分析软件中。

具体的，所述终端将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件后，获取所述终端的配置参数以及所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，所述数据量为所述gbXML或DXF格式的模型文件所占的内存空间大小，例如所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量为300兆。所述调用预设函数，将所述终端的配置参数以及所述建筑分析软件的预设数据处理量带入预设函数进行计算，得到所述终端最大数据处理量；所述终端将所述最大数据处理量与所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量进行对比，若所述最大数据处理量小于或等于所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，则判断得出所述建筑分析软件不能运行所述gbXML或DXF格式的文件，或无法正常运行所述gbXML或DXF格式的文件，所述终端即弹出提醒窗口，提醒用户终端条件不匹配，建议停止运行BIM模型文件。若所述最大数据处理量大于所述gbXML或DXF格式的模型文件的数据量，则判断得出所述建筑分析软件能够正常运行所述gbXML或DXF格式的文件，所述建筑分析软件开始读取所述gbXML或DXF格式的文件。所述终端通过对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行读取并运算，获取所述gbXML或DXF格式的模型文件中存储的BIM模型的世界坐标系，再对所述gbXML或DXF格式的模型文件的中存储的构建结构进行解析，得到所有保留的构件的几何数据，将所述保留的构件的几何数据输入所述世界坐标系中还原为构件模型。所述终端通过读取对所述gbXML或DXF格式的模型文件中的矩阵数据，得到同类型的构件的引用关系和空间坐标，根据数学计算在所述世界坐标系中还原所述同类型的构件模型，并在所述建筑分析软件中显示还原后的BIM模型。

请参阅图10，图10是图6中模型分析模块40的结构框图。

如图10所示，在一些实施例中，所述分析条件包括分析项及基本参数，所述模型分析模块40包括：分析项获取模块41，用于获取用户在所述建筑分析软件中输入的分析项；窗口显示模块42，用于根据用户输入的分析项，显示对应分析项的基本参数窗口；运算分析模块43，用于获取用户在所述基本参数窗口输入的基本参数，并根据用户输入的基本参数结合还原后的BIM模型的数据进行运算分析，得到分析数据，并根据分析数据提供优化方案。

具体的，所述终端将还原后的BIM模型显示于所述建筑分析软件的界面，并要求用户在预设的分析项中选定需要进行分析的对象。例如，所述终端获取到用户选定的日照分析项后，所述终端显示与所述分析项对应的基本参数窗口，所述基本参数窗口包括所在地理位置、经济技术指标、标准规范参数等输入框。待用户在所述基本参数窗口中的输入框中输入基本参数后，所述终端根据用户输入的基本参数运用分析算法对所述BIM模型进行模拟运算，并在建筑分析软件中显示模拟运算后的三维模型场景。

如图6所示，在一些实施例中，所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100还包括存储模块50，所述存储模块50用于存储所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100中的BIM模型以及分析数据。

其中，所述存储模块50可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、多个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

具体的，所述存储模块50位于所述移动终端内，主要与所述模型轻量化模块10、模型导入模块20、模型还原模块30以及模型分析模块40相连接，用于存储移动终端从服务器下载的构件模型库。

在其他实施例中，所述存储模块50还可以与基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100的各个模块相连接，用于存储各个模块对BIM模型处理的过程中产生的数据。

在一些实施例中，所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100包括主机设备，所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100中的模型轻量化模块10、模型导入模块20、模型还原模块30、模型分析模块40以及存储模块50均设置于主机设备内，所述主机设备可以是移动终端；所述模型轻量化模块10与模型导入模块20通过有线或者无线的方式连接，能够将轻量化处理后的BIM模型导入建筑分析软件中；所述模型导入模块20与所述模型还原模块30通过有线或者无线的方式连接，能够将轻量化后的BIM模型进行还原显示，所述模型还原模块30与所述模型分析模块40通过有线或者无线的方式连接，能够对还原后的BIM模型进行分析，得到分析数据；所述存储模块50与所述轻量化模块、模型导入模块20、模型还原模块30、模型分析模块40均通过有线或者无线的方式连接，用户存储各模块处理的BIM模型数据以及分析数据。

本发明提供的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100使用前述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100执行的功能与所执行的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法的步骤相对应，更具体的描述可参考前述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法的相关内容。所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统100的各个模块可设置于终端、服务器中的至少一个中。

本发明提供的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法及其系统，通过将BIM模型进行轻量化处理，并将轻量化后的BIM模型导入建筑分析软件，所述建筑分析软件对BIM模型进行还原显示，并根据分析条件完成对BIM模型的分析，得到分析结果，解决了BIM模型与建筑分析软件的适配性问题，提高了建筑分析软件对BIM模型的分析效率，避免了建筑分析软件的卡顿、崩溃等问题。

以上是本发明实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，用于进行建筑分析；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；

步骤S2，将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；

步骤S3，通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；

步骤S4，获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。

2.如权利要求1所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11，对BIM模型进行解析，得到通用格式的模型；

步骤S12，提取通用格式的模型中构件的几何数据；

步骤S13，在构件的几何数据中提取同类型的构件的几何数据，对同类型的构件的几何数据进行分析计算，得到轻量化的BIM模型。

3.如权利要求2所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21，将轻量化的BIM模型中转换成gbXML或DXF格式的模型文件；

步骤S22，将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件中。

4.如权利要求3所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，根据建筑分析软件的处理能力以及建筑分析软件运行终端的配置情况对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行预运行判断，经过预运行判断得出所述建筑分析软件能够运行所述gbXML或DXF格式的文件时，读取所述gbXML或DXF格式的模型文件；

步骤S32，通过运算从所述gbXML或DXF格式的模型文件中获得世界坐标系，并对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行数据结构解析，得到BIM模型中构件的几何数据；

步骤S33，通过对BIM模型中构件的几何数据进行数学计算，重新还原BIM模型，并将还原后的BIM模型显示于所述建筑分析软件中。

5.如权利要求3所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析方法，其特征在于，所述分析条件包括分析项及基本参数，所述步骤S4还包括：

步骤S41，获取用户在所述建筑分析软件中输入的分析项；

步骤S42，根据用户输入的分析项，显示对应分析项的基本参数窗口；

步骤S43，获取用户在所述基本参数窗口输入的基本参数，并根据用户输入的基本参数结合还原后的BIM模型的数据进行运算分析，得到分析数据，并根据分析数据提供优化方案。

6.一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，其特征在于，所述基于轻量化BIM模型的建筑分析系统包括：

模型轻量化模块，用于对BIM模型进行轻量化处理，获得轻量化的BIM模型；

模型导入模块，用于将轻量化的BIM模型导入建筑分析软件中；

模型还原模块，用于通过建筑分析软件对轻量化BIM模型进行还原并显示；

模型分析模块，用于获取用户在建筑分析软件中输入的分析条件，根据用户的输入的分析条件对还原后的BIM模型进行分析，得到与分析条件对应的分析数据。

7.如权利要求6所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，其特征在于，所述模型轻量化模块包括：

模型解析模块，用于对BIM模型进行解析，得到通用格式的模型；

构件数据提取模块，用于提取通用格式的模型中构件的几何数据；

构件数据计算模块，用于在构件的几何数据中提取同类型的构件的几何数据，对同类型的构件的几何数据进行分析计算，得到轻量化的BIM模型。

8.如权利要求7所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，其特征在于，所述模型导入模块包括：

格式转换模块，用于将轻量化的BIM模型中转换成gbXML或DXF格式的模型文件；

文件导入模块，用于将所述gbXML或DXF格式的模型文件导入建筑分析软件中。

9.如权利要求8所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，其特征在于，所述模型还原模块包括：

预运行判断模块，用于根据建筑分析软件的处理能力以及建筑分析软件运行终端的配置情况对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行预运行判断，经过预运行判断得出所述建筑分析软件能够运行所述gbXML或DXF格式的文件时，读取所述gbXML或DXF格式的模型文件；

数据结构解析模块，用于通过运算从所述gbXML或DXF格式的模型文件中获得世界坐标系，并对所述gbXML或DXF格式的模型文件进行数据结构解析，得到BIM模型中构件的几何数据；

模型还原显示模块，用于通过对BIM模型中构件的几何数据进行数学计算，重新还原BIM模型，并将还原后的BIM模型显示于所述建筑分析软件中。

10.如权利要求7所述的一种基于轻量化BIM模型的建筑分析系统，其特征在于，所述分析条件包括分析项及基本参数，所述模型分析模块包括：

分析项获取模块，用于获取用户在所述建筑分析软件中输入的分析项；

窗口显示模块，用于根据用户输入的分析项，显示对应分析项的基本参数窗口；

运算分析模块，用于获取用户在所述基本参数窗口输入的基本参数，并根据用户输入的基本参数结合还原后的BIM模型的数据进行运算分析，得到分析数据，并根据分析数据提供优化方案。

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