CN111143937B - 一种三维产权体模型的构建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于建筑信息领域，涉及一种三维产权体模型的构建方法，包括：获取构件对象；根据所述构件对象，获得基础面要素；对所述基础面要素进行重构，获得三维产权体模型。该方法能够基于建筑信息模型数据获得构件对象，根据构件对象，实现了三维产权体模型的构建，提高了建筑三维产权体模型的完整性和准确性，实现权籍管理成果与规划、设计和建设成果在空间上的继承和一致的效果。本申请还公开了三维产权体模型的构建装置。

Description

一种三维产权体模型的构建方法及装置

技术领域

本申请涉及建筑信息领域，例如涉及一种三维产权体模型的构建方法及装置、服务器。

背景技术

目前，随着城市化进程的不断推进，城市空间向地下和空中不断延伸发展，空中跨街建筑、多层住宅、多功能综合用楼、地下通道、地下商场、地铁与地下管线一起呈现出错综复杂、相互交叠的立体城市建设特征。越来越多的具有不同产权主体的地上和地下建筑物、构筑物，因同时位于相同宗地或丘表面所带来的产权空间不清与相互交叠等问题日渐突出。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：现有技术中主要以二维权籍管理为主、三维权籍管理为辅，并且，三维产权体模型数据通常来源于二维图纸数据的垂直拉升建模或通过简单的三维布尔运算处理得到，难以适用于复杂建构筑三维产权体建模需求。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种三维产权体模型的构建方法、装置，以解决如何构件完整、准确的三维产权体模型的技术问题。

在一些实施例中，所述三维产权体模型的构建方法包括：

获取构件对象；

根据所述构件对象，获得基础面要素；

对所述基础面要素进行重构，获得三维产权体模型。

在一些实施例中，所述三维产权体模型的构建装置包括：

处理器和存储有程序指令的存储器，该处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行上述的三维产权体模型的构建方法。

本公开实施例提供的一种三维产权体模型的构建方法、装置，可以实现以下技术效果：能够基于建筑信息模型数据获得构件对象，根据构件对象，实现了三维产权体模型的构建，提高了建筑三维产权体模型的完整性和准确性，实现权籍管理成果与规划、设计和建设成果在空间上的继承和一致。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的三维产权体模型的构建方法流程图；

图2是本公开实施例提供的三维产权体模型的构建装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

当前，建筑行业正在大力推广以BIM为核心的信息化技术，BIM数据一方面继承了规划、设计、建设资料，又精确地描述了建构筑物室内外三维结构，研究基于BIM的三维产权体构建方法，将有助于数据的重复利用和继承，保证规划、建设、产权管理的一致性和统一性。本公开实施例利用BIM数据转换生成表达三维空间产权范围的三维产权体数据，通过对BIM构件模型的选择提取和面要素转换处理，保证了三维产权体的封闭和完整特性，提高了BIM数据的应用深度。

本公开实施例提供了一种三维产权体模型的构建方法，如图1所示，包括：

步骤S101.获取构件对象；

步骤S102.根据构件对象，获得基础面要素；

步骤S103.对基础面要素进行重构，获得三维产权体模型。

在一些实施例中，获取构件对象，包括：对建筑信息模型的IFC文件进行语义筛选，获得构件对象。

可选地，IFC(Industry Foundation Classes，数据交换标准)为对建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)领域的通用数据模型标准，IFC为符合标准规定的数据文件。

在一些实施例中，构件对象为构成建筑信息模型的基本对象或组件，包括：IfcWall构件对象数据、IfcRoof构件对象数据和IfcSlab构件对象数据。

在一些实施例中，读取IFC格式的建筑信息模型数据，根据语义信息选择并提取表达建筑外框架和内部结构的构件对象，可选地，IfcWall(墙)为包围和细分空间的垂直构件对象；IfcRoof(屋顶)为建筑的屋顶构件对象；IfcSlab(楼板)为建筑空间内水平方向的构件对象，包括较低平面，如楼板或较高平面，如屋顶板。

在该技术方案中，通过以构件对象为单位进行语义筛选，并明确了用于生成三维产权体的BIM构件对象类别，有利于对IFC文件的快速解析和数据提取。

在一些实施例中，根据所述构件对象获得基础面要素，包括：

对所述构件对象进行面要素转换或提取，获得基础面要素。

在一些实施例中，获取构件对象的几何信息；对几何信息进行转换或提取处理，获得基础面要素。

在一些实施例中，根据构件对象的几何表达方式的不同，构件对象为扫掠实体模型构件对象、表面模型构件对象或边界表达模型构件对象之中的一种或一种以上。

可选地，扫掠实体模型为将对象之间相交的位置定义为交叉段，然后沿某一方向拉伸交叉段对象，得到的特定长度几何形状实体。表面模型为通过二维连通面集合来表达的实体。边界表达模型为利用内外部边界的壳集合来表达的实体，其中，构成面要素是平面、每个环是多边环。

在一些实施例中，分别对应提取扫掠实体模型的构件对象、表面模型的构件对象和边界表达模型的构件对象的几何信息。

在一些实施例中，根据所述构件对象，获得基础面要素，包括：

对扫掠实体模型的构件对象进行面要素提取，获得基础面要素。

可选地，对扫掠实体模型的构件对象进行面要素提取获得基础面要素，包括：

获取所述扫掠实体模型构件对象的扫掠轴线和扫掠截面信息，提取平行于扫掠截面主方向的侧边线和侧边中线，所述侧边线和所述侧边中线沿所述扫掠轴线移动得到备选面要素。根据所述备选面要素，从中选择得到所述基础面要素。

可选地，当扫掠轴线为直线，得到平面要素；当扫掠轴线为曲线，得到曲面要素。

在一些实施例中，根据所述构件对象，获得基础面要素，包括：

对表面模型的构件对象进行面要素提取，获得基础面要素。

可选地，对表面模型的构件对象进行面要素提取获得基础面要素，包括：

提取表面模型的构件对象的第一备选面要素；

提取两个平行的所述第一备选面要素，在其法线方向上插入中央分割面面要素；

根据所述第一备选面要素和所述中央分割面面要素得到第二备选面要素；

根据所述第二备选面要素，从中选择得到所述基础面要素。

在一些实施例中，提取表面模型构件对象的面要素及其坐标点，根据面要素对称特性，提取面要素中面积最大且平行的两个面要素，在平行的两个面要素的法线方向上，得到与两个平行的面要素距离相等位置的中央分隔面。

在一些实施例中，根据所述构件对象，获得基础面要素，包括：

对边界表达模型的构件对象进行面要素转换得到备选面要素，根据所述备选面要素获得基础面要素。

可选地，对边界表达模型的构件对象进行面要素转换得到备选面要素并根据所述备选面要素获得基础面要素，包括：

将边界表达模型构件对象的闭合多边环转换为第一备选面要素；

提取两个平行的所述第一备选面要素，在其法线方向上插入中央分割面面要素；

根据所述第一备选面要素和所述中央分割面面要素得到第二备选面要素；

根据所述第二备选面要素，从中选择得到所述基础面要素。

在一些实施例中，将边界表达模型构件对象的多边环转换为面要素，并合并同一平面上的各个面要素；然后，提取各面要素及其坐标点；并从该面要素中提取面积最大且平行的两个面要素，在平行的两个面要素的法线方向上，获得与两个平行面要素距离相等位置的中央分隔面。

在一些实施例中，基础面要素，包括：

外墙构件的外表面面要素、内墙构件的垂直中央分隔面面要素、屋顶构件的顶面面要素和楼板构件的水平中央分隔面面要素。

在一些实施例中，从备选面要素中选择外墙构件的外表面面要素、内墙构件的垂直中央分隔面面要素、屋顶构件的顶面面要素和楼板构件的水平中央分隔面面要素，作为构建三维产权体模型的基础面要素。

通过对扫掠实体模型、表面模型、边界表达模型分别进行面要素转换或提取，有效提升了对BIM数据处理的适用性。并且通过对不同模型的构件对象分别选择外表面面要素或中央分割面面要素，实现了对三维产权空间的完整覆盖和内部产权空间的精确划分。

在一些实施例中，对基础面要素进行重构，获得三维产权体模型，包括：

对基础面要素进行填充处理；

对填充后的基础面要素进行重构，得到三维产权体模型。

在一些实施例中，填充处理包括空洞填充和缝隙填充。

在一些实施例中，遍历所有基础面要素，根据共面特征，对处于同一平面上的基础面要素进行合并处理。

在一些实施例中，由于门、窗等构件位置的要素缺漏，使得部分基础面要素内部存在空洞，针对基础面要素内部的空洞，进行几何填充处理。

在一些实施例中，遍历所有基础面要素的边，寻找非共面的边，即为基础面要素之间的缝隙位置，然后搜寻邻域范围内的相邻基础面要素，在平面内沿非共面边法线法向延展基础面要素，得到延展后的基础面要素相交的线段集合，并重构原基础面要素，实现对缝隙进行填充处理。

上述实施例提供的方法，基于建构筑物门、窗等要素位置的空洞和墙体、楼板厚度造成的面之间的空隙，提出了对面要素进行合并、填充和延伸拼接处理，有效支持了复杂建构筑物结构的几何表达。

在一些实施例中，三维产权体模型的构建方法，还包括：

对填充后的基础面要素进行完整性检查。

在一些实施例中，对填充后的基础面要素进行拓扑和完整性检查，如果基础面要素任存在空洞或缝隙，则继续进行空洞填充或缝隙填充处理；直到基础面要素不存在空洞或缝隙，得到完整的基础面要素，则根据完整的基础面要素构建三维表面模型，输出三维产权体模型。

上述实施例提供的方法，通过对基础面要素的填充、拓扑重建和完整性检查的迭代处理，提高了三维产权体的正确性、空间封闭性和模型完整性，提高三维产权体模型的适用性。

根据上述实施例的三维产权体模型的构建方法可知，本公开实施例提供的三维产权体模型的构建方法能够以IFC格式的BIM数据为基础，利用BIM数据的语义和几何信息，对其进行构件解析、语义过滤和几何转换处理，拓展了三维产权体的建设路径，提高了建筑三维空间产权表达的完整性和准确性，为新型城镇化背景线下的城市三维产权管理提供了有效的数据基础，同时，实现权籍管理成果与规划、设计和建设成果在空间上的继承和一致。

本公开实施例提供了一种三维产权体模型的构建装置，其结构如图2所示，包括：处理器(processor)100和存储有程序指令的存储器(memory)101，还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的程序指令，以执行上述实施例的三维产权体模型的构建方法。

此外，上述的存储器101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。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的三维产权体模型的构建方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101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。

根据上述实施例的三维产权体模型的构建装置可知，本公开实施例提供的三维产权体模型的构建装置能够基于建筑信息模型数据获得构件对象，对构件对象进行几何转换，获得表达外包围轮廓的基础面要素，对基础面要素进行填充处理，补齐基础面要素内部的空洞和面之间的空隙，并进行拓扑重建，三维产权体模型，提高了建筑三维产权体模型的完整性和准确性，实现权籍管理成果与规划、设计和建设成果在空间上的继承和一致。

本公开实施例提供了一种服务器，包括如上述的三维产权体模型的构建装置，该服务器能够基于建筑信息模型数据获得构件对象，对构件对象进行几何转换，获得表达外包围轮廓的基础面要素，对基础面要素进行填充处理，补齐基础面要素内部的空洞和面之间的空隙，并进行拓扑重建，三维产权体模型，提高了建筑三维产权体模型的完整性和准确性，实现权籍管理成果与规划、设计和建设成果在空间上的继承和一致。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为执行上述三维产权体模型的构建方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述三维产权体模型的构建方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案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，包括一个或多个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)执行本公开实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，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)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。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单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (4)

1.一种三维产权体模型的构建方法，其特征在于，包括：

获取构件对象；

根据所述构件对象，获得基础面要素；

对所述基础面要素进行重构，获得三维产权体模型；

获取构件对象，包括：对建筑信息模型的IFC文件进行语义筛选，获得构件对象；

根据所述构件对象，获得基础面要素，包括：对扫掠实体模型的构件对象进行面要素提取，获得基础面要素；或，对表面模型的构件对象进行面要素提取，获得基础面要素；或，对边界表达模型的构件对象进行面要素转换得到备选面要素，根据所述备选面要素获得基础面要素；

对表面模型的构件对象进行面要素提取，获得基础面要素，包括：提取表面模型的构件对象的第一备选面要素；提取两个平行的所述第一备选面要素，在其法线方向上插入中央分割面面要素；根据所述第一备选面要素和所述中央分割面面要素得到第二备选面要素；根据所述第二备选面要素，从中选择得到所述基础面要素；

所述构件对象，包括：IfcWall构件对象数据、IfcRoof构件对象数据和IfcSlab构件对象数据；

所述基础面要素，包括：外墙构件的外表面面要素、内墙构件的垂直中央分隔面面要素、屋顶构件的顶面面要素和楼板构件的水平中央分隔面面要素。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述基础面要素进行重构，获得三维产权体模型，包括：

对所述基础面要素进行填充处理；

对填充后的基础面要素进行重构，得到三维产权体模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述填充后的基础面要素进行完整性检查。

4.一种三维产权体模型的构建装置，其特征在于，包括：处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至3任一项所述的三维产权体模型的构建方法。