CN111161406A - Gim文件可视化处理方法、系统、可读存储介质及计算机 - Google Patents

Gim文件可视化处理方法、系统、可读存储介质及计算机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种GIM文件可视化处理方法、系统、可读存储介质及计算机，所述方法包括：获取GIM文件；将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件；将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据；将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。通过本发明，用户无需安装特定的三维设计软件，只需将GIM文件上传至服务器，通过浏览器即可实现GIM文件的三维模型预览，极大的方便了用户对GIM文件的三维模型预览需求，有助于GIM技术在电网行业的推广和应用。

Description

GIM文件可视化处理方法、系统、可读存储介质及计算机
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，特别是涉及一种GIM文件可视化处理方法、系统、可读存储介质及计算机。
背景技术
BIM技术是指建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特性和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。GIM技术是中国国网公司借鉴BIM技术，针对电网工程的特点提出的一个国网系统内部的工程数据交换标准。在电网行业通过GIM技术进行三维设计，实现工程数字化是目前的发展趋势。
GIM文件是GIM技术使用的标准化三维模型格式文件，例如，输变电工程中的建筑物、构筑物、支护设施等，都有相应的GIM文件，目前，用户要预览GIM格式的三维模型就必须安装特定的三维设计软件，而这种三维设计软件数据量大，且安装复杂，极大的限制了三维设计工作的深入推广。
发明内容
为此，本发明的一个目的在于提出一种GIM文件可视化处理方法，以解决现有技术中GIM文件的三维模型预览的局限性，使用户能够便捷的实现GIM文件的三维模型预览。
本发明提供一种GIM文件可视化处理方法，包括：
获取GIM文件；
将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件；
将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据；
将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。
根据本发明提供的GIM文件可视化处理方法，通过解析平台对GIM文件进行解析和参数化建模，能够生成中间数据文件，该中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件，然后将该中间数据文件换成标准三维切片数据，由于标准三维切片数据是用于流式传输大规模异构3D地理空间数据集的开放规范文件，因此通过支持基于WebGL的地图引擎的浏览器调用该地图引擎即可实现标准三维切片数据的三维视图预览，对于用户而言，无需安装特定的三维设计软件，只需将GIM文件上传至服务器，通过浏览器即可实现GIM文件的三维模型预览，极大的方便了用户对GIM文件的三维模型预览需求，有助于GIM技术在电网行业的推广和应用。
另外，根据本发明上述的GIM文件可视化处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模的步骤包括：
对所述GIM文件进行解压，以获取所述GIM文件对应的内存结构树，所述内存结构树携带所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息；
根据所述内存结构树中的基本图元以及三维模型的基本参数，对所述内存结构树进行参数化建模，以生成三角网格，所述三角网格为三维渲染引擎的最小数据处理单元。
进一步地，将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件的步骤包括：
根据文件类型对所述三角网格进行分类和组合，以生成所述中间数据文件。
进一步地，对所述内存结构树进行参数化建模时，采用多线程的方式对所述内存结构树进行参数化建模。
进一步地，将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据的步骤包括：
计算所述三角网格的最小几何误差；
计算所述三角网格的数据量；
对所述三角网格进行分组；
对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理，以得到标准三维切片数据的过程文件；
根据所述标准三维切片数据的过程文件生成所述标准三维切片数据。
进一步地，对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理的步骤包括：
根据所述三角网格的大小对所述三角网格进行分组；
对数据量大于阈值的所述三角网格逐个进行细节多层次处理。
本发明的另一个目的在于提出一种GIM文件可视化处理系统，以解决现有技术中GIM文件的三维模型预览的局限性，使用户能够便捷的实现GIM文件的三维模型预览。
一种GIM文件可视化处理系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取GIM文件；
解析模块，用于将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件；
转换模块，用于将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据；
展示模块，用于将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。
根据本发明提供的GIM文件可视化处理系统，通过解析平台对GIM文件进行解析和参数化建模，能够生成中间数据文件，该中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件，然后将该中间数据文件换成标准三维切片数据，由于标准三维切片数据是用于流式传输大规模异构3D地理空间数据集的开放规范文件，因此通过支持基于WebGL的地图引擎的浏览器调用该地图引擎即可实现标准三维切片数据的三维视图预览，对于用户而言，无需安装特定的三维设计软件，只需将GIM文件上传至服务器，通过浏览器即可实现GIM文件的三维模型预览，极大的方便了用户对GIM文件的三维模型预览需求，有助于GIM技术在电网行业的推广和应用。
另外，根据本发明上述的GIM文件可视化处理系统，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述解析模块具体用于：
对所述GIM文件进行解压，以获取所述GIM文件对应的内存结构树，所述内存结构树携带所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息；
根据所述内存结构树中的基本图元以及三维模型的基本参数，对所述内存结构树进行参数化建模，以生成三角网格，所述三角网格为三维渲染引擎的最小数据处理单元。
进一步地，所述解析模块还用于：
根据文件类型对所述三角网格进行分类和组合，以生成所述中间数据文件。
进一步地，所述解析模块对所述内存结构树进行参数化建模时，采用多线程的方式对所述内存结构树进行参数化建模。
进一步地，所述转换模块具体用于：
计算所述三角网格的最小几何误差；
计算所述三角网格的数据量；
对所述三角网格进行分组；
对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理，以得到标准三维切片数据的过程文件；
根据所述标准三维切片数据的过程文件生成所述标准三维切片数据。
进一步地，所述转换模块还用于：
根据所述三角网格的大小对所述三角网格进行分组；
对数据量大于阈值的所述三角网格逐个进行细节多层次处理。
本发明还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明还提出一种计算机，包括存储器、处理器以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上述方法的步骤。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一实施例的GIM文件可视化处理方法的流程图；
图2是根据本发明第二实施例的GIM文件可视化处理系统的结构示意图。
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。
请参阅图1，本发明第一实施例提出的一种GIM文件可视化处理方法，包括步骤S101～S104。
S101，获取GIM文件。
其中，本实施例的方法的执行主体为服务器，同时在电脑中设置有操作软件，用户可以通过该操作软件将要预览的GIM文件上传至服务器。
S102，将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件。
其中，将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模的步骤包括：
首先，对所述GIM文件进行解压，例如具体可以调用7z软件加压对GIM文件进行解压，以获取所述GIM文件对应的内存结构树，所述内存结构树携带所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息。内存结构树是根据解压的文件解析得到的数据，数据的结构和格式是依据了国家电网公司发布的输变电工程三维设计模型交互规范。不同的工程类型有不同的规范，目前已发布的有变电站(换流站)、架空输电线路。
然后，根据所述内存结构树中的基本图元以及三维模型的基本参数，对所述内存结构树进行参数化建模，以生成三角网格，即mesh，所述三角网格为三维渲染引擎的最小数据处理单元。参数化建模是根据解析的内存结构树中的基本图元，根据三维模型的基本参数，绘制图形，国家电网公司发布的输变电工程三维设计模型交互规范中对所有的基本图元进行了定义。例如，要绘制一个长方体，需要提供长、宽、高三个参数，即可绘制。
其中目前主要的三维渲染引擎都是基于三角网格的。这里的mesh是三维图形的一个小集合。
生成了三角网格之后，根据文件类型对所述三角网格进行分类和组合，以生成所述中间数据文件。例如将属于变电站的三角网格分为一类并组合，能够得到变电站的中间数据文件，中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件，标准3D模型文件具体是OBJ，中间数据文件命名为OBJX。
其中，对所述内存结构树进行参数化建模时，可以采用多线程的方式对所述内存结构树进行参数化建模，以提升处理效率。
S103，将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据。
其中，具体通过场景转换工具将中间数据文件(即OBJX文件)转换成标准三维切片数据3dtiles。转换成标准三维切片数据3dtiles的目的是为了后续浏览器可以直接进行三维预览。
需要指出的是，中间数据文件被场景转换工具加载后，内存中以mesh作为最小单元进行数据处理。
具体的，将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据的步骤包括：
计算所述三角网格的最小几何误差，Mesh最小几何误差的取值来源于mesh图形AABB包围盒的最小尺寸。AABB包围盒是指矩形包围盒。
计算所述三角网格的数据量；
对所述三角网格进行分组；
对分组后的所述三角网格进行细节多层次(Levels of Detail，LOD)递归处理，以得到标准三维切片数据的过程文件；
根据所述标准三维切片数据的过程文件生成所述标准三维切片数据。
其中，对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理的步骤包括：
根据所述三角网格的大小对所述三角网格进行分组；
对数据量大于阈值(例如是20M)的所述三角网格逐个进行细节多层次处理。
细节多层次处理具体包括：创建空间索引、创建LOD、降低渲染批次、三角网简化、纹理精简。其中，创建空间索引是对模型进行分组的处理方法，索引结构具体采用的是空间八叉树。
对分组后的三角网格进行细节多层次递归处理后，能够得到标准三维切片数据的过程文件，具体包括B3dm文件和空间索引文件，B3dm文件和空间索引文件是3dtiles规范文件中的一部分，3dtiles由这些数据构成，因此，最终能够根据所述标准三维切片数据的过程文件生成标准三维切片数据3dtiles。
S104，将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。
其中，基于WebGL的地图引擎具体是Cesium，它提供了直接加载3dtiels数据的API，通过js代码调用API后，即可在支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器(例如Google浏览器)中实现三维模型的预览，对于用户而言，只需打开浏览器，在浏览器中调用Cesium即可实现三维模型的预览。
根据本发明提供的GIM文件可视化处理方法，通过解析平台对GIM文件进行解析和参数化建模，能够生成中间数据文件，该中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件，然后将该中间数据文件换成标准三维切片数据，由于标准三维切片数据是用于流式传输大规模异构3D地理空间数据集的开放规范文件，因此通过支持基于WebGL的地图引擎的浏览器调用该地图引擎即可实现标准三维切片数据的三维视图预览，对于用户而言，无需安装特定的三维设计软件，只需将GIM文件上传至服务器，通过浏览器即可实现GIM文件的三维模型预览，极大的方便了用户对GIM文件的三维模型预览需求，有助于GIM技术在电网行业的推广和应用。
请参阅图2，基于同一发明构思，本发明第二实施例提出的GIM文件可视化处理系统，所述系统包括：
获取模块10，用于获取GIM文件；
解析模块20，用于将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件；
转换模块30，用于将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据；
展示模块40，用于将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。
本实施例中，所述解析模块20具体用于：
对所述GIM文件进行解压，以获取所述GIM文件对应的内存结构树，所述内存结构树携带所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息；
根据所述内存结构树中的基本图元以及三维模型的基本参数，对所述内存结构树进行参数化建模，以生成三角网格，所述三角网格为三维渲染引擎的最小数据处理单元。
本实施例中，所述解析模块20还用于：
根据文件类型对所述三角网格进行分类和组合，以生成所述中间数据文件。
本实施例中，所述解析模块20对所述内存结构树进行参数化建模时，采用多线程的方式对所述内存结构树进行参数化建模。
本实施例中，所述转换模块30具体用于：
计算所述三角网格的最小几何误差；
计算所述三角网格的数据量；
对所述三角网格进行分组；
对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理，以得到标准三维切片数据的过程文件；
根据所述标准三维切片数据的过程文件生成所述标准三维切片数据。
本实施例中，所述转换模块30还用于：
根据所述三角网格的大小对所述三角网格进行分组；
对数据量大于阈值的所述三角网格逐个进行细节多层次处理。
根据本实施例的GIM文件可视化处理系统，通过解析平台对GIM文件进行解析和参数化建模，能够生成中间数据文件，该中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件，然后将该中间数据文件换成标准三维切片数据，由于标准三维切片数据是用于流式传输大规模异构3D地理空间数据集的开放规范文件，因此通过支持基于WebGL的地图引擎的浏览器调用该地图引擎即可实现标准三维切片数据的三维视图预览，对于用户而言，无需安装特定的三维设计软件，只需将GIM文件上传至服务器，通过浏览器即可实现GIM文件的三维模型预览，极大的方便了用户对GIM文件的三维模型预览需求，有助于GIM技术在电网行业的推广和应用。
此外，本发明的实施例还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现第一实施例中所述方法的步骤。
此外，本发明的实施例还提出一种计算机，包括存储器、处理器以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第一实施例中所述方法的步骤。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种GIM文件可视化处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取GIM文件；
将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件；
将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据；
将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。
2.根据权利要求1所述的GIM文件可视化处理方法，其特征在于，将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模的步骤包括：
对所述GIM文件进行解压，以获取所述GIM文件对应的内存结构树，所述内存结构树携带所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息；
根据所述内存结构树中的基本图元以及三维模型的基本参数，对所述内存结构树进行参数化建模，以生成三角网格，所述三角网格为三维渲染引擎的最小数据处理单元。
3.根据权利要求2所述的GIM文件可视化处理方法，其特征在于，将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件的步骤包括：
根据文件类型对所述三角网格进行分类和组合，以生成所述中间数据文件。
4.根据权利要求2所述的GIM文件可视化处理方法，其特征在于，对所述内存结构树进行参数化建模时，采用多线程的方式对所述内存结构树进行参数化建模。
5.根据权利要求3所述的GIM文件可视化处理方法，其特征在于，将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据的步骤包括：
计算所述三角网格的最小几何误差；
计算所述三角网格的数据量；
对所述三角网格进行分组；
对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理，以得到标准三维切片数据的过程文件；
根据所述标准三维切片数据的过程文件生成所述标准三维切片数据。
6.根据权利要求5所述的GIM文件可视化处理方法，其特征在于，对分组后的所述三角网格进行细节多层次递归处理的步骤包括：
根据所述三角网格的大小对所述三角网格进行分组；
对数据量大于阈值的所述三角网格逐个进行细节多层次处理。
7.一种GIM文件可视化处理系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，用于获取GIM文件；
解析模块，用于将所述GIM文件发送至解析平台进行解析和参数化建模，以生成中间数据文件，所述中间数据文件为植入了所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息的标准3D模型文件；
转换模块，用于将所述中间数据文件转换成标准三维切片数据；
展示模块，用于将所述标准三维切片数据发送至基于WebGL的地图引擎，并通过支持所述基于WebGL的地图引擎的浏览器展示所述标准三维切片数据对应的三维视图。
8.根据权利要求7所述的GIM文件可视化处理系统，其特征在于，所述解析模块具体用于：
对所述GIM文件进行解压，以获取所述GIM文件对应的内存结构树，所述内存结构树携带所述GIM文件的设备分组唯一标识和属性信息；
根据所述内存结构树中的基本图元以及三维模型的基本参数，对所述内存结构树进行参数化建模，以生成三角网格，所述三角网格为三维渲染引擎的最小数据处理单元。
9.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。
10.一种计算机，包括存储器、处理器以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6任意一项所述的方法。
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