CN111506950B - Bim结构变换增量信息的生成和存储系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，包括模型提取模块，用于获取并解析建筑三维模型IFC格式文件，解析的结果存储在IFC构件对象中；中间文件生成模块，用于通过模型分析运算模块调用模型分析策略以使IFC构件对象生成树形JSON数据结构；模型解析运算模块，用于根据映射关系IFC构件对象保存成树形JSON数据结构，模型变换判定模块，用于判断树形JSON数据结构是否发生模型变换；构件变换模块，用于向树形JSON数据结构执行构件变换策略。本发明能够根据实际情况大幅度压缩操作Web端BIM模型构件时所产生的空间位置变换数据，极大地提升了实际生产效率与用户体验，减轻了生产过程中的压力。

Description

BIM结构变换增量信息的生成和存储系统和方法

技术领域

本发明涉及建筑三维模型技术领域，具体涉及BIM结构变换增量信息的生成和存储方法。

背景技术

随着建筑信息化(BIM)的兴起，在Web端对建筑项目进行管理等相关操作是目前非常普遍的一种形式。而对于一个有大量构件元素的建筑三维模型当中，在Web端模型的实际管理过程中，不可避免的会对其中的某些构件元素进行移动、旋转等操作。

如果需要操作(移动、旋转等)的构件数量较大时，采用传统方式直接操作模型中的构件时就必须记录、存储大量的空间位置变换数据，这样势必会造成极大的资源浪费与较差的用户体验，而这种情况在常规的建筑模型中却是非常普遍的。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的问题是提供BIM结构变换增量信息的生成和存储方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：BIM结构变换增量信息的生成和存储系统，包括：模型提取模块，用于获取并解析建筑三维模型IFC格式文件，解析的结果存储在IFC构件对象中；中间文件生成模块，用于通过模型分析运算模块调用模型分析策略以使IFC构件对象生成树形JSON数据结构；模型解析运算模块，用于根据映射关系IFC构件对象保存成树形JSON数据结构，所述模型解析运算模块配置有整体模型存储区域和子模型存储区域，所述整体模型存储区域和所述子模型存储区域均包括几何要素存储区和属性要素存储区，所述几何要素对象对应放置于所述几何要素存储区，所述属性要素对象对应放置于所述属性要素存储区；模型变换判定模块，用于判断树形JSON数据结构是否发生模型变换；构件变换模块，用于向树形JSON数据结构执行构件变换策略。

本发明中，优选地，BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，包括：

获取IFC格式文件的建筑三维模型，先对IFC格式文件进行解析再将其转换为OBJ格式存储为IFC构件对象；利用模型分析策略将IFC构件对象保存成树形JSON数据结构；根据映射关系将树形JSON数据结构的实体类型划分为几何要素对象和属性要素对象，几何要素对象和属性要素对象分别对应存放于几何要素存储区和属性要素存储区；判断所述树形JSON数据结构是否发生模型变换，如果是则先将几何要素对象和属性要素对象分别存入所述整体模型存储区域的所述几何要素存储区以及属性要素存储区，更新树形JSON数据结构，否则通过构件变换模块采取构件变换策略以使树形JSON数据结构进行构件变换，再将几何要素对象和属性要素对象分别存入子模型存储区域的几何要素存储区以及属性要素存储区，更新树形JSON数据结构。

本发明中，优选地，所述树形JSON数据结构的保存包括以下步骤：

步骤T1)获取JSON格式的数据对象；

步骤T2)将JSON格式的数据对象的数组采用map策略存入map临时数组；

步骤T3)遍历JSON格式的数据对象的数组，利用map临时数组查找当前节点的父节点是否存在，如果是则将当前节点放于父节点的字列表中，否则将当前节点放于新建列表中。

本发明中，优选地，所述步骤T3)包括以下步骤：

步骤T31)再次遍历JSON格式的数据对象的数组，采用子节点策略结合map临时数组判断是否存在子节点，如果是则进入步骤T33)，否则进入步骤T32)；

步骤T32)将该数据写入数字数组中，定义为一级节点；

步骤T33)通过map函数判断该数据是否有子空数组，如果是则压入该数据；否则先创建一子空数组后压入该数据；

步骤T34)返回数字数组作为处理完成的树形结构数据。

本发明中，优选地，所述步骤T2)中的map策略具体是将每条数据的子ID作为key值。

本发明中，优选地，所述步骤T31)中的子节点策略具体是将JSON格式的数据对象的父ID作为map临时数组的key值。

本发明中，优选地，所述树形JSON数据结构配置有建筑三维模型的位置坐标值字段信息、建筑三维模型的旋转角度字段信息、构件的位置坐标值字段信息和构件的旋转角度字段信息。

本发明中，优选地，所述步骤S1)获取IFC格式文件的建筑三维模型具体包括以下步骤：

步骤S11)获取建筑三维模型的三角形面片；

步骤S12)获取建筑三维模型的法线数据；

步骤S13)获取建筑三维模型的材质信息。

本发明中，优选地，作用于web端，包括向系统发出几何变换重构指令，以使系统的所述树形JSON数据结构通过几何变换重构策略转成标准几何表达；接收来自标准几何表达利用可视化转换工具将IFC文件导出；执行模型变换可视化操作。

本发明中，优选地，模型变换可视化操作具体包括以下步骤：

步骤S41)获取鼠标点击在屏幕上的二维坐标，通过坐标解析策略得到其三维坐标；

步骤S42)根据所述三维坐标对建筑三维模型中的元素对象进行匹配进而获得其ID；

步骤S43)根据ID匹配其对应属性要素存储区中存储的属性信息。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明能够根据实际情况大幅度压缩操作Web端BIM模型构件时所产生的空间位置变换数据，极大的提升了实际生产效率与用户体验，减轻了生产过程中的压力；此外，通过采用树形JSON数据结构作为中间文件，大大提高了数据轻量化，缩短了数据处理时间，从而有效确保了数据处理的高效。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的流程图；

图2是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的树形JSON数据结构的生成的流程图；

图3是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的步骤T3的流程图；

图4是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的获取IFC格式文件的建筑三维模型的流程图；

图5是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的标识符算法的流程图；

图6是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的模型变换后的数据结构示意图。

图7是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的实施例一的操作界面示意图；

图8是本发明的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的实施例二的操作界面示意图。

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为大幅度压缩操作Web端BIM模型构件时所产生的空间位置变换数据，极大地提升实际生产效率与用户体验，减轻生产过程中的压力，本发明提供BIM结构变换增量信息的生成和存储系统，包括模型提取模块，用于获取并解析建筑三维模型IFC格式文件，解析的结果存储在IFC构件对象中；中间文件生成模块，用于通过模型分析运算模块调用模型分析策略以使IFC构件对象生成树形JSON数据结构；模型解析运算模块，用于根据映射关系IFC构件对象保存成树形JSON数据结构，所述模型解析运算模块配置有整体模型存储区域和子模型存储区域，所述整体模型存储区域和所述子模型存储区域均包括几何要素存储区和属性要素存储区，所述几何要素对象对应放置于所述几何要素存储区，所述属性要素对象对应放置于所述属性要素存储区；模型变换判定模块，用于判断树形JSON数据结构是否发生模型变换；构件变换模块，用于向树形JSON数据结构执行构件变换策略。在实际的建筑BIM信息系统中，搭建一栋建筑物的构件少则几千个，多则十几万个，为了更加清楚地说明问题，本实施例选取的是两个模型，分别配置有6个构件以及4个构件，如果需要操作(移动、旋转等)的构件数量较大时，采用传统方式直接操作模型中的构件时必须记录、存储大量的空间位置变换数据，这种方式会造成极大的资源浪费与较差的用户体验，而这种情况在常规的建筑模型中却非常普遍。

如图1所示，在本实施例中，进一步地，BIM结构变换增量信息的生成和存储方法的步骤包括获取IFC格式文件的建筑三维模型，先对IFC格式文件进行解析再将其转换为OBJ格式存储为IFC构件对象；利用模型分析策略将IFC构件对象保存成树形JSON数据结构；根据映射关系将树形JSON数据结构的实体类型划分为几何要素对象和属性要素对象，几何要素对象和属性要素对象分别对应存放于几何要素存储区和属性要素存储区；判断所述树形JSON数据结构是否发生模型变换，如果是则先将几何要素对象和属性要素对象分别存入所述整体模型存储区域的所述几何要素存储区以及属性要素存储区，更新树形JSON数据结构，否则通过构件变换模块采取构件变换策略以使树形JSON数据结构进行构件变换，再将几何要素对象和属性要素对象分别存入子模型存储区域的几何要素存储区以及属性要素存储区，更新树形JSON数据结构。如图6所示，之所以选取树形JSON数据结构作为中间文件，是因为JSON数据结构具备轻量化的特点，其键值对的数据存储方式也更易于编写和解析，作为BIM建筑三维模型的中间文件具有较大优势。此外与传统的数据结构相比，JSON数据结构的封装和解析效率更高，传输成本更小，传输效率也更高，更适合Web端和服务器端的数据交换。

如图2所示，在本实施例中，进一步地，树形JSON数据结构的保存包括步骤获取JSON格式的数据对象；将JSON格式的数据对象的数组采用map策略存入map临时数组；遍历JSON格式的数据对象的数组，利用map临时数组查找当前节点的父节点是否存在，如果是则将当前节点放于父节点的字列表中，否则将当前节点放于新建列表中。

如图3所示，在本实施例中，进一步地，遍历JSON格式的数据对象的数组具体包括以下步骤：再次遍历JSON格式的数据对象的数组，采用子节点策略结合map临时数组判断是否存在子节点，如果是则通过map函数判断该数据是否有子空数组，如果是则压入该数据；否则先创建一子空数组后压入该数据，否则将该数据写入数字数组中，定义为一级节点；将该数据写入数字数组中，定义为一级节点；通过map函数判断该数据是否有子空数组，如果是则压入该数据；否则先创建一子空数组后压入该数据；返回数字数组作为处理完成的树形结构数据。

在本实施例中，进一步地，map策略具体是将每条数据的子ID作为key值。

在本实施例中，进一步地，子节点策略具体是将JSON格式的数据对象的父ID作为map临时数组的key值。

在本实施例中，进一步地，树形JSON数据结构配置有建筑三维模型的位置坐标值字段信息、建筑三维模型的旋转角度字段信息、构件的位置坐标值字段信息和构件的旋转角度字段信息。

如图4所示，在本实施例中，进一步地，获取IFC格式文件的建筑三维模型具体包括以下步骤：获取建筑三维模型的三角形面片；获取建筑三维模型的法线数据；获取建筑三维模型的材质信息。

在本实施例中，进一步地，作用于web端，包括向系统发出几何变换重构指令，以使系统的所述树形JSON数据结构通过几何变换重构策略转成标准几何表达；接收来自标准几何表达利用可视化转换工具将IFC文件导出；执行模型变换可视化操作。

如图5所示，在本发明中，进一步地，模型变换可视化操作具体包括以下步骤：获取鼠标点击在屏幕上的二维坐标，通过坐标解析策略得到其三维坐标；根据三维坐标对建筑三维模型中的元素对象进行匹配进而获得其ID；根据ID匹配其对应属性要素存储区中存储的属性信息。

实施例一：

如图7所示，结合上述算法，本实施例针对的事多个构件形成一个整体模块的情况下进行移动、旋转操作，该实际应用中将需要操作的模块空间坐标信息作为一个stream对象在执行移动、旋转等相关操作之后，会将该模块的空间坐标信息存储为一个轻量型的树形JSON数据结构，该数据结构中会提供整体模块的位置坐标值以及旋转角度，这个记录、存储的数据结果就足够满足实际生产的需要。

实施例二：

如图8所示，本实施例针对的是一个整体模块中的分部件进行移动、旋转操作的情况，实际应用中对已经形成整体模块中的分部件同样进行移动、旋转等操作，仍然采用上述技术方案，会同样得到一个即时的轻量JSON数据结构，其中便包含了各个分部件的位置坐标值以及旋转角度，采用树形JSON数据结构，缩短了数据处理时间，从而有效确保了数据处理的高效，判断处理完成的树形结构数据是否为模型变换，如果是则直接存入建筑三维模型的位置坐标值字段信息完成数据存储，否则通过构件变换策略存入构件的位置坐标值字段信息，完成数据存储。

将中间文件定义为树形JSON数据结构，模型解析运算模块配置有几何要素存储区和属性要素存储区，几何要素对象对应放置于几何要素存储区，属性要素对象对应放置于属性要素存储区，导出的BIM模型的OBJ格式利用模型分析策略将存储的IFC构件对象保存成树形JSON数据结构的模型区域，JSON格式数据都是以键值对的形式存在的，使用Object、Key/Value数组、字符串和布尔值的数据结构表示，利用JSON键值对的特点将根据映射关系解析树形JSON数据结构的实体类型将几何要素对象和属性要素对象分别与几何要素存储区和属性要素存储区进行相应匹配。模型转换的过程中，需要导出BIM建筑三维模型的几何信息和属性信息，而且要对上述不同种类的信息进行关联，在JSON中间文件中，模型类型、几何数据信息以及模型ID存储在geometries键中，模型的相关属性信息及模型ID存储于object键中。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.BIM结构变换增量信息的生成和存储系统，包括：

模型提取模块，用于获取并解析建筑三维模型IFC格式文件，解析的结果存储在IFC构件对象中；

中间文件生成模块，用于通过模型分析运算模块调用模型分析策略以使IFC构件对象生成树形JSON数据结构；

模型解析运算模块，用于根据映射关系IFC构件对象保存成树形JSON数据结构，所述模型解析运算模块配置有整体模型存储区域和子模型存储区域，所述整体模型存储区域和所述子模型存储区域均包括几何要素存储区和属性要素存储区，所述几何要素对象对应放置于所述几何要素存储区，所述属性要素对象对应放置于所述属性要素存储区；

模型变换判定模块，用于判断树形JSON数据结构是否发生模型变换；

构件变换模块，用于向树形JSON数据结构执行构件变换策略。

2.一种BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，采用如权利要求1所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储系统，其特征在于，包括：

步骤S1)获取IFC格式文件的建筑三维模型，先对IFC格式文件进行解析再将其转换为OBJ格式存储为IFC构件对象；

步骤S2)利用模型分析策略将IFC构件对象保存成树形JSON数据结构；

步骤S3)根据映射关系将树形JSON数据结构的实体类型划分为几何要素对象和属性要素对象，几何要素对象和属性要素对象分别对应存放于几何要素存储区和属性要素存储区；

步骤S4)判断所述树形JSON数据结构是否发生模型变换，如果是则先将几何要素对象和属性要素对象分别存入所述整体模型存储区域的所述几何要素存储区以及属性要素存储区，更新树形JSON数据结构，否则进入步骤S5)；

步骤S5)通过构件变换模块采取构件变换策略以使树形JSON数据结构进行构件变换，再将几何要素对象和属性要素对象分别存入子模型存储区域的几何要素存储区以及属性要素存储区，更新树形JSON数据结构。

3.根据权利要求2所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述树形JSON数据结构的保存包括以下步骤：

步骤T1)获取JSON格式的数据对象；

步骤T2)将JSON格式的数据对象的数组采用map策略存入map临时数组；

步骤T3)遍历JSON格式的数据对象的数组，利用map临时数组查找当前节点的父节点是否存在，如果是则将当前节点放于父节点的字列表中，否则将当前节点放于新建列表中。

4.根据权利要求3所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述步骤T3)包括以下步骤：

步骤T31)再次遍历JSON格式的数据对象的数组，采用子节点策略结合map临时数组判断是否存在子节点，如果是则进入步骤T33)，否则进入步骤T32)；

步骤T32)将该数据写入数字数组中，定义为一级节点；

步骤T33)通过map函数判断该数据是否有子空数组，如果是则压入该数据；否则先创建一子空数组后压入该数据；

步骤T34)返回数字数组作为处理完成的树形JSON结构数据。

5.根据权利要求3所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述步骤T2)中的map策略具体是将每条数据的子ID作为key值。

6.根据权利要求4所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述步骤T31)中的子节点策略具体是将JSON格式的数据对象的父ID作为map临时数组的key值。

7.根据权利要求2所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述树形JSON数据结构配置有建筑三维模型的位置坐标值字段信息、建筑三维模型的旋转角度字段信息、构件的位置坐标值字段信息和构件的旋转角度字段信息。

8.根据权利要求2所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述步骤S1)获取IFC格式文件的建筑三维模型具体包括以下步骤：

步骤S11)获取建筑三维模型的三角形面片；

步骤S12)获取建筑三维模型的法线数据；

步骤S13)获取建筑三维模型的材质信息。

9.根据权利要求2所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，作用于web端，包括：

向系统发出几何变换重构指令，以使系统的所述树形JSON数据结构通过几何变换重构策略转成标准几何表达；

接收来自标准几何表达利用可视化转换工具将IFC文件导出；

执行模型变换可视化操作。

10.根据权利要求9所述的BIM结构变换增量信息的生成和存储方法，其特征在于，所述模型变换可视化操作具体包括以下步骤：

步骤S41)获取鼠标点击在屏幕上的二维坐标，通过坐标解析策略得到其三维坐标；

步骤S42)根据所述三维坐标对建筑三维模型中的元素对象进行匹配进而获得其ID；

步骤S43)根据ID匹配其对应属性要素存储区中存储的属性信息。

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