CN112784345B

CN112784345B - 基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质

Info

Publication number: CN112784345B
Application number: CN202110178987.6A
Authority: CN
Inventors: 史健勇
Original assignee: Dianhui Space Shanghai Information Technology Co ltd
Current assignee: Dianhui Space Shanghai Information Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-07
Filing date: 2021-02-07
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2041-02-07
Also published as: CN112784345A

Abstract

本发明提供了一种基于知识图谱的图模一致性审查方法及系统，包括根据图纸结构化信息，搭建图纸本体；从BIM模型文件建立模型本体；将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱；从图模融合知识图谱中抽取相关审查点，完成一致性审查。同时提供了一种相应的终端和计算机存储介质。本发明采用从建筑模型和设计图文件分别提取信息的，形成一个知识图谱，进而进行一致性审查的整体构思，能够准确提取出设计图中的标注信息，包括所有构件的属性信息，和建筑模型中的信息进行精确对比，在审查结果中，能够针对构件类型给出审查结果。

Description

基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质

技术领域

本发明涉及工程领域的图模一致性审查技术，具体地，涉及一种基于知识图谱的图模一致性审查方法。

背景技术

由于BIM技术在国内推广时间较短，同时技术本身也不够成熟，造成了目前将BIM模型文件作为交付涉及审查文件的过程中还存着很多问题。目前，完全基于BIM的正向设计仍难以实现，项目交付时的二维图纸并非是由BIM模型直接导出的，通常是在导出的基础上由设计人员进行修改完善或者直接由设计人员根据模型直接作图。由于作图和建模过程独立，这非常容易导致了二维图纸和BIM模型存在不一致的情况，在交付前必须进行审查。目前，审查工作要消耗大量的人力物力，原因如下：

1、项目数量多，技术人员任务繁重。工程数量较大，有大量项目的图纸和模型需要技术人员审核，工作量非常大。

2、审查要点繁多，审批难度大。图纸和模型的一致性审查需要对项目中所有的细节进行排查。审查内容包括建筑、结构、暖通、给排水，电气等不同专业，对各个专业的构件、设备进行逐一审查，在工作量繁重的同时，也及其容易出现纰漏和错误，技术人员的审查压力很大。

3、审查过程仍存在大量重复性冗余工作，审查效率较低。由于工程项目细节多，包含了大量的审查点，存在大量重复性工作。如在审查结构梁时，技术人员要对图纸和模型中的梁构件进行逐一对比。同时，为了保证正确性，审查往往需要重复进行，同一审查点通过审查两到三次，审查效率很低。

与此同时，计算机技术以及人工智能技术的发展为工程交付文件的审查的带来了新的思路。采用计算机技术进行辅助审查，可以在一定程度上帮助审批人员实现完成大量重复性工作，提高审查效率。

知识图谱作为大数据时代下新的知识组织与检索技术，用于以符号形式描述物理世界中的概念及其相互关系。其基本组成单位是“实体-关系-实体”三元组，以及实体及其相关属值-值对，实体间通过关系相互联结，构成网状的知识结构。经过人机交互技术，获取大量的、计算机可读的知识，实现知识图谱的构建与完善，运用知识图谱的强大信息检索功能进行高效查询。

但是，如果将计算机人工智能和知识图谱的相关技术直接应用于工程项目的图模一致性审查中，则通常存在如下技术难题：

1、直接采用人工智能技术提取图纸信息，正确率较低，不满足建筑工程的审查要求；

2、三维模型的信息和图纸信息的数据表达结构不同，无法直接应用人工智能技术完成信息一致性的对比。

因此，如何解决上述技术难题，成为本领域亟待解决的问题。

经过检索发现：

申请号为202010210950.2的中国发明专利申请《一种建筑模型与设计图一致性自动审查方法》，该方法采用Revit软件对设计文件和附加的dwg图纸，对建模设计文件进行二维出图，完成模型的二维平面图与附加的dwg图纸的对应专业和要素的匹配，检查两图中所有的点、线的异常情况，记录所有不一致的点、线并根据记录结果查找对应的构件和实体，实现对异常的构件和实体的展示以及输出不一致的内容。该方法首先通过Revit生成建筑模型的二维图纸，然后再链接设计图对应的dwg文件。将模型导出的二维图纸分专业和设计图进行要素匹配和对比，检查点、线等图元元素的异常情况，从而能够记录出不一致的内容。该方法采用的思路是基于点、线为主图像的对比，无法保证设计图中的标注信息与模型一致，而对于设计图来说，构件的标注信息也是十分重要的参数。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于知识图谱的图模一致性审查方法，包括：

根据图纸结构化信息，搭建图纸本体；

从BIM模型文件建立模型本体；

将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱；

从图模融合知识图谱中获取相关审查点，完成一致性审查。

优选地，所述搭建图纸本体，包括：

根据二维图纸，获取用于审查的数据，构建图纸结构化信息；

根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，搭建得到图纸本体。

优选地，所述根据二维图纸，获取用于审查的信息，构建图纸结构化信息，包括：

确定需要从二维图纸中获取的信息，包括：需要获取的构件和设备的类型以及属性；

采用正则表达式将获取的信息转化为结构化数据，形成图纸结构化信息。

优选地，所述根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，包括：

确定本体框架，创建本体的层次结构；

根据本体的层次结构，创建本体实例，得到基于图纸信息的本体。

优选地，所述确定本体框架，创建本体的层次结构，包括：

根据构件和设备的类型创建父类；

根据构件和设备的名称或类型标号，建立所有父类的子类，得到本体的层次结构。

优选地，所述根据本体的层次结构，创建本体实例，包括：

在得到的图纸结构化信息的基础上，依据不同构件或设备实体的名称或类型标号，确定其分别对应的图纸本体的类，将构件或设备实体声明为对应的类的实例；

根据图纸结构化信息补全构件实体的属性信息，完成实例化过程，创建得到本体实例。

优选地，所述从BIM模型文件建立模型本体，包括：

将BIM模型导出为IFC格式的文件；

将IFC格式的文件直接生成基于IFCOWL的完整本体；

对生成的完整本体中所有的关系转化为基本的三元组，建立最终的模型本体。

优选地，所述将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱，包括：

基于所述图纸本体和所述模型本体，在合并的基础上建立同类型构件和设备的语义关联，完成本体映射，进而形成图模融合知识图谱。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于知识图谱的图模一致性审查系统，包括：

图纸信息提取模块，该模块用于获取构建图纸结构化信息的所需数据；

图纸本体构建模块，该模块用于根据图纸结构化信息，搭建图纸本体；

模型本体构建模块，该模块用于从BIM模型文件建立模型本体；

图模融合知识图谱构建模块，该模块用于将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱；

审查模块，该模块用于从图模融合知识图谱中获取相关审查点，完成一致性审查。

根据本发明的第三个方面，提供了一种终端，包括存储器、处理器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可用于执行上述任一项所述的方法。

根据本发明的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可用于执行上述任一项所述的方法。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

本发明提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质，运用了二次开发和人工智能技术，实现了图纸信息和模型信息的自动化提取，实现了图纸和模型信息的融合和存储以及智能化的一致性审查。

本发明提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质，能够有效帮助审查人员加快审查速度，提高审查效率，有效节约人力成本。

本发明提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质，构建了一个图模融合本体，对图纸和模型信息进行了有效的组织和存储，可以供技术人员进行各类信息的查询和审查工作。

本发明提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质，采用从建筑模型和设计图文件分别提取信息的，形成一个知识图谱，进而进行一致性审查的整体构思，能够准确提取出设计图中的标注信息，包括所有构件的属性信息，和建筑模型中的信息进行精确对比，在审查结果中，能够针对构件类型给出审查结果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中基于知识图谱的图模一致性审查方法的流程图；

图2为本发明一优选实施例中基于知识图谱的图模一致性审查方法的流程图；

图3为本发明一优选实施例中从图纸中提取的信息示意图；

图4为本发明一优选实施例中生成的结构化数据示意图；

图5为本发明一优选实施例中实例化过程示意图；

图6为本发明一优选实施例中构建的图纸本体示意图；

图7为本发明一优选实施例中对完整本体进行精简操作形成模型本体示意图；其中，（a）为完整本体，（b）为精简后的完整本体；

图8为本发明一优选实施例中建立的模型本体示意图；

图9为本发明一优选实施例中本体映射过程示意图；

图10为本发明一实施例中基于知识图谱的图模一致性审查系统的组成模块示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明一实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法的流程图。

如图1所示，该实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法，可以包括如下步骤：

S100，根据图纸结构化信息，搭建图纸本体；

S200，从BIM模型文件建立模型本体；

S300，将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱；

S400，从图模融合知识图谱中获取相关审查点，完成一致性审查。

在该实施例的S100中，搭建图纸本体，可以包括如下步骤：

S101，根据二维图纸，获取用于审查的数据，构建图纸结构化信息；

S102，根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体。

在该实施例的S101中，根据二维图纸，获取用于审查的信息，构建图纸结构化信息，可以包括如下步骤：

S1011，确定需要从二维图纸中获取的信息，包括：需要获取的构件和设备的类型以及属性；

S1012，采用正则表达式将获取的信息转化为结构化数据，形成图纸结构化信息。

在该实施例的S102中，根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，可以包括如下步骤：

S1021，确定本体框架，创建本体的层次结构；

S1022，根据本体的层次结构，创建本体实例，得到基于图纸信息的本体，搭建得到图纸本体。

在该实施例的S1021中，确定本体框架，创建本体的层次结构，可以包括如下步骤：

S1021a，根据构件和设备的类型创建父类；

S1021b，根据构件和设备的名称或类型标号，建立所有父类的子类，得到本体的层次结构。

在该实施例的S1022中，根据本体的层次结构，创建本体实例，可以包括如下步骤：

根据图纸结构化信息补全构件实体的属性信息，从而完成实例化过程，创建得到本体实例。

在该实施例的S200中，从BIM模型文件建立模型本体，可以包括如下步骤：

S201，将BIM模型导出为IFC格式的文件；

S202，将IFC格式的文件直接生成基于IFCOWL的完整本体；

S203，对生成的完整本体中所有的关系转化为基本的三元组，建立最终的模型本体。

在该实施例的S300中，将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱，包括：

基于S200中建立的图纸本体和S300中建立的模型本体，在合并的基础上建立同类型构件和设备的语义关联，完成本体映射，形成图模融合知识图谱。

图2为本发明一优选实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法的流程图。

如图2所示，该优选实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法，可以包括以下步骤：

步骤S1：提取二维图纸信息，形成图谱结构化信息（即图中结构化数据）。

步骤S2，基于图谱结构化信息，构建图纸本体。

步骤S3：建立模型本体。

步骤S4，根据构建的图纸本体和建立的模型本体，建立图模融合知识图谱。

步骤S5：从图模融合知识图谱中抽取相关审查点，实现高效查询和一致性审查。

作为一优选实施例，步骤S1，可以包括以下步骤：

首先确定需要从CAD图纸中需要抽取的信息，包括需要抽取的构件和设备的类型以及属性；

在此基础上，确定抽取规则和方法，从而可以形成结构化数据。

其中，抽取规则和方法是指采用正则表达式时的匹配模式，该匹配模式依据原始图纸文本信息和需要抽取的结构化信息两者共同确定。

信息提取一般有两大类，基于模板和基于机器学习的方法，正则表达式属于前者，前者的优点是正确率高，后者可以从大数据中较高效的提取信息。由于对建筑工程项目的审核，需要较高的准确度，同时图纸内的信息不算复杂，因此该优选实施例采用正则表达式(即基于模板的方法)能够达到更好的效果。

构件和设备的类型可以包括：梁构件、柱构件、门、窗、变压器、电容器组等；相应地，构建和设备的属性可以包括：（1）梁构件：类型标号、截面尺寸、跨数、配筋等属性信息；（2）柱构件：类型标号，截面尺寸、数量、配筋等属性信息；（3）门和窗：类型标号、数量等属性信息；（4）变压器、电容器电器设备：类型标号、电压等级、额定电压、额定容量等属性信息。

作为一优选实施例，步骤S2，可以包括如下步骤：

考虑步骤S1生成图纸信息的结构化信息，首先确定图纸本体的框架，具体地，先根据构件类型创建父类，父类包括柱、梁、门、窗、变压器、电容器组等；再根据图纸信息涉及到的构件名称或类型标号的数目，建立所有父类的子类；将所有类进行实例化，得到图纸本体。

作为一优选实施例，步骤S3，可以包括如下步骤：

首先将BIM模型导出为IFC格式的文件，由IFC文件直接生成基于IFCOWL的完整本体；

将完整本体中所有的复杂关系转化为基本的三元组，建立新的简化的模型本体。

在该优选实施例中，完整本体具有较大的文件体积，在直接生成的完整本体的基础上进行精简操作，可以有效地将原完整本体的体积减小。

作为一优选实施例，步骤S4，可以包括如下步骤：

基于步骤S2建立的图纸本体和步骤S3建立的模型本体，在合并的基础上建立同类别建筑构件、设备的语义关联，完成本体映射，从而完成融合知识图谱的构建。

作为一优选实施例，步骤S5中，基于以上步骤建立的图模融合知识图谱，利用知识图谱强大的查询能力，进行相关建筑构件、设备的属性知识的获取。

在一具体应用实例中，通过SPARQL查询语言，进行相关知识的获取。

下面结合一具体应用实例，对本发明上述实施例提供的技术方案进一步详细描述如下。

该具体应用实例以中春110kV变电站工程审查为例，进行基于知识图谱的图模一致性审查，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1：提取CAD图纸信息。首先确定需要从CAD图纸中需要抽取的信息，包括需要抽取的构件和设备的类型以及属性，从图纸中提取的信息如图3所示；在此基础上，确定抽取规则和方法，从而可以形成结构化数据。

构件和设备的类型以及属性包括：（1）梁构件：标号、截面尺寸、跨数、配筋等属性信息；（2）柱构件：标号，截面尺寸、数量、配筋等属性信息；（3）门和窗：类型标号、数量等属性信息；（4）变压器、电容器电器设备：电压等级、额定电压、额定容量等属性。

以梁构件为例，步骤S1生成的结构化数据如图4所示。

步骤S2，构建图纸本体。考虑步骤S1生成图纸信息的数据组织结构，首先确定图纸本体的框架。先根据构件类型创建父类，父类包括柱、梁、门、窗、变压器、电容器组等。再根据图纸信息涉及到的构件名称或类型标号的数目，建立所有父类的子类。根据图5所示的方式将所有类进行实例化，从而得到图纸的本体；具体地，在得到的图纸结构化信息的基础上，依据不同构件或设备实体的名称或类型标号，确定其分别对应的图纸本体的类，将构件或设备实体声明为对应的类的实例；根据图纸结构化信息补全构件实体的属性信息，从而完成实例化过程，创建得到本体实例。图纸本体如图6所示。

步骤S3：建立模型本体。首先将BIM模型导出为IFC格式的文件。首先由IFC文件直接生成基于IFCOWL的完整本体。完整本体具有交大的文件体积，对于本实例中的中春110Kv变电站工程，其完整IFCOWL本体的2.5GB的大小。在直接生成的完整本体的基础上进行精简操作，如图7（a）和（b）所示。将完整本体中所有的复杂关系转化为基本的三元组，可以将原本体的体积减小为16MB。生成的新模型本体如图8所示。

步骤S4，建立图模融合知识图谱。基于步骤S2建立的图纸本体和步骤S3建立的模型本体，在合并的基础上建立同类别建筑构件、设备的语义关联，完成本体映射，从而完成融合知识图谱的构建。以梁构件为例，在合并的本体中，具有DwgBeam和IfcBeam两种类分别表示图纸本体和模型本体中的梁，DwgBeam根据梁的名词标号不同又具有相应的子类。对于IfcBeam类的某一实例，如果其梁的标号名称为“KL1”，则将其声明为DwgBeam的子类中表示“KL1”的子类，此时对于这一实例，就完成了图纸和模型的语义关联。对于其他类别的构件，也采用相似的方法进行。如图9所示。本体映射过程采用的工具是Jena。Jena是一个基于Java的本体应用框架。通过编写相应的推理规则，可以实现自动化的本体映射，完成融合知识图谱的构建。

步骤S5：高效查询和一致性审查。基于以上步骤建立的图模融合知识图谱，利用知识图谱强大的查询能力，通过SPARQL查询语言，进行相关建筑构件、设备的属性知识的获取。根据查询到的同一构件在分别在图纸和模型中的属性值，进行判断和对比，从而判断图纸和模型是否一致，完成审查。

通过以上描述可知，本发明上述实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法，针对工程交付文件的图纸和模型审查过程中存在的问题，充分发挥计算机的优势，借助本体和知识图谱技术，为图模审查高效化、智能化提供技术支持，辅助审查人员完成审核工作，提高工作效率。

本发明另一实施例提供了一种基于知识图谱的图模一致性审查系统，如图10所示，该系统可以包括：图纸信息提取模块、图纸本体构建模块、模型本体构建模块、图模融合知识图谱构建模块以及审查模块。

其中：

下面对本实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查系统进一步详细描述如下。

图纸信息提取模块：图纸信息的提取是审查的基础。本模块从二维图纸中准确抽取并整理用于审查的信息。CAD二维图纸包含了图层、图元类型等元数据信息，这些信息可用于图纸信息的分类、规则化抽取。图纸的结构化信息包含了建筑构件的各类属性信息，如对于梁构件，包含梁的截面信息、跨数信息、配筋信息。

图纸本体构建模块：由图纸抽取的结构化数据，建立基于图纸信息的本体。本体描述的是特定领域中的概念和概念之间的关系。本体的搭建包括术语的定义、术语属性的定义和术语之间关系的定义。术语是领域中的重要概念，在本实施例的一具体应用实例中，图纸本体中的术语包含了建筑物、建筑物构件、系统设备等方面。术语属性描述的是术语自身具有的各方面的性质，如建筑物构件的几何信息、材料信息等。术语之间的基本关系可以理解为领域本体框架的基本结构，这些关系多种多样，包括术语之间部分与整体的关系、术语之间的继承关系、术语的实例与术语之间的关系、术语的属性关系等。

模型本体构建模块：BIM模型文件格式有多种，常见的有Autodesk Revit生成的rvt文件，IFC(Industry Foundation Classes)文件。目前，工业界使用范围最大的BIM交付文件为rvt文件，rvt文件可以导出为IFC文件。本专利基于IFC文件格式进行信息抽取和本体构建。由IFC文件生成模型本体，由于直接生成的模型本体包含大量的冗余信息，本体文件体积很大，在信息查询和检索方面效率较低，需要进行预处理。预处理过程主要是抽取与审查相关的建筑结构信息，形成简化模型的知识图谱，预处理步骤可以明显减小模型本体的大小，有效提高信息检索效率。

图模融合知识图谱构建模块：由于图纸和模型在表达信息上的差异性，由信息提取模块提取出的图纸本体和模型本体的知识库结构是有区别的，无法直接进行一致性的对比，因此需要进行本体的映射和知识图谱的融合。本体映射是建立不同本体之间的连接和关联的过程，它是知识共享和互操作的基础。同一术语或概念在不同本体中的命名可能是不一致的，通过特定的声明式语句，可以将不同本体中表达相同含义的类、实例等关联起来，实现本体的对准。

审查模块：知识图谱中的数据在逻辑上本身就是一种图结构，因此本实施例通过图查询技术来完成特定查询图的信息查找。融合知识图谱同时包含了图纸和三维模型的信息，通过信息检索得到的图纸和模型信息进行审核对比，得到一致性审查的结果。

在本发明部分实施例中：

模块一、图纸信息的抽取模块：用于提取CAD图纸中的构件信息。运用CAD二次开发技术抽取了图纸中包含的各类构件的名称、数量、几何特征等属性信息，并整理形成结构化数据。

CAD图纸除了基本的图元、文字信息以外，还包含了图层信息。本实施例中采用了CAD二次开发技术实现对图纸信息的抽取，通过ObjectARX应用程序接口，可以访问CAD图纸文件的各种图元信息和元数据信息，实现分层、分类的结构化数据抽取。信息抽取的具体内容包含门、窗等建筑构件以及梁、柱等结构构件的信息。在抽取构件标识信息时，采用了正则表达式将普通文本信息转化为结构化数据，将结构化数据整理后自动进行输出。

模块二、图纸本体构建模块：用以根据图纸结构化信息，搭建图纸本体。整理图模审查所需要的图纸信息，确定建立本体时涉及到的术语、相关属性，然后通过Python程序建立图纸本体。

在获取的结构化图纸信息的基础上，构建图纸本体。图纸本体通过运行程序完成构建过程。程序使用Python作为编程语言，以模块一导出的结构化数据作为程序输入，以图纸本体文件作为程序的输出。图纸本体的构建主要为以下两个个步骤。1)确定本体框架，创建本体的层次结构；2)创建本体实例。首先确定本体的框架，从图纸导出的建筑结构构件信息，以构件标号为基准进行分类，因此在图纸本体中，也以构件标号作为类创建的依据，同一标号的构件为同一类。在定义的类的基础上，直接依据提取的图纸信息进行实例化。

模块三、模型本体构建模块：用于从BIM模型文件建立模型本体。由BIM模型生成的完整模型本体，需要先进行精简处理，在完整模型本体的基础上抽取信息并生成新的本体，得到最终的模型本体。

首先将rvt格式的BIM模型直接导出为IFC格式，使用开源工具包IFCtoRDF可以直接将IFC转化为IFCOWL，即完整的模型本体。IFCOWL提供了一种用Web本体语言(OWL)表示IFC的模式和框架。完整的模型本体文件体积很大，一方面是本体包含了建筑的所有信息，这其中的很多信息对于审查目的并非全是有用的，直接在完整的模型本体上执行信息检索是较为低效的；另一方面，直接由IFC生成的本体的关系复杂度非常高，这是由于IFC设计理念是尽可能详尽的表达建筑信息，因此IFC对建筑各个构件之间的关系进行了详细的描述，也使得生成的本体十分复杂。本实施例提出了一种针对IFCOWL的三元组抽取方法，抽取的三元组主要有三种，分别是（实例，属性，值）、（实例，类别属性，值）、（实例，关系，实例）。如图7(a)所示，以梁构件为例提取属性值三元组，如果想获得某跨梁的跨度，在直接生成IFCOWL中，从该跨梁的实例节点出发，要根据关系路径依次访问IfcRelDefinesByProperties、IfcPropertySet、IfcPropertySingleValue节点，然后再访问与IfcPropertySingleValue直接相连的IfIdentifier和IfcPositiveLenthMeasure节点，才能获取到梁的跨度值。这样的访问方式无疑是耗时低效的，因此本专利在完整模型本体的基础上进行精简处理，遍历其中的嵌套三元组，直接建立构件对象和属性值之间的联系，如图7(b)所示，通过重构关系，可以使访问路径大大缩短，梁构件节点直接通过关系has_span获取跨度值。通过重构的步骤，新生成模型本体与原来完整本体相比，压缩率高达95%以上。除了体积缩小，新生成的本体也具有了可读性，同时由于其结构较为简单，为接下来模块四进行本体的对齐和映射奠定了基础。

模块四、图模融合知识图谱构建模块：用于将图纸本体和模型本体实现语义上的融合。通过使用本体映射和对齐技术，使得图纸信息和模型信息关联起来，形成图模融合知识图谱。

图纸模型和模型本体的融合涉及到本体映射技术。由模块二和模块三构建的本体在结构上是不同的，建筑结构中的同一构件在两个本体中的表达形式是不同的，无法进行直接审查对比，需要建立两个本体之间类和实例的映射关系，从而使得同一构件在两个本体中的不同表达能够实现语义上的关联。图模融合知识图谱的构建需要本体合并和本体映射两个步骤。首先，将两个本体合并成一个新的本体，新本体包括了图纸和模型的信息。在合并的本体上，需要建立映射关系。具体来说，需要建立图纸本体和模型本体中相同语义的类的对应关系，将模型本体中的实例声明为图纸模型中对应类的实例，从而图纸本体和模型本体中语义相同的不同实例成为同一个类的实例，完成语义关联。

模块五、基于知识图谱高效查询的审查模块：用于从图模融合知识图谱中高效的抽取相关审查点，完成一致性审查。信息查询采用了SPARQL语言，并使用Python程序语言自动化完成审查工作。

审查功能依赖于知识图谱的信息提取技术。本实施例的一具体应用实例中，采用SPARQL语言，进行知识的获取与管理，对获取的知识进行审批。SPARQL是Simple Protocoland RDF Query Language的缩写，是由W3C为RDF数据开发的一种查询语言和数据获取协议，是被知识图谱广泛支持的查询语言。通过SPARQL语言，可以快速的从图模融合知识图谱中抽取出图模信息，然后进行对比审核，从而完成图纸和模型的一致性审查。

本发明第三个实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器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可用于执行本发明上述实施例中任一项所述的方法。

本发明第四个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可用于执行本发明上述实施例中任一项所述的方法。

本发明上述实施例提供的基于知识图谱的图模一致性审查方法、系统、终端及介质，运用了二次开发和人工智能技术，实现了图纸信息和模型信息的自动化提取，实现了图纸和模型信息的融合和存储以及智能化的一致性审查；能够有效帮助审查人员加快审查速度，提高审查效率，有效节约人力成本；构建了一个图模融合本体，对图纸和模型信息进行了有效的组织和存储，可以供技术人员进行各类信息的查询和审查工作；采用从建筑模型和设计图文件分别提取信息的，形成一个知识图谱，进而进行一致性审查的整体构思，能够准确提取出设计图中的标注信息，包括所有构件的属性信息，和建筑模型中的信息进行精确对比，在审查结果中，能够针对构件类型给出审查结果。

需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用系统中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照系统的技术方案实现方法的步骤流程，即，系统中的实施例可理解为实现方法的优选例，在此不予赘述。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种基于知识图谱的图模一致性审查方法，其特征在于，包括：

根据图纸结构化信息，搭建图纸本体；

从BIM模型文件建立模型本体；

从图模融合知识图谱中获取相关审查点，完成一致性审查；

所述搭建图纸本体，包括：

根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，搭建得到图纸本体；

所述根据二维图纸，获取用于审查的信息，构建图纸结构化信息，包括：

采用正则表达式将获取的信息转化为结构化数据，形成图纸结构化信息；

所述根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，包括：

确定本体框架，创建本体的层次结构；

2.根据权利要求1所述的基于知识图谱的图模一致性审查方法，其特征在于，所述确定本体框架，创建本体的层次结构，包括：

根据构件和设备的类型创建父类；

3.根据权利要求2所述的基于知识图谱的图模一致性审查方法，其特征在于，所述根据本体的层次结构，创建本体实例，包括：

4.根据权利要求1所述的基于知识图谱的图模一致性审查方法，其特征在于，所述从BIM模型文件建立模型本体，包括：

将BIM模型导出为IFC格式的文件；

将IFC格式的文件直接生成基于IFCOWL的完整本体；

5.根据权利要求1所述的基于知识图谱的图模一致性审查方法，其特征在于，所述将图纸本体和模型本体进行语义上的融合，形成图模融合知识图谱，包括：

6.一种基于知识图谱的图模一致性审查系统，其特征在于，包括：

图纸本体构建模块，该模块用于根据图纸结构化信息，搭建图纸本体；其中，所述搭建图纸本体，包括：根据二维图纸，获取用于审查的数据，构建图纸结构化信息；根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，搭建得到图纸本体；所述根据二维图纸，获取用于审查的信息，构建图纸结构化信息，包括：确定需要从二维图纸中获取的信息，包括：需要获取的构件和设备的类型以及属性；采用正则表达式将获取的信息转化为结构化数据，形成图纸结构化信息；所述根据图纸的结构化信息，建立基于图纸信息的本体，包括：确定本体框架，创建本体的层次结构；根据本体的层次结构，创建本体实例，得到基于图纸信息的本体；

7.一种计算机终端，包括存储器、处理器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可用于执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，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可用于执行权利要求1-5中任一项所述的方法。