CN116226037A - 基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法及系统，涉及工程建设数据提取技术领域，包括获取IFC数据文件并转换为XML文件；在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值；根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，动态生成明细表。本公开能使数据信息得到共享，便于衔接数据和多种应用系统；增加信息的可追溯性，实现了信息在软件之间无缝对接。
Description
技术领域
本公开涉及工程建设数据提取技术领域，具体涉及基于Web（World Wide Web，全球广域网）的IFC（Industry Foundation Class，工业基础类）格式数据明细动态提取方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
近年来，随着工程建设对信息化的要求日益凸显，通过信息化的手段实现项目的精细化管控将是建设方较为关注的目标。用明细表展示项目及相关特性是一种基本且常用的方式，最常用计算材料数量和需求，以量化和分析用于项目中的材料，传统的算量工作一般是依照图纸逐条手算，工作量大，且易出错，容易造成返工，影响工作效率。
随着BIM（ Building Information Modeling，建筑信息模型）技术的日益成熟，虽然可以通过涉及文件提取构件属性自动提取明细表，但是目前BIM相关软件均基于C/S架构，但是这样的架构带来的问题是：对计算机硬件有较高的要求，用户需要安装及操作不简便，数据信息共享难以实现，无法将数据和多种应用系统进行衔接。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了基于Web（World Wide Web，全球广域网）的IFC（Industry Foundation Class，工业基础类）格式数据明细动态提取方法及系统，分析IFC属性数据的类型及语义，由IFC数据根据实现应用场景动态提取明细表，将工程项目对明细表的需求做成一种数据服务，并应用于多软件系统中供各参与方使用。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，包括：
获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，用户动态生成明细表。
进一步的，对每个构件建立对应关系的方法为：每个构件通过对应子标签里的xlink:href属性链接对应。
进一步的，读取缓存的属性文件对应的值的过程为：根据子标签IfcPropertySet（IfcPropertySet，构件的属性信息集合）的id将缓存的properties（每个构件所有属性信息）对应的值进行读取。
进一步的，所述每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性为id（构件的主键）、name（构件的名称）、type（类型）、placement（空间）、tag（标记信息）。
进一步的，所述XML文件分为head、units、properties、materials、types、decomposition几部分。
XML 指可扩展标记语言，被设计用来传输和存储数据，不用于表现和展示数据。
Head表示 xml的头部标签元素。
units表示单个构件。
materials表示构件材质信息。
types表示构件类型。
decomposition表示构件的父子关系。
进一步的，对XML文件各个节点进行遍历的过程为：
根据对应关系，先遍历properties部分，将每个节点以id为主键，通过key-value（键值）形式将读取到的数据存入缓存，之后再从decomposition层开始遍历，将读取到的每个节点数据存储到sqltie数据库，遍历节点同时也根据子标签IfcPropertySet的id将缓存的properties对应的值读取出来，一并存入关系型数据库。
进一步的，实体属性汇总的过程为：
依据IFC语义映射关系，将构件进行初步分组，依据每组数据的构件的guid属性查询出该组构件下所有的属性信息，查询出属性数据后将属性名称作为key值，以属性数据作为value值，以IdentityHashMap（一致性哈希表）数据结构的形式暂存到缓存中，得到所有构件后，将该构件出现的所有属性进行全量统计。
进一步的，动态生成明细表的过程为：用户在用户端，基于HTML表单通过选择专业类型、构件类型来获得所要动态生成的明细表中属性列表，通过选择列表中的属性及设定所要统计的主键，通过请求接口获得明细表。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
基于Web的IFC格式数据明细动态提取系统，包括：
数据文件转换模块，用于获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
数据文件解析模块，用于对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
数据存储模块，用于对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
动态接口生成模块，用于将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，用户动态生成明细表。
进一步的，用户端通过请求接口获得明细表，所述接口包括三个查询接口，所述三个查询接口分别为：（1）根据专业类型对BIM查询所有的构件类型；（2）根据构件类型查询构件所有属性列表；（3）根据所选构件属性及统计主键获取明细列表。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开引入BIM技术使得明细表的提取从准确性上、时效性上都有了较大的提升。BIM对建筑工程进行了数字化的转化，是一个富含工程信息的数据库，可以真实的提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速的对各种构件进行统计分析，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。
本公开的方案结合Web技术基于IFC格式数据动态提取，对计算机硬件要求不高，用户无需安装，操作简便，数据信息得到共享，便于衔接数据和多种应用系统。
本公开的方案极大提高了工程量计算效率，在设计变更应对时，数据积累和共享，管理流程优化等方面均提供了极大的便利，从而为更好的服务于工程全过程成本控制，推动行业信息化管理水平。
本公开的方案可以记录工程项目完整信息，容纳几何、属性、功能等信息，也可以实现不同专业的数据保留，增加信息的可追溯性，也是各种系统与软件之间进行信息传递的桥梁，实现了信息在软件之间无缝对接。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例提取IFC数据明细的方法示意流程图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
本公开的一种实施例中提供了一种基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，如图1所示，包括：
步骤1：获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
步骤2：对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
步骤3：对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
步骤4：将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，用户动态生成明细表。
基于国际通用的BIM数据标准-IFC标准，经过IFC converter插件转换成相应的文件并对其进行解析，存储到后端，根据相应场景来做相关实际应用。
IFC的核心技术在于信息描述与信息互通，其建筑信息描述分为四个层次，从下往上分别为资源层、核心层、共享层、领域层。每个层次又包含若干模块，相关工程信息集中在一个模块里描述。资源层里多是基础信息定义，例如材料、几何、拓扑等；核心层定义信息模型的整体框架，例如工程对象之间的关系、工程对象的位置和几何形状等；共享层定义跨专业交换的信息，例如墙、梁、柱、门、窗等；领域层定义各自领域的信息，例如暖通领域的锅炉、风扇、节气阀等；
作为一种实施例，基于以上结构，获取IFC数据文件，明细表的提取可以基于 IFC文件数据。IFC标准采用EXPRESS语言定义了一个数据模型，为了便于程序自动化处理和解析，可通过IFCConvert插件转换成相应的XML文件，然后进行XML文件的解析，对数据进行提取；IFCConvertIfcConvert是开源库IfcOpenShell中的一个工具，可用于对IFC文件内几何图形信息的提取。
作为一种实施例，对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；在每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性，在xml文件中也可找到一一对应的数据信息。每个构件通过对应子标签里的xlink:href属性链接对应，根据此对应关系，对xml文件各节点进行遍历，同时也根据子标签IfcPropertySet的id将缓存的properties对应的值读取出来，一并存入数据库。
具体的，在每个IFC文件范围内每个构件实体都拥有id、name、type、placement、tag等属性，在XML文件中也可找到一一对应的数据信息。XML文件主要分为head、units、properties、materials、types、decomposition等几大部分。decomposition记录了每个构件的父子关系，materials描述了构件材质信息，properties表示每个构件所有属性信息；每个构件通过对应子标签里的xlink:href属性链接对应，如构件子标签内的所有IfcPropertySet节点描述了该构件的所有属性信息；IfcMaterial节点描述了该构件所有材质信息。
其中，[id、name、type、placement、tag]为构件的属性信息，表示构件的主键、名称、类型、空间、标记信息。
XML 指可扩展标记语言， 被设计用来传输和存储数据，不用于表现和展示数据。
[head]: xml的头部标签元素。
[units]: 表示单个构件。
[materials]：构件材质信息。
[types]: 构件类型。
[decomposition]：构件的父子关系。
[xlink:href]： xml文件中元素的属性，构件和属性的对应关系，用来查找构件的属性信息。
[IfcPropertySet]：xml文件中的元素,表示构件的属性信息。
[Ifcmaterials]：构件材质信息。
进一步的，对XML文件各个节点进行遍历的过程为：
根据此对应关系，先遍历properties部分，将每个节点以id为主键，通过key-value形式将读取到的据存入缓存。之后再从decomposition层开始遍历，将读取到的每个节点数据存储到sqltie数据库，遍历节点同时也根据子标签IfcPropertySet的id将缓存的properties对应的值读取出来，一并存入关系型数据库，得到基础数据。
接下来，基于以上提取出的基础数据源，获取IFC属性语义映射，根据IFC标签与构件的映射关系进行专业分类，并对各实体对象的属性集根据名称形成列表。本发明以建筑、结构、机械、电气、管道等专业结构为基础，根据IFC标签与构件的映射关系表进行专业分类，并对各实体对象的属性集根据名称形成列表。例如：为用户提供结构专业下可选的墙、梁、板、柱等类别，用户选择某一类别后，匹配到IFC中对应的标签，例如：用户选择“结构”下的“墙”类别，将会匹配IFC中IfcWall构件，同时筛选该构件属性是否包含相关的结构属性，如果包含，则认为该构件是归属于结构专业下的“墙”。
表1常见构件与IFC标签映射关系
进一步的，通过以上方式得到基础数据后，根据明细表统计规则计算出每种规则需要统计的数据，如墙类明细表统计，过滤筛选出ifcwall标签的构件数据，结构材质、长度、高度、厚度、面积、体积和结构用途等。
作为一种实施例，实体属性汇总的过程为：
依据IFC语义映射关系，将构件进行初步分组，依据每组数据的构件的guid属性查询出该组构件下所有的属性信息，查询出属性数据后将属性名称作为key值，以属性数据作为value值，以IdentityHashMap数据结构的形式暂存到缓存中，得到所有构件后，将该构件出现的所有属性进行全量统计。
具体的，依据IFC语义映射关系，将构件进行初步分组，如结构墙组、管道组、梁组等，依据每组数据的构件的guid属性查询出该组构件下所有的属性信息，查询出的属性数据后可将属性名称作为key值，以属性数据作为value值，以IdentityHashMap数据结构的形式暂存到缓存中，该方法类提供了一种可重复key值的map实现方式，更利于我们进行相同key值的数据统计，同时以缓存的方式存储。得到所有的构件后，将该构件出现的所有属性全量统计，其中如果该属性为IfcInterger或IfcDouble等数据类型，则将该属性数据进行累加计算，最后统计出所有属性及其值。
基于上述基础数据与数值计算方式，应用程序将以接口服务的形式提供给web端使用，应用服务将采用经典的三层架构模式：控制层、服务层和持久层，控制层负责根据web端提交的参数进行过滤、封装；服务层负责业务逻辑处理，如属性汇总、数值计算等操作；持久层是完成和数据库交换内容的结构，对数据库数据进行操作，如查询构件数据及构件属性数据。基于三层架构可实现层次清晰，分工明确，耦合度低的服务架构。
根据明细表的常规需求提供三个查询接口：（1）根据专业类型对BIM查询所有的构件类型；（2）根据构件类型查询构件所有属性列表；（3）根据所选构件属性及统计主键获取明细列表。三个接口均采用GET方法来实现。
通过后端数据读取及整理，前端可进行相应的数据展示，以供用户使用。用户可根据不同维度：专业、构建类型、属性进行三级联动筛选，动态提取明细表。所筛选数据关键词来源于当前所查看模型，不同模型可筛选不同关键词。用户选择完筛选条件后进行查询，调用数据接口，返回相应数据，前端渲染完后，用户可在线查看相应数据，并可一键导出明细表。其它应用可根据使用场景对数据进行筛选展示。
具体的，用户在用户端，基于HTML表单通过选择专业类型、构件类型来获得所要动态生成的明细表中属性列表，通过选择列表中的属性及设定所要统计的主键，通过请求接口获得明细表。
用户可以根据自己的需要选择要统计的字段并确认后就可以看到明细表罗列了项目中所有指定的构件情况。
进一步的，用户可以根据需要调整明细表中显示的字段格式、外观样式、排序/成组方式和自定义过滤器筛选等来调整明细表的格式，最终呈现出所需要的版式。用户可选择导出明细表或者选择直接打印该明细表。
实施例2
本公开的一种实施例中提供了一种基于Web的IFC格式数据明细动态提取系统，包括：
数据文件转换模块，用于获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
数据文件解析模块，用于对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
数据存储模块，用于对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
动态接口生成模块，用于将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，用户动态生成明细表。
基于以上模块，作为一种实施例，完成IFC数据动态提取的方法为：
获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，用户动态生成明细表。
用户在用户端通过请求接口获得明细表，所述接口包括三个查询接口，所述三个查询接口分别为：（1）根据专业类型对BIM查询所有的构件类型；（2）根据构件类型查询构件所有属性列表；（3）根据所选构件属性及统计主键获取明细列表。
实施例2中所述的系统具体执行实施例1中所述方法的所有步骤。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (10)
1.基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，包括：
获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，实现动态生成明细表。
2.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，对每个构件建立对应关系的方法为：每个构件通过对应子标签里的xlink:href属性链接对应。
3.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，读取缓存的属性文件对应的值的过程为：根据子标签构件的属性信息集合的构件的主键将缓存的每个构件所有属性信息对应的值进行读取。
4.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，所述每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性为构件的主键、构件的名称、类型、空间、标记信息。
5.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，所述XML文件分为头部标签、单个构件、每个构件所有属性信息、构件材质信息、构件类型、构件的父子关系几部分。
6.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，对XML文件各个节点进行遍历的过程为：
根据对应关系，先遍历每个构件所有属性信息部分，将每个节点以构件为主键，通过键值形式将读取到的数据存入缓存，之后再从构件的父子关系层开始遍历，将读取到的每个节点数据存储到sqltie数据库，遍历节点同时也根据子标签构件的属性信息集合的构件的主键将缓存的每个构件所有属性信息对应的值读取出来，一并存入关系型数据库。
7.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，实体属性汇总的过程为：
依据IFC语义映射关系，将构件进行初步分组，依据每组数据的构件的guid属性查询出该组构件下所有的属性信息，查询出属性数据后将属性名称作为key值，以属性数据作为value值，以一致性哈希表数据结构的形式暂存到缓存中，得到所有构件后，将该构件出现的所有属性进行全量统计。
8.如权利要求1所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取方法，其特征在于，动态生成明细表的过程为：用户在用户端，基于HTML表单通过选择专业类型、构件类型来获得所要动态生成的明细表中属性列表，通过选择列表中的属性及设定所要统计的主键，通过请求接口获得明细表。
9.基于Web的IFC格式数据明细动态提取系统，其特征在于，包括：
数据文件转换模块，用于获取IFC数据文件，并将IFC数据文件转换为XML文件；
数据文件解析模块，用于对XML文件进行解析，在XML文件中寻找每个IFC文件范围内每个构件实体拥有的属性所对应的数据信息；
数据存储模块，用于对每个构件建立对应关系，并根据对应关系对XML文件各个节点进行遍历，读取缓存的属性文件对应的值，进行存储；
动态接口生成模块，用于将存储的数据根据IFC标签与每个构件的映射关系进行分类，构件类型列表；再依据IFC语义映射关系，进行实体属性汇总计算，连接Web端口，用户动态生成明细表。
10.如权利要求9所述的基于Web的IFC格式数据明细动态提取系统，其特征在于，用户端通过请求接口获得明细表，所述接口包括三个查询接口，所述三个查询接口分别为：根据专业类型对BIM查询所有的构件类型；根据构件类型查询构件所有属性列表；根据所选构件属性及统计主键获取明细列表。
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