CN118097065B - 一种智能化建筑工程三维建模系统及方法 - Google Patents
一种智能化建筑工程三维建模系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种智能化建筑工程三维建模系统及方法，包括建模数据优化单元，建筑指标调整优化单元，建筑指标适配单元，建模综合管理单元，建模方式处理单元。本发明通过建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值实现建筑指标变更的自动调整及数据的核对、聚类更新和相关数据的自适应适配，解决了传统建筑工程数据建模人工配置数据时效性低的问题；针对调整建筑指标按照特定条件基准完成数据建模，解决了传统建筑工程数据建模针对每个建筑指标人工建立光照参数、建立光照参数指标关系、建立建模任务的效率低的问题；针对原始结果解析提供参数化多边形网格，提高了建模准确性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑建模领域，尤其涉及一种智能化建筑工程三维建模系统及方法。
背景技术
建筑三维可视化技术是通过对建筑、配套机电设施、各类管线、弱电设备等进行建筑信息模型(简称BIM)建模之后,在特定的三维可视化平台中进行展示,分析,处理等,在BIM建模方面的产品,产品提供BIM的模型构建,设计,展示等主要功能,技术特点偏重在BIM模型的设计方面。一般最底层的技术框架是基于OpenGL或DirectX,实现对三维图形的渲染与技术优化。偏智慧城市方向上的产品，一般是基于Cesium、ThreeJS或ThingJS-X这样的框架,偏底层一点的技术是基于WebGL的三维图形渲染技术。
现有建筑工程数据建模方法的基础数据来源途径单一，针对每个建筑指标、光照参数等信息，均需进行人工配置。存在环节多、投入大，时效性低，可靠性低等问题。无法快速满足数字化转型下的新一代建筑工程建模需求。为此，提出一种智能化建筑工程三维建模系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供了一种智能化建筑工程三维建模系统及方法，本系统利用建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值调整建筑工程变化或建筑指标生命周期变化，自动核对、聚类、建立光照参数，利用特定基准实现建模参数、建模流程关联，根据调度策略完成三维数据的全自动建模。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括：
建模数据优化单元，用于利用云交互端提供面向建筑工程的建模流程及参数设置的优化；
建筑指标调整优化单元，用于利用建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值实现建筑指标数据变更的调整优化；
建筑指标适配单元，用于对负责建筑指标、光照参数、建模参数以及各类三维模型参数进行优化；并具备对调整建筑指标核对、聚类、评估以及光照参数自适应适配能力；
建模综合管理单元，用于根据光照参数、建模参数、建模流程，实现调整建筑指标的建筑工程三维数据建模；
建模方式处理单元，用于采用多边形网格方法的空间建模手段对建筑工程三维数据进行处理。
更进一步地，在所述建模数据优化单元中，建模流程进行时会将不同时间节点的建筑工程需求等信息自动发送到云交互端，云交互端收到指令后，将不同节点的建模流程进行优化，云交互端是微服务架构中最核心的基础服务之一，一般利用边缘计算网关进行链接，达到建模流程自动调整、快速就绪的目的。
更进一步地，在建筑指标调整优化单元中，建筑工程历史各项指标范围包括力学指标范围、建筑材料指标范围、建筑形变指标范围、设计要求美学指标。
更进一步地，在建筑指标调整优化单元中，不同环境下指标的变化阈值包括自然因素指标变化阈值、人为因素指标变化阈值。
更进一步地，在所述建模方式处理单元中，针对每种建筑指标类型的不同建模场景定义了不同的处理要求，每种处理定义了参数的渲染效果，参数的几何误差通过超图神经网络模型进行溯源，并进行保存；当每次数据建模完成后进入建模方式处理单元，单元根据数据的所属建筑指标类型和建模场景来筛选处理参数，筛选成功后会从数据库中获取参数内容进行运行，完成数据的处理。
本发明还提供了一种智能化建筑工程三维建模方法，利用上述的多维调整数据建模系统实现对建筑工程三维数据的建模，包括以下步骤：
步骤A1：利用知识图谱识别建筑工程设计要求或非人为因素的建筑指标变化，实现建筑指标数据的核对、聚类及更新，并将最新的建筑指标结果数据发送至基础数据处理单元；
步骤A2：变更建筑指标列表，利用光照参数建立基准同步完成光照参数的建立或更新，并将最新的光照参数信息发送至建模综合管理单元；
步骤A3：对光照参数信息进行提取，依据建模任务运行基准建立光照参数、建模参数、建模流程与建模任务的关系；
步骤A4：接收到建模任务运行指令时，按照光照参数信息进行建筑指标连接并进行数据建模，同时将建模到的原始数据发送到建模方式处理单元；依据光照参数信息完成原始数据的加工处理，并按照设定的数据三维模型参数完成数据的保存。
更进一步地，在所述步骤A1中，知识图谱为：建筑工程链接关系变更调整基准、材质参数渲染效果同步基准、建筑指标核对聚类基准；其中，通过建筑工程链接关系变更调整基准定义针对各类建筑工程链接关系受力位置的方向、大小、种类、位置分布、消融性，用于发现建筑工程的变化，识别变更的建筑指标；通过材质参数渲染效果同步基准定义不同建模风险数据同步渲染效果的风险来源、风险的可控性、风险种类、位置分布，用于发现建模风险的建筑指标数据变化；通过建筑指标核对聚类基准定义相同建筑指标的判定以及聚类原则，用于判定建筑指标是否已经纳管，是否需要更新已优化的建筑指标列表数据。
更进一步地，在所述步骤A2中，光照参数是建筑指标与建模高度的组合；通过光照参数自适应适配基准定义不同建筑指标类型不同建模场景的建模高度关系，用于发现建筑指标的光照参数建立。
更进一步地，在所述步骤A2中，当发现建筑指标时按照建筑指标所属的建筑指标类型筛选采源建立基准完成该建筑指标不同建模场景不同建模高度的光照参数的建立。
更进一步地，在所述步骤A4中，数据三维模型参数包括参数脱敏、参数影响因子、参数动态调整；其中参数脱敏用于实现不同建模环境建筑指标数据变形与修改；参数影响因子用于实现对同一参数不同建模环境下的影响因素进行矩阵计算；参数动态调整用于实现根据建筑不同的设计要求进行参数范围合理性调整。
本发明相比现有技术具有以下优点：该面向建筑工程的多维调整数据建模系统，通过建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值实现建筑指标变更的自动调整及数据的核对、聚类更新和相关数据的自适应适配，解决了传统建筑工程数据建模人工配置数据效率低的问题；针对调整建筑指标按照特定条件基准自动纳入建模策略完成数据建模，解决了传统建筑工程数据建模针对每个建筑指标人工建立光照参数、建立光照参数指标关系、建立建模任务的效率低的问题；针对原始结果解析提供参数化多边形网格，建模准确性更高，可在建筑领域广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统单元组成图；
图2是本发明的方法流程图。
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，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供一种技术方案：一种智能化建筑工程三维建模系统，包括：
建模数据优化单元：利用云交互端提供面向建筑工程的建模流程及参数设置的优化；
建筑指标调整优化单元：利用建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值实现建筑指标数据变更的快速调整优化；
具体的，建筑工程历史各项指标范围包括：力学指标范围、建筑材料指标范围、建筑形变指标范围、设计要求美学指标等；不同环境下指标的变化阈值包括：自然因素指标变化阈值、人为因素指标变化阈值等；
建筑指标适配单元：负责建筑指标、光照参数、建模参数以及各类三维模型参数等优化；具备对调整建筑指标核对、聚类、评估以及光照参数自适应适配能力(建筑指标、光照参数、建模参数、各类三维模型参数均具备系统优化页面，优化人员可通过超图神经网络模型进行优化；其中，建筑指标类型通过数据字典方式进行单独优化；光照参数定义了建筑指标基本信息和数据建模高度(如：力学指标范围)信息。建模参数定义了每种建筑指标类型可建模的建筑指标属性；针对建筑工程链接关系自动发现或不同环境下指标的变化阈值同步的建筑指标，系统单元间通过后台数据优化渲染效果自动实现建筑指标的核对聚类入库、光照参数的建立或更新、光照参数与建模参数的关系建立)；
建模综合管理单元：根据光照参数、建模参数、建模流程，自动实现调整建筑指标的建筑工程三维数据建模；
建模方式处理单元：空间建模手段多边形网格方法对建筑工程三维数据进行处理，可做到即配即时生效的效果，以快速满足各类业务需求。
在本实施例中，首先需要完成建筑工程链接关系变更调整基准、材质参数渲染效果同步基准、建筑指标核对聚类基准、光照参数自适应适配基准、任务自适应适配基准、建模任务运行基准等的基础数据配置；然后利用基准驱动实现全自动建模能力。
需要说明的是，建筑工程链接关系变更调整基准、材质参数渲染效果同步基准、建筑指标核对聚类基准、光照参数自适应适配基准、任务自适应适配基准、建模任务运行基准等的基础数据配置均通过系统优化页面进行人工配置，各基准的相关说明如下：
建筑工程链接关系变更调整基准：定义针对各类建筑工程链接关系受力位置的方向、大小、种类、位置分布、消融性等。用于发现建筑工程的变化，识别变更的建筑指标；
材质参数渲染效果同步基准：定义不同建模风险数据同步渲染效果的风险来源、风险的可控性、风险种类(主动、被动)、位置分布等；用于发现建模风险的建筑指标数据变化；
建筑指标核对聚类基准：定义相同建筑指标的判定以及聚类原则；用于判定建筑指标是否已经纳管，是否需要更新已优化的建筑指标列表数据；
光照参数自适应适配基准：定义不同建筑指标类型不同建模场景的建模高度关系；用于自动发现建筑指标的光照参数建立；
任务自适应适配基准：定义建筑指标类型、建模流程、建模参数的关系；用于实现自动发现建筑指标的建模任务的自适应适配；
利用基准驱动实现全自动建模能力的原理如下：
利用建筑工程链接关系变更调整基准、材质参数渲染效果同步基准、建筑指标核对聚类基准、光照参数自适应适配基准可完成光照参数的建立，即定义了数据获取的源头；
系统内同时还具备建模参数关联基准、任务自适应适配基准和建模任务运行基准；
建模参数关联基准定义了每种建筑指标类型不同建模场景可建模的指标/属性的关系；当光照参数建立完成后会根据所属建筑指标类型自动关联不同建模场景需要建模的指标，即定义了数据源头可以获取的内容；
任务自适应适配基准定义了每种建筑指标类型不同建模场景的建模类型、建模周期和建模流程；当光照参数完成建模参数关联后会根据所属建筑指标类型自动筛选任务建立基准，自动完成不同建模场景的建模任务的建立或现有建模任务的光照参数自动纳管，即定义了数据获取的方式和周期；如果是单次任务，关联完成后会立即进行数据建模；如果是周期任务，会按照设定的周期，定时触发数据建模。
本系统的具体实施过程如下：
建筑指标调整优化单元，利用建筑工程链接关系变更调整基准、材质参数渲染效果同步基准、建筑指标核对聚类基准识别建筑工程设计要求或非人为因素的建筑指标变化，实现建筑指标数据的自动核对、聚类及更新，并将最新的建筑指标结果数据发送基础数据处理单元；
其中：建筑工程链接关系变更调整基准：定义针对各类建筑工程链接关系受力位置的方向、大小、种类、位置分布、消融性等；用于发现建筑工程的变化，识别变更的建筑指标；
材质参数渲染效果同步基准：定义不同建模风险数据同步渲染效果的风险来源、风险的可控性、风险种类(主动、被动)、位置分布等；用于发现建模风险的建筑指标数据变化。
建筑指标核对聚类基准：定义相同建筑指标的判定以及聚类原则；用于判定建筑指标是否已经纳管，是否需要更新已优化的建筑指标列表数据。
基础数据处理单元，变更建筑指标列表，利用光照参数建立基准同步完成光照参数的建立或更新，并将最新的光照参数信息发送至建模综合管理单元；
光照参数的定义是建筑指标与建模高度的组合；
光照参数自适应适配基准：定义不同建筑指标类型不同建模场景的建模高度关系；
当发现建筑指标时会按照建筑指标所属的建筑指标类型自动筛选光照参数建立基准完成该建筑指标不同建模场景不同建模高度的光照参数的建立。
建模综合管理单元，对光照参数信息进行提取，依据建模任务运行基准自动建立光照参数、建模参数、建模流程与建模任务的关系；当关系不存在时，也可以通过建模任务自适应适配基准，自动新建建模任务，并完成关联信息的建立；当达到运行周期时，建模综合管理单元或自适应适配建模任务实例，并下发到建模数据优化单元；
建模数据优化单元，接收到建模任务运行指令时，会按照光照参数信息进行建筑指标连接并进行数据建模，同时会将建模到的原始数据发送到建模方式处理单元；
建模方式处理单元，依据光照参数信息加载数据空间建模手段，完成原始数据的加工处理，并按照设定的数据三维模型参数完成数据的保存。
建模方式处理单元针对每种建筑指标类型的不同建模场景定义了不同的处理要求，每种处理定义了参数的渲染效果，参数的几何误差通过超图神经网络模型进行溯源，并进行保存。当每次数据建模完成后会进入建模方式处理单元，该单元会根据数据的所属建筑指标类型和建模场景来筛选处理参数，筛选成功后会从数据库中获取参数内容进行运行，完成数据的处理。
数据三维模型参数一般包括：参数脱敏、参数影响因子、参数动态调整。其中参数脱敏实现不同建模环境建筑指标数据变形与修改；参数影响因子实现对同一参数不同建模环境下的影响因素进行矩阵计算；参数动态调整用于实现根据建筑不同的设计要求进行参数范围合理性调整。
本发明应用了建筑工程链接关系受力位置包括：力学指标范围、建筑材料指标范围、建筑形变指标范围、设计要求美学指标等。
如图2所示，一种智能化建筑工程三维建模方法，包括：
步骤A1：利用知识图谱识别建筑工程设计要求或非人为因素的建筑指标变化，实现建筑指标数据的核对、聚类及更新，并将最新的建筑指标结果数据发送至基础数据处理单元；
步骤A2：变更建筑指标列表，利用光照参数建立基准同步完成光照参数的建立或更新，并将最新的光照参数信息发送至建模综合管理单元；
步骤A3：对光照参数信息进行提取，依据建模任务运行基准建立光照参数、建模参数、建模流程与建模任务的关系；
步骤A4：接收到建模任务运行指令时，按照光照参数信息进行建筑指标连接并进行数据建模，同时将建模到的原始数据发送到建模方式处理单元；依据光照参数信息加载数据空间建模手段，完成原始数据的加工处理，并按照设定的数据三维模型参数完成数据的保存。
综上所述，上述实施例的面向建筑工程的多维调整数据建模系统，通过建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值实现建筑指标变更的自动调整及数据的核对、聚类更新和相关数据的自适应适配，解决了传统建筑工程数据建模人工配置数据时效性低的问题；针对调整建筑指标按照特定条件基准自动纳入建模策略完成数据建模，解决了传统建筑工程数据建模针对每个建筑指标人工建立光照参数、建立光照参数指标关系、建立建模任务的效率低的问题。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种智能化建筑工程三维建模系统，其特征在于，包括：
建模数据优化单元，用于利用云交互端提供面向建筑工程的建模流程及参数设置的优化；
建筑指标调整优化单元，用于利用建筑工程历史各项指标范围和不同环境下指标的变化阈值实现建筑指标数据变更的调整优化；
建筑指标适配单元，用于对负责建筑指标、光照参数、建模参数以及各类三维模型参数进行优化；并具备对调整建筑指标核对、聚类、评估以及光照参数自适应适配能力；
建模综合管理单元，用于根据光照参数、建模参数、建模流程，实现调整建筑指标的建筑工程三维数据建模；
建模方式处理单元，用于采用多边形网格方法的空间建模手段对建筑工程三维数据进行处理。
2.如权利要求1所述的一种智能化建筑工程三维建模系统，其特征在于：在所述建模数据优化单元中，建模流程进行时将不同时间节点的建筑工程需求信息发送到云交互端，云交互端收到指令后，将不同节点的建模流程进行优化；云交互端利用边缘计算网关进行链接。
3.如权利要求2所述的一种智能化建筑工程三维建模系统，其特征在于：在建筑指标调整优化单元中，建筑工程历史各项指标范围包括力学指标范围、建筑材料指标范围、建筑形变指标范围、设计要求美学指标；不同环境下指标的变化阈值包括自然因素指标变化阈值、人为因素指标变化阈值。
4.如权利要求3所述的一种智能化建筑工程三维建模系统，其特征在于：在所述建模方式处理单元中，针对每种建筑指标类型的不同建模场景定义了不同的处理要求，每种处理定义了参数的渲染效果，参数的几何误差通过超图神经网络模型进行溯源，并进行保存；当每次数据建模完成后进入建模方式处理单元，建模方式处理单元根据数据的所属建筑指标类型和建模场景来筛选处理参数。
5.一种智能化建筑工程三维建模方法，其特征在于，该方法包括：
步骤A1：利用知识图谱识别建筑工程设计要求或非人为因素的建筑指标变化，实现建筑指标数据的核对、聚类及更新，并将最新的建筑指标结果数据发送至基础数据处理单元；
步骤A2：变更建筑指标列表，利用光照参数建立基准同步完成光照参数的建立或更新，并将最新的光照参数信息发送至建模综合管理单元；
步骤A3：对光照参数信息进行提取，依据建模任务运行基准建立光照参数、建模参数、建模流程与建模任务的关系；
步骤A4：接收到建模任务运行指令时，按照光照参数信息进行建筑指标连接并进行数据建模，同时将建模到的原始数据发送到建模方式处理单元；依据光照参数信息加载数据空间建模手段，完成原始数据的加工处理，并按照设定的数据三维模型参数完成数据的保存。
6.根据权利要求5所述的一种智能化建筑工程三维建模方法，其特征在于：在所述步骤A1中，知识图谱为：建筑工程链接关系变更调整基准、材质参数渲染效果同步基准、建筑指标核对聚类基准；其中，通过建筑工程链接关系变更调整基准定义针对各类建筑工程链接关系受力位置的方向、大小、种类、位置分布、消融性，用于发现建筑工程的变化，识别变更的建筑指标；通过材质参数渲染效果同步基准定义不同建模风险数据同步渲染效果的风险来源、风险的可控性、风险种类、位置分布，用于发现建模风险的建筑指标数据变化；通过建筑指标核对聚类基准定义相同建筑指标的判定以及聚类原则，用于判定建筑指标是否已经纳管，是否需要更新已优化的建筑指标列表数据。
7.根据权利要求6所述的一种智能化建筑工程三维建模方法，其特征在于：在所述步骤A2中，光照参数是建筑指标与建模高度的组合；通过光照参数自适应适配基准定义不同建筑指标类型不同建模场景的建模高度关系，用于发现建筑指标的光照参数建立。
8.根据权利要求7所述的一种智能化建筑工程三维建模方法，其特征在于：在所述步骤A2中，当发现建筑指标时按照建筑指标所属的建筑指标类型筛选光照参数建立基准完成该建筑指标不同建模场景不同建模高度的光照参数的建立；在所述步骤A4中，数据三维模型参数包括参数脱敏、参数影响因子、参数动态调整；其中参数脱敏用于实现不同建模环境建筑指标数据变形与修改；参数影响因子用于实现对同一参数不同建模环境下的影响因素进行矩阵计算；参数动态调整用于实现根据建筑不同的设计要求进行参数范围合理性调整。
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| CN202410460309.2A CN118097065B (zh) | 2024-04-17 | 一种智能化建筑工程三维建模系统及方法 |
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| CN118097065A CN118097065A (zh) | 2024-05-28 |
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| CN114913300A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-08-16 | 江苏凯博软件开发有限公司 | 一种实体三维模型自动建模方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114913300A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-08-16 | 江苏凯博软件开发有限公司 | 一种实体三维模型自动建模方法 |
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