[发明专利]一种基于构件复用与重装配的信息模型几何轻量化方法

说明书

本发明公开了一种基于构件复用与重装配的信息模型几何轻量化方法，包括：将信息模型转换为IFC格式并拆分至构件级，解析IFC中构件的描述信息，得到构件的几何实体、空间关系和映射关系；将得到的构件几何实体定义为构件参考模型，根据其几何造型特点选择适宜的几何减面处理方法，针对特定造型以简单几何体替代，完成构件参考模型的几何轻量化；对得到的构件空间关系和复用映射关系，利用旋转矩阵参数进行欧拉换算，得到构件装配关系，将得到的轻量化构件参考模型按照装配关系重新集成到目标平台中，完成原始完整信息模型的几何轻量化。该方法对模型的轻量化比率高，在实现构件分解、复用和重装配的基础上，实现了构件类型检索与空间查询。

技术领域

本发明属于信息模型处理与优化技术领域，具体涉及一种基于构件复用与重装配的信息模型几何轻量化方法。

背景技术

随着铁路工程信息模型在建设阶段开展施工的深化应用，亟需将大量信息模型集成到三维地理信息平台以进行施工仿真和方案展示。各专业信息建模人员在构建施工对象主体的同时，也构建了详细的施工辅助设施模型用于展现施工过程和工法工艺，而通过装配大量同类构件形成的施工辅助设施经常被过度建模。与工程主体模型相比，辅助设施模型的体量更为庞大，资源占用更高，跨平台应用体验急剧下降。因此，亟需采用几何轻量化技术降低模型信息量，实现模型中图形化数据在异构平台上高效地加载和展示。

现有的信息模型轻量化技术主要通过简化网络造型面和提高渲染能力两种方式实现，而对构件高度复用模型的优化还难以满足跨平台集成应用的需求。具体表现在，在构件高度复用的情况下，直接使用减面算法的优化程度较差，循环执行相同算法产生的能效较低；构件在空间上的排布是相互邻接的而非包含的，不具有完全的遮挡关系，增强渲染能力不能从根本上降低系统负担。

部分研究基于构件实例合并实现对铁路BIM模型的轻量化，但仍有许多不足，具体表现在：1)仅仅面向参数化几何表达的BIM模型，而不适用于非参数化几何表达的BIM模型；2)构件合并处理前需要对几造型何比较，造成轻量化过程复杂、低效；3)几何离散处理的轻量化程度和效果与构件实例的几何造型方式高度相关，仅依赖合并处理的成果，其轻量化率难以保证处于降低水平；4)对几何相同而姿态不同的构件不具有适用性；5)构件实例合并后信息仍然保存在IFC文件中，应用范围受限于BIM软件。

发明内容

为了解决信息模型因信息冗余度高、资源占用大而难以开展跨平台集成应用的问题，本发明公开一种基于构件复用与重装配的信息模型几何轻量化方法。

为此，本发明的技术方案如下：

一种基于构件复用与重装配的信息模型几何轻量化方法，包括以下步骤：

S1，IFC模型信息解析：将原始的构件复用模型转换为IFC格式，利用IFC描述的映射装配关系，从数据中提取出所有构件参考模型的几何信息，该几何信息可记录或转换为参数化的几何表达形式或非参数化的几何表达形式；解析构件复用的映射关系，形成构件实例的索引序号值与其引用的参考模型的索引序号值之间的映射关系信息；解析坐标参照关系，形成构件实例的空间方位信息；

S2，构件模型几何简化：根据S1得到的构件参考模型的几何信息，综合对比和评价减面算法与简单造型替代两种方式产生的最佳可视效果和优化尺度，对其中适用减面算法的构件执行减面批处理。对于特殊造型的单个构件实例，现有技术一般采用无差别的几何离散处理方法，这样会引起模型体量增加，本发明中，对特殊造型的单个构件实例采用简单造型进行替代，在三维模型编辑软件中以提取所得的单体构件为模板，使用简单造型体重建轻量级的、以Mesh三角网结构表达外表面的构件参考模型，而后以所述构件参考模型的索引值为文件名，输出为目标平台可集成的参考样本；