基于BIM的建筑空间拓扑关系提取及检索方法研究

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BIM的出现掀起了建筑行业的一场信息化数字革命。BIM是以三维数字技术为基础，利用计算机三维建模工具创建集成建筑项目全部信息的数字模型，能够为设计、施工及运营维护等提供相互协调且内部统一的数字信息。针对这些蕴含丰富数据的数字模型加以有效的再利用具有重要的应用价值和现实意义。
　　对于建筑师而言，检索相关设计方案以复用是提高建筑设计效率的有效手段。基于当代建筑设计数字化的特点并借助计算机技术，通过检索已有模型并从中挖掘素材以获取灵感或复用，能够有效的简化建筑设计过程。然而目前广泛采用的基于关键词的检索方法，只能够依赖文本描述实现检索，不能有效的利用建筑空间关系的错综复杂形式多样等信息，因此构造基于内容的检索方法，以BIM模型为检索条件从模型库中快速检索得到类似的建筑设计案例便显得尤为必要。此外，BIM模型是一种三维建筑模型，传统的三维形状检索方法主要依靠全局或局部的几何特征和形状描述实现检索，并不完全适用于建筑模型。针对上述方法未能有效利用建筑空间结构特征的问题，本文提出一种基于建筑空间拓扑关系的检索方法。论文主要工作如下：
　　1、对BIM思想、建筑空间组合形式、空间句法理论以及图匹配的方法作了深入分析，研究并掌握了建筑空间组合关系的典型类别及其特点。基于空间句法理论和图论，提出了RCTG模型，用以对建筑空间关系的进行形式化描述，存储建筑信息模型空间句法变量属性信息，为检索方法的实现提供了数据基础。
　　2、分析BIM模型的各个空间之间连通和隔离对应的构件信息，通过提取核心构件实现BIM模型内在空间连通关系拓扑图表达，构造空间拓扑关系提取算法。研究Revit软件建模方法，深入掌握Revit软件二次开发的流程，在VisualStudio2010平台上使用C＃语言编程实现建筑信息模型RCTG的自动提取功能插件。
　　3、结合空间句法理论中的空间句法变量，对RCTG对应房间元素进行ID编码，提出模型形态分析变量节点深度值表（NDVT），为检索过程的过滤获取候选模型处理环节奠定了数据基础。
　　4、基于空间句法理论将BIM模型抽象为数学模型，确定了一种嵌入空间句法变量属性的模型特征向量，为模型检索提供数据基础。
　　5、根据本文检索方法基于MFC程序框架在VisualC++6.0平台上设计开发了一个用于建筑信息模型检索的系统，该系统与RCTG提取插件共同使用，以BIM模型为检索条件实现基于内容的检索。
　　本文方法能够有效实现BIM模型的检索，能够为构建基于BIM的智能化辅助设计平台提供基础方法和技术支持。

著录项

作者
张颉;
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作者单位

西安建筑科技大学;

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授予单位西安建筑科技大学;
学科计算机应用技术
授予学位硕士
导师姓名李昌华;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类电子计算机辅助设计;
关键词
建筑设计; 三维建模; 数字模型; 空间结构; 拓扑关系;

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