[发明专利]基于建筑要素拓扑关系的BIM室内空间连通图构建方法

权利要求书

1.一种基于建筑要素拓扑关系的BIM室内空间连通图构建方法，包括以下步骤：

步骤S1)，从BIM数据中提取边界建筑要素几何信息，选取墙体、立柱、门、窗构成封闭空间边界的竖向边界建筑要素，选取楼板作为水平边界建筑要素，提取每个边界建筑要素的几何面集合表示其几何信息；

步骤S2)，预处理几何信息，检验几何面集合单个几何面的有效性以及几何面间的交集，处理不符合检验规则的点、线、面；

步骤S3)，对单个几何面集合搜索封闭几何体，构建每个边界建筑要素内几何基元的拓扑关系，得到点、线、面的拓扑关系集合；

步骤S4)，以墙体、立柱、门、窗及楼板为对象，通过布尔相交运算得边界建筑要素间的几何交集，构建边界建筑要素间拓扑关系；

步骤S5)，将同一楼层的竖向边界建筑要素以二维投影多边形表达，保存投影多边形与边界建筑要素的对应关系，提取投影多边形的骨架线并以线段集合表示；

步骤S6)，以任一骨架线线段为初始边，以线段的起点或终点为端点，通过线段间的最大角或最小角搜索最邻近的骨架线线段，循环搜索直至所有骨架线线段都被搜索到，得到同一楼层的二维封闭多边形集合；

步骤S7)，二维封闭多边形与三维边界建筑要素映射，结合楼板边界建筑要素得到围成室内封闭空间的建筑要素集合；

步骤S8)，生成BIM室内空间连通图。

2.根据权利要求1所述的基于建筑要素拓扑关系的BIM室内空间连通图构建方法，其特征在于，所述步骤S1)进一步包括以下步骤：

步骤S1.1)，导入BIM数据，根据语义属性提取构成室内封闭空间边界的建筑要素，将其几何信息表示为几何面集合F_建筑要素：{f_i,f_i+1,f_i+2,...,f_i+n}；

步骤S1.2)，构建门、窗的三维凸壳，以三维凸壳上的几何面集合表示其几何信息，表示为：F_门：{f_j,f_j+1,f_j+2,...,f_j+n}，F_窗：{f_k,f_k+1,f_k+2,...,f_k+n}。

3.根据权利要求1所述的基于建筑要素拓扑关系的BIM室内空间连通图构建方法，其特征在于，在所述步骤S2)中检验边界建筑要素几何面集合的单个几何面有效性包括以下步骤：

判断几何面是否存在孤立点、孤立线段，若存在则删除孤立点、孤立线段；

判断组成几何面的环数量是否大于或等于1，若不符合则删除该几何面；

判断几何面的方向是否可定，若方向不统一则调整环上边的方向；

在所述步骤S2)中检验边界建筑要素几何面集合的几何面间交集包括以下步骤：

对几何面集合中的任意两个面进行布尔相交运算；

判断是否存在交线，若不存在则结束；

判断交线是否位于面的边界，若任意两个面布尔相交运算的交点位于几何面的内部，则该建筑要素无效；

判断交线的端点是否是几何面的顶点，若任意两个几何面布尔相交运算的交点位于几何面的边界且交点属于非顶点，则在交点处将面的边界线剖分，若任意两个几何面布尔相交运算的交点属于几何面的顶点，则结束；

若存在一个几何面与其它几何面都无交点，则删除该几何面。