[发明专利]一种无损地由BIM模型构建空间语义数据库的方法

权利要求书

1.一种无损地由BIM模型构建空间语义数据库的方法，其特征在于，包括步骤如下：

初始设置，选择关系型数据库；

步骤一，数据库表个数与BIM对象的种类对齐，BIM中有多少类对象，就建立多少张表格；

新建表：根据BIM数据的组织规范建立表，表名称和BIM中种类名称保持一致；实现将BIM中所有的对象种类的涵盖；

步骤二：数据库表结构与BIM对象的属性对齐；

定义表结构字段：根据每类BIM对象的属性描述字段，构建数据库表的字段：字段名称、类型均和BIM对象保持一致；将BIM对象的属性设置为表的字段名；

步骤三：数据库表关系与BIM对象间关系对齐；

定义表之间关系：将BIM对象的唯一ID，设置为每个表的主键，将BIM对象的父节点ID，设置为表的外键，通过主键、外键配合，实现用关系型数据库描述BIM树状结构；

步骤四：数据库表记录与BIM对象的记录对齐，将BIM对象进行入库，将所有BIM对象按照分类存入对应的表中，形成表的记录；

将BIM对象按照上述数据库结构进行表记录整理；

步骤五：执行建库脚本，进行建库得到无损的BIM空间语义数据库；

形成将BIM中每类对象、每个属性都入库，每类对象的关系也通过表之间的关系清晰表达，所有BIM对象属性完整保留，所有BIM对象关系完整保留，BIM的几何表达转换为空间表达，得到同BIM组织架构一样的空间语义数据库的结构；

该步骤四中的表记录整理为分别执行几何转换操作和语义保留操作；

该几何转换操作为将BIM数据的几何信息进行坐标转换，包括几何表达方式的转换和坐标转换得到地理空间的几何信息；

该几何表达方式的转换是指将BIM对象的模型表达，该模型表达是将三角网转换成地理表达，表达点、线、面的地理几何要素；BIM模型的几何对象采用模型几何表达方式，用三角网来无限逼近几何形状，对BIM模型的几何表达方式进行转换，将其转换为地理要素点、线、面的表达；

该几何表达方式的转换步骤为：

首先选取法向量平行的相邻三角形进行三角网合并；通过去掉两个相邻三角形的共用边，将三角网进行合并；合并后判断顶点是否在同一个平面：如果顶点在同一个平面，则继续合并，直到没有三角形进行合并为止；此时得到一个顶点连续、闭合的多边形polygon，该多边形用顺序的点序列组合来描述：P＝{p1，p2，p3……pn}，n＝1,2,3,4，……的自然数；该步骤不对BIM的几何对象结构、数量进行修改，仅是进行了几何表达的改变，使原来通过三角网表达，现在通过多边形坐标串来表达。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该语义保留操作具体为按照已经定义好的表结构，将BIM数据的语义属性，直接作为表结构中对应的字段的值进行输入，实现BIM语义数据的完整保留。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该坐标转换是指将BIM采用的局部坐标系转换为地理空间坐标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该坐标转换的步骤为：

将BIM采用的局部坐标系用(X,Y,Z)表示，将其转换为地理空间坐标系用(B,L,H)表示，两者之间的转换公式如下：

其中：B为大地纬度，L为大地经度，H为大地高，N为常数，e为自然常数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法通过空间语义数据库，可以实现BIM无损进入GIS应用：GIS用户通过访问空间语义数据库，一方面可以实现对库内单个或者多个BIM模型的空间查询检索，一方面还可以进行语义级别的搜索挖掘，对库内单个或多个BIM对象的属性进行语义关联搜索；从而实现BIM数据从可视化应用领域到智能分析领域的拓展。