[發(fā)明專利]一種空間幾何形體快速建模及體積差值計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310913306.5
• 申請(qǐng)日: 2023-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116628831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚光偉;賈璐;李先華;毛饒俊;胡豐雪;曾賢慧;盧川;許程智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司;南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06T17/10
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 王煥巧

1.一種空間幾何形體快速建模及體積差值計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：基于高程點(diǎn)空間信息實(shí)例化對(duì)象，包括：

步驟1.1：對(duì)地形高程點(diǎn)空間信息處理，將勘測(cè)得到的地形高程點(diǎn)信息導(dǎo)入Excel中，生成所有已勘測(cè)地形高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件；

步驟1.2：調(diào)用Windows服務(wù)類FileInfo并實(shí)例化對(duì)象，在帶參數(shù)的構(gòu)造器中添加地形高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件所在位置；

步驟1.3：使用ExcelPackage類屬性中的Workbook和ExcelWorksheet類屬性Worksheets，鏈接地形高程點(diǎn)數(shù)據(jù)文件；

步驟1.4：使用for循環(huán)語(yǔ)句對(duì)地形高程點(diǎn)數(shù)據(jù)文件中坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，將提取后的object類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成double類型；

步驟1.5：將轉(zhuǎn)換成double類型的高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)添加到Revit.DB.XYZ地形實(shí)例化對(duì)象中，再將實(shí)例化對(duì)象添加到Revit.DB.XYZ集合實(shí)例對(duì)象中，形成地形高程點(diǎn)空間信息實(shí)例對(duì)象；

步驟二：依據(jù)步驟一得到的地形高程點(diǎn)空間信息實(shí)例對(duì)象自動(dòng)創(chuàng)建原始地形實(shí)體模型，包括：

步驟2.1：獲取Revit當(dāng)前項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，使用UIDocument類和Document類，激活當(dāng)前UI視圖和數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟2.2：實(shí)例化FilteredElementCollector類的對(duì)象，調(diào)用該類的屬性O(shè)fCategory和OfClass過(guò)濾得到地形族類別OST_Topography和族類型TopographySurface；

步驟2.3：使用LINQ語(yǔ)句將過(guò)濾后的FilteredElementCollector類的對(duì)象通過(guò)族名稱查詢，得到Element實(shí)例化對(duì)象，即獲取地形元素；

步驟2.4：創(chuàng)建事務(wù)工作，使用TopographySurface類中的創(chuàng)建方法體Create，在方法體添加步驟一中的已獲取的高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，生成原始場(chǎng)地地形表面實(shí)例的三維模型；

步驟三：加密處理基坑外邊緣高程點(diǎn)，創(chuàng)建基坑地表外邊緣空間形狀，包括：

步驟3.1：在原始場(chǎng)地地形實(shí)體的上表面創(chuàng)建所需要開(kāi)挖基坑的平面形狀，獲取平面形狀各頂點(diǎn)的平面坐標(biāo)，創(chuàng)建函數(shù)名為boundXyz的方法體，返回值類型為L(zhǎng)istXYZ，該方法體由若干個(gè)XYZ類型的參數(shù)組成，將各頂點(diǎn)平面坐標(biāo)輸入方法體，獲取各頂點(diǎn)高程點(diǎn)坐標(biāo)值；

步驟3.2：利用空間坐標(biāo)距離公式計(jì)算各頂點(diǎn)之間的各線段距離L，以dx=0.1米為最小精度標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)各線段所需插入的輔助點(diǎn)個(gè)數(shù)，即輔助點(diǎn)個(gè)數(shù)為（L/dx-1）個(gè)；

步驟3.3：添加基坑區(qū)域外圍高程點(diǎn)坐標(biāo)值的集合，將基坑外圍邊界點(diǎn)位的集合密集處理；取基坑區(qū)域外圍邊界的起點(diǎn)與終點(diǎn)，利用for語(yǔ)句對(duì)高程點(diǎn)位循環(huán)若干次，在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間插入（L/dx-1）個(gè)輔助點(diǎn)，將基坑外圍邊界上的所有高程點(diǎn)按順序連接，形成基坑場(chǎng)地地形表面外邊緣空間形狀；

步驟四：基于射線法創(chuàng)建判斷任意高程點(diǎn)是否在基坑區(qū)域內(nèi)部的方法，包括：

步驟4.1：將已勘測(cè)地形高程點(diǎn)平面坐標(biāo)沿著水平或者垂直方向發(fā)射射線，通過(guò)判斷射線和多邊形外邊緣的交點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)獲取在多邊形內(nèi)部點(diǎn)位的集合，若交點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)則該點(diǎn)在封閉區(qū)域內(nèi)部，若為偶數(shù)時(shí)則不在；

步驟4.2：創(chuàng)建函數(shù)名為PositionPnpoly，返回值類型為bool的靜態(tài)方法體，分別是以int類型命名的參數(shù)numVertices，表示多邊形的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)、以Listdouble類型命名的參數(shù)vertx和verty，表示多邊形x坐標(biāo)和y坐標(biāo)的集合RR，以double類型命名的參數(shù)VerticesX和VerticesY，表示當(dāng)前x坐標(biāo)和y坐標(biāo)；

步驟4.3：使用int型定義三種字段，分別為i、j、c，初始值都設(shè)置為0；

步驟4.4：在for循環(huán)語(yǔ)句中聲明i和j，初始值分別為0和numVertices-1，設(shè)置判斷條件inumVertices，循環(huán)增量設(shè)置為j=i++；在循環(huán)體中通過(guò)if條件判斷交點(diǎn)個(gè)數(shù)的奇偶性；

步驟五：依據(jù)步驟四的判斷方法獲取基坑區(qū)域內(nèi)所有已勘測(cè)地形高程點(diǎn)，包括：

步驟5.1：創(chuàng)建函數(shù)名為PointsInPolygon，返回值類型為L(zhǎng)istXYZ方法體，該方法體所含參數(shù)為L(zhǎng)istXYZ類型的字段polygonPoints；檢查當(dāng)前地形所有的點(diǎn)位坐標(biāo)，即創(chuàng)建需要判斷的檢查點(diǎn)坐標(biāo)的集合；

步驟5.2：使用IEnumerable類中的方法體Select，取出polygonPoints中的x坐標(biāo)的集合和y坐標(biāo)的集合；

步驟5.3：利用foreach語(yǔ)句遍歷當(dāng)前地形所有的點(diǎn)位坐標(biāo)，將檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)、polygonPoints中的x坐標(biāo)的集合和y坐標(biāo)的集合，遍歷后的檢查點(diǎn)的x坐標(biāo)、遍歷后的檢查點(diǎn)的y坐標(biāo)參數(shù)添加到步驟二中的方法體Create中，依據(jù)步驟四射線法判斷奇偶性以此判斷高程點(diǎn)是否在需要開(kāi)挖基坑的區(qū)域內(nèi)部，返回值為奇數(shù)則該點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)部并拾取；添加區(qū)域內(nèi)部的所有高程點(diǎn),最終返回符合條件的所有高程點(diǎn)；

步驟六：依據(jù)已獲取的區(qū)域內(nèi)部高程點(diǎn)創(chuàng)建生成所需開(kāi)挖基坑的地形實(shí)例，包括：

步驟6.1：創(chuàng)建名為PartitionPlate的方法體，返回值類型為L(zhǎng)istXYZ，將需要開(kāi)挖基坑的區(qū)域的多邊形頂點(diǎn)添加到步驟四中的靜態(tài)方法體中；

步驟6.2：實(shí)例化TopographyEditScope類，在實(shí)例化后的字段基礎(chǔ)上，使用Start方法體開(kāi)始地形編輯事務(wù)，并獲取原始地形實(shí)例Id；

步驟6.3：在地形編輯事務(wù)基礎(chǔ)上添加Transaction新事務(wù)，用來(lái)修改場(chǎng)地地形實(shí)例；

步驟6.4：使用TopographySurface類的方法體AddPoints，添加步驟三中的密集處理基坑區(qū)域外圍高程點(diǎn)位集合；

步驟6.5：通過(guò)TopographySurface類的方法體ChangePointsElevation，添加到步驟五中需要開(kāi)挖的基坑區(qū)域內(nèi)部的點(diǎn)集合，并輸入相應(yīng)的高程坐標(biāo)；

步驟6.6：結(jié)束Transaction?事務(wù)和TopographyEditScope事務(wù)，生成開(kāi)挖基坑后的地形實(shí)例；

步驟七：自動(dòng)計(jì)算基坑開(kāi)挖土方量，包括：

步驟7.1：分別實(shí)例化FilteredElementCollector類和ElementCategoryFilter類，在ElementCategoryFilter類的構(gòu)造器中添加OST_BuildingPad族類別屬性；將過(guò)濾后的FilteredElementCollector類的實(shí)例化對(duì)象通過(guò)WherePasses和WhereElementIsElementType兩個(gè)方法體得到實(shí)例的元素Id集合；

步驟7.2：實(shí)例化BuildingPadType類，設(shè)置初始值null，將“地坪數(shù)量是否為0”作為if判斷條件，若條件成立，則對(duì)BuildingPadType類空的實(shí)例化對(duì)象進(jìn)行創(chuàng)建，否則返回地坪實(shí)例的元素Id集合中的第一項(xiàng)；

步驟7.3：實(shí)例化FilteredElementCollector類，通過(guò)LINQ語(yǔ)句篩選得到當(dāng)前地形實(shí)例所在的標(biāo)高；輸入基坑位置信息，實(shí)例化CurveLoop類，通過(guò)Append方法體添加基坑四周的線段；

步驟7.4：創(chuàng)建事務(wù)工作，使用BuildingPad類的創(chuàng)建方法Create，輸入地坪Id、場(chǎng)地所在的標(biāo)高Id，基坑線段的集合參數(shù)；

步驟7.5：使用LookupParameter方法體獲取地形參數(shù)“自標(biāo)高的高度偏移”、“體積”，通過(guò)方法體Set設(shè)置基坑深度，并將體積相差量即基坑開(kāi)挖土方量在Revit中打印出來(lái)。