[發明專利]一種空間幾何形體快速建模及體積差值計算方法

有效

• 申請號: 202310913306.5
• 申請日: 2023-07-25
• 公開（公告）號: CN116628831B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）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（專利權）人: 江西中煤建設集團有限公司;南昌大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 王煥巧

本發明公開了一種空間幾何形體快速建模及體積差值計算方法，其步驟主要包括：基于三維空間坐標信息實例化對象；依據得到的三維空間坐標信息實例化對象自動創建空間實心體模型；加密處理空間實心體上表面范圍輪廓點位，確定空間空心區域上表面邊緣輪廓，進而確定空間空心區域表面；基于射線法判斷既有三維空間坐標是否在該空間空心區域表面內部；獲取已在內部的所有已知三維空間坐標；依據已獲取坐標創建生成新的空間實心體模型，該模型與原空間實心體模型的差為空間空心區域；自動計算原空間實心體模型與新的空間實心體模型體積差值，即空間空心區域體積。本發明實現了在給定相關參數下快速創建空間形體，并計算體積差值的工作。

技術領域

本發明涉及空間建模技術領域，特別是涉及一種空間幾何形體快速建模及體積差值計算方法。

背景技術

信息模型（Information?Modeling）是以三維空間點位數據等各項相關信息作為模型的基礎，進行可視化模型的建立，通過數字信息仿真模擬實體所具有的真實信息。受到設計圖紙、設計要求、設計環境及創建方法等方面的限制，任務繁雜，工作量大。

當前快速創建模型主要存在以下問題：

（1）目前建模實際情況上對于多點位數據條件下的大體量快速建模與體積差值的計算方法，其布置規則混亂，可調參數較少；

（2）在操作方面，面對不同情況下創建空心體模型重復且冗雜，建模人員無法快速準確的修改模型點位數據，全部采用手工建模需要消耗大量人力物力，且無法保證精確度。

發明內容

本發明的目的是提供一種空間幾何形體快速建模及體積差值計算方法，可用于建筑施工領域，目的是解決現有BIM技術深化設計過程中，效率低下費時費工的技術問題，為計算土方量提供更直觀、精確的依據。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

步驟一：基于三維空間坐標信息實例化對象；

步驟二：依據得到的三維空間坐標信息實例化對象自動創建空間實心體模型；

步驟三：加密處理空間實心體上表面范圍輪廓點位，確定空間空心區域上表面邊緣輪廓，進而確定空間空心區域表面；

步驟3.1：在原始空間空心區域上表面邊緣輪廓的平面形狀，獲取平面形狀各頂點的平面坐標，創建函數名為boundXyz的方法體，返回值類型為ListXYZ，該方法體由若干個XYZ類型的參數組成，將各頂點平面坐標輸入方法體，獲取各頂點三維空間的坐標值；

步驟3.2：利用空間坐標距離公式計算各頂點之間的各線段距離L，以dx為最小精度標準確認各線段所需插入的輔助點個數，即輔助點個數為L/dx-1個；

步驟3.3：添加待空心區域外圍三維空間坐標值的集合，將空間空心區域上表面邊緣輪廓邊界點位的集合密集處理；取區域外圍邊界的起點與終點，利用for語句對空間坐標點位循環若干次，在起點和終點之間插入L/dx-1個輔助點，將基坑外圍邊界上的所有空間坐標點按順序連接，形成空間空心區域表面形狀。

步驟四：基于射線法判斷既有三維空間坐標是否在該空間空心區域表面內部；

步驟4.1：將已知空間點的平面坐標沿著水平或者垂直方向發射射線，通過判斷射線和多邊形外邊緣的交點個數來獲取在多邊形內部點位的集合，若交點個數為奇數時則該點在封閉區域內部，若為偶數時則不在；

步驟4.2：創建函數名為PositionPnpoly，返回值類型為bool的靜態方法體，分別是以int類型命名的參數numVertices，表示多邊形的頂點個數、以Listdouble類型命名的參數vertx和verty，表示多邊形x坐標和y坐標的集合RR，以double類型命名的參數VerticesX和VerticesY，表示當前x坐標和y坐標；