一种输电线路GIM三维设计模型自动解析方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电力工程数字化，具体涉及一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、在输电线路工程设计和数字化交付中，gim模型通常包含线路、杆塔、导线、绝缘子串等对象的几何信息、属性信息和层级结构信息，可为三维展示、工程量统计和数字化管理提供数据基础。

2、在实际解析过程中，gim文件通常由模型文件、族文件和设备文件共同组成，组件之间存在多层引用关系和父子装配关系，若缺少对引用路径和位姿矩阵的统一处理，容易造成层级关系提取不完整。同时，组件坐标需要经过多级位姿变换才能统一到同一坐标系下，转换后的点云数据可能存在误差和孤立噪声。部分gim文件中的属性字段还存在缺失、取值不一致或与设计规范不匹配的情况，导致解析结果仍需人工反复核查。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，本发明提供一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法、系统、设备及介质。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何解决现有gim解析方法在处理输电线路三维设计模型时，难以完整提取组件之间的多层引用关系、父子装配关系和位姿矩阵关系，坐标转换后的点云数据容易存在误差和孤立噪声，组件类型识别结果缺少与设计规范的比对校验，属性信息存在缺失、取值不一致时仍需人工反复核查，导致解析结果难以直接用于标准化三维模型重构和后续工程应用的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法，其包括，对gim文件进行解压和预处理，提取文件结构信息，在深度优先搜索过程中进行循环引用检测和组件引用关系解析，记录引用路径和位姿矩阵，生成结构化的层级信息树；从层级信息树中筛选mod模型文件和位姿矩阵信息，按照位姿矩阵信息对mod模型文件中的顶点坐标执行坐标转换，采用八叉树与kd树联合优化算法处理坐标转换后的点云数据，生成优化点云数据；利用优化点云数据读取mod模型文件中的几何数据，通过语义增强的组件识别模块识别输电线路组件类型；采用多源数据校验机制，将解析得到的组件信息与输电线路组件规范库进行几何信息和属性信息比对，得到校验后的组件信息；根据校验后的组件信息重构输电线路的三维模型，输出包含几何信息与属性信息的标准化模型文件。

4、作为本发明所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的一种优选方案，其中：所述对gim文件进行解压和预处理，提取文件结构信息，在深度优先搜索过程中进行循环引用检测和组件引用关系解析，记录引用路径和位姿矩阵，生成结构化的层级信息树，包括：接收gim文件，在流式解压过程中读取文件头信息，并解析描述文件中的模型标签，完成模型类型识别和文件结构信息提取；遍历解压后的文件目录，提取mod模型文件、族文件和设备文件的文件路径，解析描述文件中的引用路径，建立组件节点的初始引用图；在深度优先搜索过程中设置访问路径栈，对待解析组件进行循环引用检测，响应于待解析组件已存在于访问路径栈中，标记循环引用并中断当前分支解析；通过优先级队列管理待解析的组件节点，确定组件引用关系解析顺序，记录父节点至子节点的引用路径和位姿矩阵；根据初始引用图、引用路径和位姿矩阵确定根节点，自顶向下构建结构化的层级信息树。

5、本优选方案通过访问路径栈和优先级队列解析引用关系，能够减少循环引用对层级信息树生成的影响。

6、作为本发明所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的一种优选方案，其中：所述从层级信息树中筛选mod模型文件和位姿矩阵信息，按照位姿矩阵信息对mod模型文件中的顶点坐标执行坐标转换，采用八叉树与kd树联合优化算法处理坐标转换后的点云数据，生成优化点云数据，包括：从层级信息树中筛选mod模型文件和位姿矩阵信息；沿层级信息树遍历组件节点，提取组件节点关联的mod模型文件和组件节点所在树边的位姿矩阵信息；按照组件节点至根节点的层级顺序对位姿矩阵信息进行累积，生成mod模型文件的全局变换矩阵；读取mod模型文件中的顶点坐标，按照全局变换矩阵对顶点坐标执行坐标转换，得到坐标转换后的点云数据；采用八叉树对坐标转换后的点云数据进行空间划分，得到点云块；采用kd树对点云块进行邻近点搜索，基于邻近点重心对点云块进行平滑处理，标记离群点；对平滑处理后的点云数据进行半径滤波，剔除孤立噪声点，生成优化点云数据。

7、本优选方案通过位姿矩阵累积、八叉树和kd树处理点云数据，能够提高坐标转换后点云数据的连续性。

8、作为本发明所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的一种优选方案，其中：所述利用优化点云数据读取mod模型文件中的几何数据，通过语义增强的组件识别模块识别输电线路组件类型，包括：依据优化点云数据中的空间位置，定位mod模型文件中参与组件识别的几何数据；对优化点云数据进行体素化处理，得到体素化处理结果；对体素化处理结果进行多视图投影，得到多视图投影结果；对几何数据进行几何特征提取，得到几何特征提取结果；将体素化处理结果、多视图投影结果和几何特征提取结果输入语义增强的组件识别模块，识别输电线路组件类型。

9、本优选方案通过点线信息、体素化处理、多视图投影和几何特征提取，能够提高输电线路组件类型识别的适配性。

10、作为本发明所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的一种优选方案，其中：所述采用多源数据校验机制，将解析得到的组件信息与输电线路组件规范库进行几何信息和属性信息比对，得到校验后的组件信息，包括：建立输电线路组件规范库，在输电线路组件规范库中存储组件类型、标准属性信息和几何特征签名；从解析得到的组件信息中提取组件几何信息和组件属性信息；将组件几何信息与几何特征签名进行对齐比对，得到几何相似度；将组件属性信息与标准属性信息进行值域比对，得到属性相似度；根据几何相似度和属性相似度确定总相似度，根据总相似度确定组件校验结果；响应于组件校验结果未达到校验通过条件，记录人工修正数据，基于人工修正数据更新解析得到的组件信息，将人工修正数据存入疑难案例库，得到校验后的组件信息。

11、本优选方案通过几何信息和属性信息比对，能够提高解析得到的组件信息的可靠性。

12、作为本发明所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的一种优选方案，其中：所述根据校验后的组件信息重构输电线路的三维模型，输出包含几何信息与属性信息的标准化模型文件，包括：基于层级信息树和校验后的组件信息重构场景图；在场景图中创建组件节点，按照层级信息树恢复组件节点之间的父子关系；根据校验后的组件信息，将优化后且被分类的点云数据填充至组件节点关联的几何体数据中；将校验后的组件信息中的属性信息以属性键值对形式嵌入组件节点；根据嵌入几何信息和属性信息后的场景图，导出标准化模型文件。

13、本优选方案通过场景图重构和属性嵌入，能够保持三维模型中组件层级、几何信息和属性信息的关联。

14、作为本发明所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的一种优选方案，其中：所述将体素化处理结果、多视图投影结果和几何特征提取结果输入语义增强的组件识别模块，识别输电线路组件类型，包括：采用特征增强模块对体素化处理结果、多视图投影结果和几何特征提取结果进行几何特征增强；采用注意力机制模块对几何特征增强后的特征通道进行权重处理；采用多尺度特征融合模块对权重处理后的深层特征图和浅层特征图进行融合；基于融合后的特征图识别输电线路组件类型，输出组件类别、三维边界框和组件关键点。

15、本发明提供了一种输电线路gim三维设计模型自动解析系统。

16、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种输电线路gim三维设计模型自动解析系统，包括：层级信息树生成模块、点云数据优化模块、组件类型识别模块、组件信息校验模块及模型文件输出模块；所述层级信息树生成模块用于对gim文件进行解压和预处理，提取文件结构信息，在深度优先搜索过程中进行循环引用检测和组件引用关系解析，记录引用路径和位姿矩阵，生成结构化的层级信息树；所述点云数据优化模块用于从层级信息树中筛选mod模型文件和位姿矩阵信息，按照位姿矩阵信息对mod模型文件中的顶点坐标执行坐标转换，采用八叉树与kd树联合优化算法处理坐标转换后的点云数据，生成优化点云数据；所述组件类型识别模块用于利用优化点云数据读取mod模型文件中的几何数据，通过语义增强的组件识别模块识别输电线路组件类型；所述组件信息校验模块用于采用多源数据校验机制，将解析得到的组件信息与输电线路组件规范库进行几何信息和属性信息比对，得到校验后的组件信息；所述模型文件输出模块用于根据校验后的组件信息重构输电线路的三维模型，输出包含几何信息与属性信息的标准化模型文件。

17、本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的步骤。

18、本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种输电线路gim三维设计模型自动解析方法的步骤。

19、本发明的有益效果：本发明通过对gim文件中的引用关系、位姿矩阵和层级结构进行解析，能够恢复输电线路三维设计模型中的组件装配关系；通过八叉树与kd树联合处理坐标转换后的点云数据，能够降低坐标误差和孤立噪声对模型重构的影响；通过语义增强的组件识别模块和多源数据校验机制，能够对组件类型、几何信息和属性信息进行识别、比对和修正；通过输出包含几何信息与属性信息的标准化模型文件，便于后续设计评审、工程量计算和数字化管理使用。