基于实景三维平台建筑物快速设计方法及系统、存储介质与流程

1.本发明涉及技术领域，特别是一种基于实景三维平台建筑物快速设计方法及系统。


背景技术：

2.随着城市化进程加快，在城市建设中，城市控制性规划日益重要，城市建设中需要进行大量的建筑设计，传统的建筑设计方案一般都是采用二维平面设计，在二维平面设计中建立各种建筑设计单位模块的参数属性，这种建筑设计方案需要经过专业培训的设计才能理解建筑设计的构思，这种建筑设计方案无法直观的呈现，无法快速直接地理解和评审建筑设计，而传统的通过三维软件来构建建筑设计的方法，往往是针对建筑设计进行效果展示，是一种虚拟的三维效果设计，无法在三维模型中进行符合实际情况的建筑设计，因此，需要在三维模型融入实景数据的建筑设计方法。现有市场上三维建模的方法通常是采用种植方法，将模型调入后只能修改模型的大小，或通过旋转改变方向，构建的模型非常单一，模型为一个整体，并未对各个部件进行分割，无法根据实际需求对建筑物模型进行修改，不能直观反映建筑设计方案。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于实景三维平台的建筑物快速设计方法，该方法快速构建建筑设计方案，不仅速度快而且效率高。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明提供的技术方案是基于实景三维平台建筑物快速设计方法，包括以下步骤：
6.构建实景三维平台；
7.构建建筑设计信息数据库和建筑模型数据库；
8.在实景三维平台上绘制建筑物框架模型，设置建筑物框架模型各部分的属性值；
9.从建筑模型数据库中调用建筑物模型，将建筑物模型布置于对应的建筑物框架模型中，设置建筑物模型的属性值；
10.绘制出符合建筑物设计规范要求的建筑物框架模型和建筑物模型；
11.当绘制完成所有的建筑物模型后，输出整个建筑设计报告。
12.进一步，所述绘制出符合建筑物设计规范要求的建筑物框架模型和建筑物模型的步骤具体如下：
13.获取建筑设计信息数据库中建筑设计规范数据；
14.根据建筑设计规范数据检测绘制的建筑物框架模型和建筑物模型属性值是否符合建筑物设计规范要求，如果符合，则进入下一步继续绘制建筑物模型；
15.如果不符合，则输出预警信息，要求绘图者确认下一步骤绘制方向，如果绘图者需要重新绘制，则重新绘制直到符合建筑设计规范数据的要求；如果绘图者根据实际情况确
认该绘制的建筑物模型，则最终确定该建筑物模型，并进入下一步骤。
16.进一步，所述建筑设计报告包括建筑设计方案中的经济指标概算表、不同视角截图、建筑平面布置图、门窗数据表、墙体数据表中的任一种或组合。
17.进一步，所述建筑物框架模型的绘制是按照以下步骤来进行的：
18.在实景三维平台上确定建筑红线区域；
19.在建筑红线区域内确定待绘制区域；
20.在待绘制区域内绘制建筑物框架，所述建筑物框架包括建筑物类型、建筑物层数、建筑物轮廓类型。
21.进一步，所述建筑物模型调用是按照以下步骤来进行的：
22.确定建筑物框架模型中需要调用的建筑物模型；
23.在建筑物模型数据库中查询需要调用的建筑物模型的名称；
24.确定建筑物模型插入点并将建筑物模型插入建筑物框架模型中。
25.进一步，所述建筑物模型的属性值是包括建筑物模型中的颜色、材质、尺寸、空间坐标、轮廓坐标；
26.所述建筑模型数据库设置有门窗模型、屋顶模型、阳台模型、绿化带模型、水池模型、道路模型、车位模型、服务设施模型；
27.所述建筑设计信息数据库设置有红线规范信息、退让距离、公共绿地规范信息、间距规范信息。
28.进一步，所述建筑物框架模型绘制按照以下步骤进行：
29.在实景三维平台选择需要绘制建筑物模型的绘制区域；
30.对绘制区域进行压平操作；
31.计算绘制区域的纹理贴图；
32.将文理贴图置入压平操作后的区域；
33.将需要绘制的建筑物轮廓或建筑物模型数据设置于绘制区域。
34.本发明还提供了基于实景三维平台建筑物快速设计系统，包括实景三维平台、数据库、建筑物轮廓绘制单元、建筑物模型调用单元、绘制规范检测单元和建筑设计报告输出单元；
35.所述实景三维平台，用于构建实景三维平台；
36.所述数据库，用于构建建筑设计信息数据库和建筑模型数据库；
37.所述建筑物轮廓绘制单元，用于在实景三维平台上绘制建筑物框架模型，设置建筑物框架模型各部分的属性值；
38.所述建筑物模型调用单元，用于从建筑模型数据库中调用建筑物模型，将建筑物模型布置于对应的建筑物框架模型中，设置建筑物模型的属性值；
39.所述绘制规范检测单元，用于绘制出符合建筑物设计规范要求的建筑物框架模型和建筑物模型；
40.所述建筑设计报告输出单元，用于当绘制完成所有的建筑物模型后，输出整个建筑设计报告。
41.进一步，所述绘制出符合建筑物设计规范要求的建筑物框架模型和建筑物模型的步骤具体如下：
42.获取建筑设计信息数据库中建筑设计规范数据；
43.根据建筑设计规范数据检测绘制的建筑物框架模型和建筑物模型属性值是否符合建筑物设计规范要求，如果符合，则进入下一步继续绘制建筑物模型；
44.如果不符合，则输出预警信息，要求绘图者确认下一步骤绘制方向，如果绘图者需要重新绘制，则重新绘制直到符合建筑设计规范数据的要求；如果绘图者根据实际情况确认该绘制的建筑物模型，则最终确定该建筑物模型，并进入下一步骤；
45.所述建筑设计报告包括建筑设计方案中的经济指标概算表、不同视角截图、建筑平面布置图、门窗数据表、墙体数据表中的任一种或组合；
46.所述建筑物框架模型的绘制是按照以下步骤来进行的：
47.在实景三维平台上确定建筑红线区域；
48.在建筑红线区域内确定待绘制区域；
49.在待绘制区域内绘制建筑物框架，所述建筑物框架包括建筑物类型、建筑物层数、建筑物轮廓类型；
50.所述建筑物模型调用是按照以下步骤来进行的：
51.确定建筑物框架模型中需要调用的建筑物模型；
52.在建筑物模型数据库中查询需要调用的建筑物模型的名称；
53.确定建筑物模型插入点并将建筑物模型插入建筑物框架模型中。
54.本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1
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7中任一项所述方法的步骤。
55.本发明的有益效果在于：
56.本发明提供的基于实景三维平台建筑物快速设计方法，通过建筑模型数据库在实景三维平台上构建建筑物模型，使得调入的模型能进行多种设置，可以设置调入模型的大小、方向、形状、颜色、材料、高度；并对各个部件进行替换，使得构建的建筑物更加丰富多样和快速修改。
57.本发明通过构建建筑模型数据库，在实景三维模型上绘制建筑物模型，并赋予建筑物模型属性值，修改建筑物中的点线面，最终形成建筑模型；然后再检查绘制的建筑物模型是否超红线、后退距离及限高，并输出预警信息，最后依据各类模型的属性计算经济指标，导出平面布置图和经济指标表。
58.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
59.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
60.图1为基于实景三维平台建筑物快速设计方法示意图。
61.图2为基于实景三维平台建筑物快速设计方法。
62.图3为建筑物框架模型绘制示意图。
63.图4为建筑设计报告示意图。
64.图5为建筑物模型示意图。
具体实施方式
65.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
66.如图1和图2所示，本发明提供的基于实景三维平台建筑物快速设计方法，包括以下步骤：
67.三维平台初始化：构建实景三维平台；
68.数据库初始化：构建建筑设计信息数据库和建筑模型数据库；
69.绘制建筑物轮廓：在实景三维平台上绘制建筑物框架模型，设置建筑物框架模型各部分的属性值；
70.调用建筑物模型：从建筑模型数据库中调用建筑物模型，将建筑物模型布置于对应的建筑物框架模型中，设置建筑物模型的属性值；
71.如图3所示，图3为建筑物框架模型绘制示意图，建筑物模型属性值合规检测：获取建筑设计信息数据库中建筑设计规范数据并根据建筑设计规范数据检测绘制的建筑物框架模型和建筑物模型属性值是否符合建筑物设计规范要求，如果符合，则进入下一步继续绘制建筑物模型；如果不符合，则输出预警信息，要求绘图者确认下一步骤绘制方向，如果绘图者需要重新绘制，则重新绘制直到符合建筑设计规范数据的要求；如果绘图者根据实际情况确认该绘制的建筑物模型，则最终确定该建筑物模型，并进入下一步骤；
72.如图4所示，图4为建筑设计报告示意图，报告中包括经济指标表、平面布置图、建筑物框架模型、建筑物设计成果等部分的内容，其中，输出建筑物设计报表：当绘制完成所有的建筑物模型后，输出整个建筑设计报告，所述建筑设计报告包括建筑设计方案中的经济指标概算表、不同视角截图、建筑平面布置图、门窗数据表、墙体数据表等。
73.本实施例提供的建筑物框架模型的绘制是按照以下步骤来进行的：
74.在实景三维平台上确定建筑红线区域；
75.在建筑红线区域内确定待绘制区域；
76.在待绘制区域内绘制建筑物框架，所述建筑物框架包括建筑物类型、建筑物层数、建筑物轮廓类型；
77.如图5所示，图5为建筑物模型示意图，图中xiandai1
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10为不同风格的建筑模型，当需要调用或设置建筑物的风格样式，可以直接从数据库中调用，本实施例提供的建筑物模型调用是按照以下步骤来进行的：
78.确定建筑物框架模型中需要调用的建筑物模型；
79.在建筑物模型数据库中查询需要调用的建筑物模型的名称；
80.确定建筑物模型插入点并将建筑物模型插入建筑物框架模型中；
81.本实施例提供的建筑物模型的属性值是包括建筑物模型中的颜色、材质、尺寸、空间坐标、轮廓坐标。
82.本实施例提供的建筑模型数据库设置有门窗模型、屋顶模型、阳台模型、绿化带模型、水池模型、道路模型、车位模型、服务设施模型等。
83.本实施例提供的建筑设计信息数据库设置有红线规范信息、退让距离、公共绿地规范信息、间距规范信息。
84.本实施例在绘制建筑物轮廓和模型时，还包括以下步骤：
85.在实景三维平台选择需要绘制建筑物模型的绘制区域；
86.对绘制区域进行模型压平操作；
87.计算绘制区域的纹理贴图；
88.将文理贴图置入压平操作后的区域；
89.将需要绘制的建筑物轮廓或建筑物模型数据设置于绘制区域。
90.本实施例的纹理贴图是按照以下方法来计算的：
91.获取初始目标纹理贴图，将三维模型面片的顶点投影至所述初始目标纹理贴图中，得到初始目标纹理贴图坐标，根据初始目标纹理贴图坐标，计算所述初始目标纹理贴图中每个面片内像素的重心坐标，所述初始目标纹理贴图内像素填充为0；
92.根据已有原始纹理贴图映射关系，将三维模型面片的顶点投影至原始纹理贴图中，根据所述重心坐标，计算初始目标纹理贴图中的像素在原始纹理贴图中的纹理坐标；
93.根据所述初始目标纹理贴图中像素在原始纹理贴图中的纹理坐标，建立初始目标纹理贴图到原始纹理贴图的映射关系；
94.根据所述初始目标纹理贴图到原始纹理贴图的映射关系，从原始纹理贴图中拾取颜色放入初始目标纹理贴图中。
95.本实施例提供的建筑模型数据库：根据建筑设计规范及建筑物部件形成专业模型数据库；所述模型数据库包括构成建筑模型的个个建筑物部件，如：门、窗、柱、屋顶等，按照类别进行分类建立。本实施例提供的建筑模型是由各个建筑物部件组成。
96.本实施例提供的建筑物模型是由带属性的建筑物模型轮廓组成，该建筑物模型的建筑物部件可以进行分割、删减和赋予属性值等操作，这样就可以从建筑物模型数据库中快速调用，在实景三维数据中快速属于属性值，操作简单便捷。
97.本实施例提供的建筑物模型构建过程中可依据规范快速设置建筑物之间的间距、后退距离、限制高度，快速计算建筑物之间的间距、后退距离和限制高度，并依据属性字段进行计算距离，生成预警信息。
98.本实施例在实景三维模型上绘制带属性的点线面数据，其中赋予模型属性和点线面属性是为了便于计算建筑物设计中各种指标，如依据各类模型属性进行面积、距离等计算，形成经济指标表，可导出平面布置图，所述平面布置图包括建筑、绿化、红线、消防等。
99.本实施例提供的在实景三维平台上绘制建筑物模型首先绘制建筑物外轮廓线；输入建筑物层数及层高并自动形成体块模型；
100.然后批量选取需要绘制的建筑物模型的位置，从建筑模型数据库中快速选取建筑物模型置入实景三维平台进行替换，所述建筑物模型包括屋顶、小品、绿化和外立面色彩。
101.比如可以批量选取门、窗等其它部件位置，快速选取模型库里面的门窗模型进行替换，从模型库中选取模型，可以提高构建建筑物的速度，提高建筑物设计效率。
102.本实施例构建三维模型是基于存储于数据库中的多模式的模型库，使得调入的模型能进行多种设置，绘制模型时可以针对不同要求赋予不同建筑模型的属性，可以修改调入模型的大小、方向、形状、颜色、材料、高度；并对各个部件进行替换，使得构建的建筑物更
加丰富多样和快速修改。
103.如可以根据建筑设计绘制不同朝向、不同形状、不同颜色的门窗，这些属性可以在绘制时直接从模型自设的属性中选择。
104.克服了采用种植法建模的弊端，现有市场上三维建模的方法通常是采用种植方法，将模型调入后只能修改模型的大小，或通过旋转改变方向，构建的模型非常单一，为一个整体，并未对各个部件进行分割。
105.本实施例提供的建筑物退让距离是根据建筑红线和建筑设计规范要求来确定的，建筑红线，也称“建筑控制线”，建筑红线是规定建筑物应距离城市道路或用地红线的程度，按照要求各类建筑设置有后退距离；不同的建筑设计要求也不尽相同，后退距离还应当满足其它实际的要求。
106.在城市规划管理中，控制城市道路两侧沿街建筑物或构筑物(如外墙、台阶等)靠临街面的界线。任何临街建筑物或构筑物不得超过建筑红线。建筑红线一般由道路红线和建筑控制线组成。道路红线是城市道路(含居住区级道路)用地的规划控制线；建筑控制线是建筑物基底位置的控制线。基底与道路邻近一侧，一般以道路红线为建筑控制线。如果因城市规划需要，主管部门可在道路线以外另订建筑控制线，一般称后退道路红线。
107.本实施例提供的建筑退让距离按照以下步骤确定：
108.从建筑设计信息数据库获取建筑红线数据和建筑设计规范数据并计算得到建筑退让距离；
109.在实景三维平台上制作建筑模型，从建筑设计信息数据库中调入相应的建筑设计信息，放置于实景三维平台，在实景三维平台上形成对应的建筑设计单元，如生成楼房设计模型、绿化地设计模型、道路设计模型、消防设计模型等；
110.获取绘图当前坐标，计算绘图当前坐标到建筑后退红线的绘制距离；
111.判断绘制距离是否超过建筑后退距离，如果超过，则输出预警信息，如在对应的目标上高亮显示，或者弹出警告窗口，如果为超过，则保持当前绘制状态；
112.本实施例提供的绘制距离是按照以下步骤计算：
113.获取绘制建筑物时的当前坐标；
114.计算轮廓坐标到后退红线的距离；
115.选择最小距离，判断最小距离是否超过预设阈值，如果超过，则输出预警信息，如在对应的目标上高亮显示，或者弹出警告窗口，如果为超过，则保持当前绘制状态
116.本实施例提供的退让距离控制方法，通过确定建筑退让距离，当绘制的建筑物模型不满足退让或者绘制的建筑模型间不满足间距时都输出信息提示，及时修改，提高了绘制效率。
117.本实施例提供的建筑模型数据库中设置有墙体类别信息、阳台类别信息、玻璃信息、绿化地信息、植物信息。
118.从多途径获取建筑设计信息规整并存储建筑设计信息数据库中，所述数据库中存储有实景三维数据、城市级影像数据、设计方案模型、地块红线数据、交通数据、绿化范围数据、消防数据、标注点、距离线、地址名称中的一项或多项的组合。
119.本实施例构建实景三维平台用于展示设置于实景三维平台中的建筑设计信息；在实景三维平台上制作建筑模型，从数据库中调入相应的建筑设计信息，放置于实景三维平
台，在实景三维平台上形成对应的建筑设计单元，如生成楼房设计模型、绿化地设计模型、道路设计模型、消防设计模型等；
120.所述建筑设计信息数据库中还包括建筑设计规范信息，所述建筑设计规范信息包括建筑设计国家标准、地方标准和行业标准；所述建筑设计规范信息采用符合规范要求符号标识；
121.本实施例提供的建筑物规范目标检查，用于在建筑设计过程中检查建筑设计方案中各种建筑设计目标是否符合规范标准，首先选取待检查的建筑设计目标，获取该建筑设计目标的设计参数和属性，从数据库中调用对应的设计参数和属性的规范数据，判断待检查的建筑设计目标是否超出规范数据预设阈值，如果超出预设阈值，则输出警示信息，如在对应的目标上高亮显示，如改为超出预设阈值，则显示合标信息。
122.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。