一种用于变电站BIM模型文件的压缩方法及系统与流程

一种用于变电站bim模型文件的压缩方法及系统
技术领域
1.本发明涉及变电站bim模型信息化技术领域，特别涉及一种用于变电站 bim模型文件的压缩方法及系统。


背景技术：

2.建筑信息模型(building information modeling，bim)是在计算机辅助设计等技术的基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达，并具备数据共享、传递和协同的功能。bim技术因其可视化、协调性、模拟性、优化性、出图性等特点，而在基建、运维、造价等领域被广泛应用。但是三维模型由大量的几何信息与连接信息组成，原生三维设计文件三角面多、文件体量大，存在共享共用难、版本统一难、协同性差等问题，尤其是电网类资产密集型企业，三维模型的流畅交互与高效的共享共用是目前亟需解决的难题。目前所采用的rvt、gltf等三维格式，虽然对原生三维文件有一定的压缩，但是压缩程度远远达不到网页流畅应用的程度。
3.同时，现有技术中对这些三维格式的压缩方法以减面、塌陷为主，但是减面压缩存一个难题：如果减面太少，三维模型的体量压缩有限，无法支撑网页端流畅应用，如一个户内变电站的bim模型原生文件大约有800m，想要进行网页端深度应用，需要将其压缩至几十m左右，压缩程度需要远超业界标准；减面太多的话，三维模型容易失真，比如从圆形减面成了多边菱形。
4.故急需提供一种能够进行最大限度进行无损压缩的方法。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于变电站bim模型文件的压缩方法及系统，具有压缩率高、失真小以及压缩率可人工控制的优点。
6.为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，提供一种用于变电站bim三维模型文件的无损压缩方法，所述方法包括：
7.步骤s10，基于图形化操作界面，导入gltf格式的变电站bim三维模型文件；
8.步骤s11，对导入后的gltf文件从上往下按照节点进行拆解分析，获得其中每一个三维模型构件的字符组，所述字符组至少包括三维构件的几何信息字符串；
9.步骤s12，将所有三维构件的几何信息字符串进行模糊匹配，计算各个三维构件的模糊匹配的相似度，获得至少一个相似度超过预定阈值的三维构件分组；
10.步骤s13，将所述至少一个三维构件的分组进行展示，展示内容包括每一分组中具有代表性的三维模型构件的渲染画面、该分组中高相似度的三维构件数量；
11.步骤s14，响应用户对所有分组中至少部分的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组，将其中的三维模型构件的几何信息进行关联复用，每一组中只保留一个三维模型构件的几何信息，获得压缩后的标准三维模型文件。
12.优选地，所述步骤s11进一步包括：
13.步骤s110，对变电站bim的每一节点中所引用的网格对象进行别与读取，根据网格对象的索引号，获取其中的名称参数，将所述名称参数转换为汉字；
14.步骤s111，通过各网格对象所引用的访问器、缓冲区视图、缓冲区的内容，获取当前网格对象的几何信息，并将所述几何信息转换为长字符串；
15.步骤s112，基于网格对象有内容，形成每一三维模型构件的字符组，所述字符组包括三维构件的id、三维构件的名称以及三维构件的几何信息字符串。
16.优选地，所述步骤s12进一步包括：
17.将每一三维构件的几何信息字符串依次与其他三维构件中的几何信息字符串进行比较，以下述公式计算两个三维构件之间的相似度；
18.相邻度＝重复字符/总字符*100％；
19.将相互之间的相似度超过预定阈值的所有三维构件归入同一个三维构件分组，从而获得所有相似度超过预定阈值的三维构件分组。
20.优选地，所述步骤s14进一步包括：
21.步骤s140，响应用户的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组；
22.步骤s141，将每一所确定的三维构件分组中所有三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据进行合并，仅保留其中一个三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据；该分组中所有三维模型构件的缓冲区视图均关联所述保留的缓冲区中的几何信息。
23.优选地，进一步包括：
24.在对所述压缩后的标准三维模型文件进行前端渲染加载时，通过复制本分组中所保留的缓冲区中的几何信息来实现每个分组中三维模型构件的还原与展示。
25.相应地，作为本发明的另一方面，一种用于变电站bim三维模型文件的无损压缩系统，其特征在于，所述系统包括：
26.bim文件导入单元，用于基于图形化操作界面，导入gltf格式的变电站 bim三维模型文件；
27.分析处理单元，用于对导入后的gltf文件从上往下按照节点进行拆解分析，获得其中每一个三维模型构件的字符组，所述字符组至少包括三维构件的几何信息字符串；
28.匹配比较单元，用于将所有三维构件的几何信息字符串进行模糊匹配，计算各个三维构件的模糊匹配的相似度，获得至少一个相似度超过预定阈值的三维构件分组；
29.比较结果显示单元，用于将所述至少一个三维构件的分组进行展示，展示内容包括每一分组中具有代表性的三维模型构件的渲染画面、该分组中高相似度的三维构件数量；
30.压缩处理单元，用于响应用户对所有分组中至少部分的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组，将其中的三维模型构件的几何信息进行关联复用，每一组中只保留一个三维模型构件的几何信息，获得压缩后的标准三维模型文件。
31.优选地，所述分析处理单元进一步包括：
32.网络信息读取单元，用于对变电站bim的每一节点中所引用的网格对象进行别与读取，根据网格对象的索引号，获取其中的名称参数，将所述名称参数转换为汉字；
33.几何信息转换单元，用于通过各网格对象所引用的访问器、缓冲区视图、缓冲区的内容，获取当前网格对象的几何信息，并将所述几何信息转换为长字符串；
34.字符组形成单元，用于基于网格对象有内容，形成每一三维模型构件的字符组，所述字符组包括三维构件的id、三维构件的名称以及三维构件的几何信息字符串。
35.优选地，所述匹配比较单元进一步包括：
36.相似度计算单元，用于将每一三维构件的几何信息字符串依次与其他三维构件中的几何信息字符串进行比较，以下述公式计算两个三维构件之间的相似度；
37.相邻度＝重复字符/总字符*100％；
38.特定分组确定单元，用于将相互之间的相似度超过预定阈值的所有三维构件归入同一个三维构件分组，从而获得所有相似度超过预定阈值的三维构件分组。
39.优选地，所述压缩处理单元，进一步包括：
40.压缩对象确定单元，用于响应用户的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组；
41.压缩单元，用于将每一所确定的三维构件分组中所有三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据进行合并，仅保留其中一个三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据；该分组中所有三维模型构件的缓冲区视图均关联所述保留的缓冲区中的几何信息。
42.优选地，进一步包括：
43.复制处理单元，用于在对所述压缩后的标准三维模型文件进行前端渲染加载时，通过复制本分组中所保留的缓冲区中的几何信息来实现每个分组中三维模型构件的还原与展示。
44.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
45.本发明提供了一种用于变电站bim三维模型文件的无损压缩方法及系统。其基于gltf内容标准，通过几何信息的对比，发现高相似度的三维构件，然后将高相识度的三维构件进行压缩，只保留一个三维构件的几何信息，在前端渲染加载时，通过复制的方式实现三维模型文件的还原与展示，从而可以实现三维模型文件最大限度的无损压缩，为基于网页的流畅浏览与高效交互提供支撑；
46.与传统减面压缩的方法比，本方法压缩率高，不会失真，而且压缩比例可以根据管理颗粒度进行自由定义，其瘦身的比例与构件是可以预知，可以人为选择控制的，具有很好的灵活性。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
48.图1为本发明提供的一种用于变电站bim模型文件的压缩方法的一个实施例的主流程示意图；
49.图2为本发明涉及的gltf文件的结构示意图；
50.图3为图1中涉及的高相似度的三维模型构件的显示界面示意图；
51.图4为压缩前后的三维模型文件存储方式对比图；
52.图5为本发明提供的一种用于变电站bim模型文件的压缩系统的一个实施例的结构示意图；
53.图6为图5中分析处理单元的结构示意图；
54.图7为图5中匹配比较单元的结构示意图；
55.图8为图5中压缩处理单元的结构示意图。
具体实施方式
56.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
57.如图1所示，示出了为本发明提供的一种用于变电站bim模型文件的压缩方法的一个实施例的主流程示意图；一并结合图2至图4所示，在本实施例中，所述方法包括如下步骤：
58.步骤s10，基于图形化操作界面，导入gltf格式的变电站bim三维模型文件；
59.可以理解的是，gltf格式是界面常用的bim三维模型文件的格式，其具有兼容性强以及使用友好的特点，可以实现实时渲染应用。
60.步骤s11，对导入后的gltf文件从上往下按照节点进行拆解分析，获得其中每一个三维模型构件的字符组，所述字符组至少包括三维构件的几何信息字符串；
61.可以理解的是，glti文件的格式如图2所示，一般地，其中，场景(scene) 为三维场景结构描述条目，它通过引用节点(node)来定义场景图。节点(node) 表示场景图中的一个节点，可以引用更多的子节点。而网格中(mesh)描述了场景中出现的3d对象的网格数据，它引用的访问器(accessor)对象可以用来访问真实的几何数据。一个缓冲区视图(bufferview)代表一个缓冲区(buffer) 的切片。一个缓冲区(buffer)代表一个原始的二进制数据块，没有层级结构，缓冲区通过uri来定位数据。这个uri可以指向一个外部的文件(.bin文件)，或是在json中直接对数据进行二进制编码，该数据块中的数据可以是顶点属性数据、索引数据、蒙皮信息、关键帧动画等。故可以理解的是，bim三维模型文件中的几何文件是通过该缓冲区来实现的。
62.在一个具体的例子中，可以将网格对象当作最小颗粒度的复用对象进行识别与解析。所述步骤s11进一步包括：
63.步骤s110，对变电站bim的每一节点中所引用的网格对象进行别与读取，根据网格对象的索引号，获取其中的名称参数，将unicode编码的名称参数转换为汉字；
64.步骤s111，通过各网格对象所引用的访问器、缓冲区视图、缓冲区的内容，获取当前网格对象的几何信息，并将所述几何信息转换为长字符串；
65.步骤s112，基于网格对象有内容，形成每一三维模型构件的字符组，所述字符组包括三维构件的id、三维构件的名称以及三维构件的几何信息字符串，其中，三维构件的id一般为一个16位的随机唯一码。
66.步骤s12，将所有三维构件的几何信息字符串进行模糊匹配，计算各个三维构件的模糊匹配的相似度，获得至少一个相似度超过预定阈值的三维构件分组。
67.在一个具体的例子中，所述步骤s12进一步包括：
68.将每一三维构件的几何信息字符串依次与其他三维构件中的几何信息字符串进行比较，以下述公式计算两个三维构件之间的相似度；
69.相邻度＝重复字符/总字符*100％；
70.将相互之间的相似度超过预定阈值的所有三维构件归入同一个三维构件分组，从而获得所有相似度超过预定阈值的三维构件分组。可以理解的是，所述预定阈值可以根据需要进行人工设置，例如在一个实施例中，可以将该阈值设置为97％，故此时，系统只会抓取相识度≥97％的三维构件清单；
71.步骤s13，将所述至少一个三维构件的分组进行展示，展示内容包括每一分组中具有代表性的三维模型构件的渲染画面、该分组中高相似度的三维构件数量；如图3中所示，即示出了一个展示画面，其中可以展示每组中一个典型的三维模型构件的渲染画面以及相应的数量，从中可以看出，其中一种配电箱具有两个高相似度三维构件，而一种变压器具有七个高相似度的三维构件；等等。
72.步骤s14，响应用户对所有分组中至少部分的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组，将其中的三维模型构件的几何信息进行关联复用，每一组中只保留一个三维模型构件的几何信息，获得压缩后的标准三维模型文件。
73.在一个具体的例子中，所述步骤s14进一步包括：
74.步骤s140，响应用户的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组；继续结合前述图3所示，其中，在每一组图片的右上侧均设置有一个选择框，如果勾选，则表示对本组进行压缩处理。在一些例子中，也可以将所有的分组的该选择框默认设置为选择，从用户进行反勾选。
75.步骤s141，将每一所确定的三维构件分组中所有三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据进行合并，仅保留其中一个三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据；该分组中所有三维模型构件的缓冲区视图均关联所述保留的缓冲区中的几何信息。可以理解的是，在图3中勾选完成后，可以点选右上角的“一键压缩”按钮，来启动本步骤的操作内容。
76.如图4所示，示出了压缩前后的三维模型文件存储方式的一个对比示意图；从图中可以看出，在压缩前，需要分别存储变压器1、变压器2、配电柜1、配电柜2以及配电柜3所对应的几何数据；而在压缩后，只需存储一个变压器以及一个配电柜对应的几何数据。
77.故明显节省了三维模型文件的存储数据量，便于存储以及传输。
78.可以理解的是，本发明所提供的方法进一步包括：
79.在对所述压缩后的标准三维模型文件进行前端渲染加载时，通过复制本分组中所保留的缓冲区中的几何信息来实现每个分组中三维模型构件的还原与展示。
80.可以理解的是，本发明提供了一种新型的gltf文件的压缩方法，其基于 gltf内容标准，通过几何信息的对比，发现高相似度的三维构件，然后将高相识度的三维构件进行压缩，只保留一个三维构件的几何信息，在前端渲染加载时，通过复制的方式实现三维模型文件的还原与展示，从而可以实现三维模型文件最大限度的无损压缩，为基于网页的流畅浏览与高效交互提供支撑，据变电站三维项目中的实验统计，在变电站三维模型压缩领域，本方法比传统默认的方法压缩率提升了大约20％(资产相似度越高，压缩率越高)；与传统减面压缩的方法比，本方法压缩率高，且不会失真，同时压缩比例可以根据管理颗粒度进行自由定义，其瘦身的比例与构件是可以预知，可以人为选择控制的，具有很好的灵活性。本发明提供本方法非常适合管理颗粒度高、资产密集的电网类企业。
81.如图5所示，示出了本发明提供的一种用于变电站bim三维模型文件的无损压缩系统一个实施例的结构示意图。一并结合图6至图8所示，在本实施例中，所述系统1包括：
82.bim文件导入单元10，用于基于图形化操作界面，导入gltf格式的变电站bim三维模型文件；
83.分析处理单元11，用于对导入后的gltf文件从上往下按照节点进行拆解分析，获得其中每一个三维模型构件的字符组，所述字符组至少包括三维构件的几何信息字符串；
84.匹配比较单元12，用于将所有三维构件的几何信息字符串进行模糊匹配，计算各个三维构件的模糊匹配的相似度，获得至少一个相似度超过预定阈值的三维构件分组；
85.比较结果显示单元13，用于将所述至少一个三维构件的分组进行展示，展示内容包括每一分组中具有代表性的三维模型构件的渲染画面、该分组中高相似度的三维构件数量；
86.压缩处理单元14，用于响应用户对所有分组中至少部分的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组，将其中的三维模型构件的几何信息进行关联复用，每一组中只保留一个三维模型构件的几何信息，获得压缩后的标准三维模型文件；以及
87.复制处理单元15，用于在对所述压缩后的标准三维模型文件进行前端渲染加载时，通过复制本分组中所保留的缓冲区中的几何信息来实现每个分组中三维模型构件的还原与展示。
88.如图6所示，在一个具体的例子中，所述分析处理单元11进一步包括：
89.网络信息读取单元110，用于对变电站bim的每一节点中所引用的网格对象进行别与读取，根据网格对象的索引号，获取其中的名称参数，将所述名称参数转换为汉字；
90.几何信息转换单元111，用于通过各网格对象所引用的访问器、缓冲区视图、缓冲区的内容，获取当前网格对象的几何信息，并将所述几何信息转换为长字符串；
91.字符组形成单元112，用于基于网格对象有内容，形成每一三维模型构件的字符组，所述字符组包括三维构件的id、三维构件的名称以及三维构件的几何信息字符串。
92.如图7所示，在一个具体的例子中，所述匹配比较单元12进一步包括：
93.相似度计算单元120，用于将每一三维构件的几何信息字符串依次与其他三维构件中的几何信息字符串进行比较，以下述公式计算两个三维构件之间的相似度；
94.相邻度＝重复字符/总字符*100％；
95.特定分组确定单元121，用于将相互之间的相似度超过预定阈值的所有三维构件归入同一个三维构件分组，从而获得所有相似度超过预定阈值的三维构件分组。
96.如图8所示，在一个具体的例子中，所述压缩处理单元14进一步包括：
97.压缩对象确定单元140，用于响应用户的选取操作，确定需要压缩的三维构件分组；
98.压缩单元141，用于将每一所确定的三维构件分组中所有三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据进行合并，仅保留其中一个三维模型构件对应的缓冲区中的几何数据；该分组中所有三维模型构件的缓冲区视图均关联所述保留的缓冲区中的几何信息。
99.更多细节，可以参考并结合前述对图1至图4的描述，在此不进行赘述。
100.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
101.本发明提供了一种用于变电站bim三维模型文件的无损压缩方法及系统。其基于gltf内容标准，通过几何信息的对比，发现高相似度的三维构件，然后将高相识度的三维构件进行压缩，只保留一个三维构件的几何信息，在前端渲染加载时，通过复制的方式实现三
维模型文件的还原与展示，从而可以实现三维模型文件最大限度的无损压缩，为基于网页的流畅浏览与高效交互提供支撑；
102.与传统减面压缩的方法比，本方法压缩率高，不会失真，而且压缩比例可以根据管理颗粒度进行自由定义，其瘦身的比例与构件是可以预知，可以人为选择控制的，具有很好的灵活性。
103.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
104.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
105.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。