一种基于CAD的室内空间数据提取与网格模型构建方法

技术特征：
1.一种基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤s10:根据建筑平面图标准规范，采用基于先验规则的方法提取cad dxf图纸中的块元素代表的部分空间元素，将提取的空间元素以简化的几何元素保存在内存中；步骤s20：对于建筑构建中的直线与弧线墙元素，采用层次聚类的方法根据两种类型元素特点设计对应的聚类距离测度，获取测度阈值下的墙体类簇；步骤s30：根据直线与弧线数据特点，对类簇进行中线提取，并进行连通性的恢复，得到初步简化的室内平面结构；步骤s40：采用拓扑构面算法由简化后的室内平面数据中提取房间元素，并利用原始的cad中的标签数据进行房间元素的标定；步骤s50：利用全球离散格网框架h3将步骤10和步骤40中产生的空间元素转换为格网模型对应的网格数据。2.根据权利要求1所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：步骤s11：判断建筑平面图中设计规范固定的门元素、楼梯元素、电梯元素的几何体征；所述门元素中，弧线用于构成门的开合路径而连接弧线端点和圆弧心的直线段则用来表示门的闭合状态；以这两个特征即可判断该块元素为门元素。3.根据权利要求1所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：步骤s21，对直线墙元素和弧线墙元素进行自底向上的单链接层次聚类，通过遍历所有墙元素，计算两两之间的距离测度是否满阈值要求，形成链式的类簇。4.根据权利要求3所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：在步骤s21中，直线墙元素的距离测度为两条直线相互之间投影距离的均值，若是相互之间无投影，或斜率相差较大则代表距离无限大；弧线墙元素的距离测度有两个，分别是圆弧的半径和圆心的欧式距离，若是参与距离的两圆弧角度不重叠，代表距离无限大。5.根据权利要求1所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：步骤s31：直线与圆弧墙元素聚类得到类簇后，每一个类簇代表一段墙元素；针对两种类型类簇计算直线与弧线的中线，弧线的中线计算方式为采用类簇圆心重心作为中线圆心，采用类簇平均半径作为中线半径得到新的弧线中线；直线中线计算方式为计算类簇平均斜率作为直线斜率，计算类簇投影距离均值最远的一组直线，取长边作为被投影边，短边作为投影边，得到短边在长边上的投影。6.根据权利要求5所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：步骤s32：计算投影的端点和短边参与投影部分的端点均值；改均值为直线中线经过的点；同时根据门的宽度作为阈值，对于端点阈值范围内存在其他墙元素的中线标记为需要参与连通性恢复的中线，使用逐步延长的线生长算法恢复墙体的连通性。7.根据权利要求1所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在
于：步骤s41：使用包含桥、悬浮边、孔洞等情况的左转算法作为拓扑构面算法，得到房间元素之后；通过cad中的标签插入点位置判断是否在房间元素内部，将对应的标签赋值给房间元素。8.根据权利要求1所述的基于cad的室内空间数据提取与网格模型构建方法，其特征在于：步骤s51：获取所有空间元素，并计算得到空间元素的角点；由元素角点形成的地理围栏中包含了整个空间元素在地球中的具体位置，采用层次为15层的室内数据级别全球离散格网剖分所有空间元素；每个空间元素都可以根据其自身的几何类型得到对应的全球离散格网集；由对应全球离散格网集及其属性数据等组成室内离散格网模型。

技术总结
本发明公开了一种基于CAD的室内空间数据提取与网格模型构建方法，属于模型构建技术领域，包括以下步骤：步骤S1:采用先验规则的方法提取CAD DXF图纸中的块元素代表的部分空间元素，步骤S2：对于建筑构建中的直线与弧线墙元素，步骤S3：根据直线与弧线数据特点，对类簇进行中线提取，并进行连通性的恢复，得到初步简化的室内平面结构；步骤S4：采用拓扑构面算法由简化后的室内平面数据中提取房间元素，步骤S5：利用全球离散格网框架H3将步骤1和步骤4中产生空间元素转换为格网模型对应的网格数据。本发明可实现基于DXF格式的建筑图纸空间数据自动提取和网格模型的自动构建，能够有效地解决图纸中空间元素的提取问题，减少了室内网格模型的人工构建成本。模型的人工构建成本。


技术研发人员：张爱国 曾庆权 苏世星 胡家豪
受保护的技术使用者：厦门理工学院
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2022/12/30