本發(fā)明涉及建筑數(shù)據(jù)數(shù)字化管理，尤其涉及一種基于bim技術(shù)的建筑信息管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、建筑信息模型(bim)是一種通過(guò)數(shù)字化手段對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行全面管理的方法。它不僅僅是一種設(shè)計(jì)工具，更是整個(gè)建筑生命周期的信息集成平臺(tái)。通過(guò)bim，建筑專(zhuān)業(yè)人員可以在項(xiàng)目的各個(gè)階段共享、管理和分析建筑相關(guān)數(shù)據(jù)，從而提升設(shè)計(jì)質(zhì)量、優(yōu)化施工流程并降低運(yùn)營(yíng)成本。

2、盡管bim中包含了豐富的數(shù)據(jù)資源，但在實(shí)際應(yīng)用中，從業(yè)者的技術(shù)水平參差不齊，建筑項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)情況復(fù)雜多變。這導(dǎo)致了信息錄入的完整性無(wú)法保證，數(shù)據(jù)缺失成為了一個(gè)普遍存在的問(wèn)題。缺乏完整的數(shù)據(jù)會(huì)嚴(yán)重阻礙bim技術(shù)的正常應(yīng)用，限制了其在建筑行業(yè)推廣的速度和廣度。

3、因此，人們急需一種能夠在數(shù)據(jù)缺失的情況下進(jìn)行工作的基于bim技術(shù)的建筑信息管理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明提供一種基于bim技術(shù)的建筑信息管理系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中bim技術(shù)無(wú)法在數(shù)據(jù)缺失的情況下正常應(yīng)用的問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供了一種基于bim技術(shù)的建筑信息管理系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)解析模塊，用于基于bim模型，得到目標(biāo)實(shí)體的形狀建模數(shù)據(jù)；

4、模型建立模塊，用于建立三維網(wǎng)格空間，并基于形狀建模數(shù)據(jù)在三維網(wǎng)格空間中建模，得到三維網(wǎng)格空間中的目標(biāo)實(shí)體模型；

5、數(shù)據(jù)編碼模塊，用于根據(jù)三維網(wǎng)格空間和目標(biāo)實(shí)體模型的覆蓋關(guān)系進(jìn)行編碼，得到三維輸入矩陣，三維輸入矩陣中每個(gè)元素分別對(duì)應(yīng)三維網(wǎng)格空間中的一個(gè)網(wǎng)格，三維輸入矩陣中每個(gè)元素的值用于表征其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格內(nèi)的部分目標(biāo)實(shí)體模型；

6、種類(lèi)識(shí)別模塊，用于將三維輸入矩陣輸入至預(yù)設(shè)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，得到預(yù)設(shè)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)；

7、信息補(bǔ)充模塊，用于基于目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)，在bim系統(tǒng)中補(bǔ)充目標(biāo)實(shí)體的建筑信息。

8、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：基于bim模型，得到目標(biāo)實(shí)體的形狀建模數(shù)據(jù)，包括：

9、獲取輸入的表征目標(biāo)實(shí)體的范圍選擇數(shù)據(jù)，基于范圍選擇數(shù)據(jù)，根據(jù)bim模型得到目標(biāo)實(shí)體的bim形狀數(shù)據(jù)；

10、基于bim形狀數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)實(shí)體的step格式的通用模型數(shù)據(jù)；

11、獲取通用模型數(shù)據(jù)中的實(shí)體編號(hào)、每個(gè)實(shí)體編號(hào)對(duì)應(yīng)的位置信息和形狀信息，作為目標(biāo)實(shí)體的形狀建模數(shù)據(jù)。

12、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：建立三維網(wǎng)格空間，并基于形狀建模數(shù)據(jù)在三維網(wǎng)格空間中建模，得到三維網(wǎng)格空間中的目標(biāo)實(shí)體模型，包括：

13、建立三維網(wǎng)格空間并獲取三維網(wǎng)格空間的尺寸數(shù)據(jù)；

14、基于三維網(wǎng)格空間的尺寸數(shù)據(jù)、形狀建模數(shù)據(jù)中的位置信息和形狀信息，對(duì)位置信息進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)；

15、基于三維網(wǎng)格空間的尺寸數(shù)據(jù)、形狀建模數(shù)據(jù)中的位置信息和形狀信息，對(duì)形狀信息進(jìn)行縮放，得到標(biāo)準(zhǔn)形狀數(shù)據(jù)；

16、基于實(shí)體編號(hào)、每個(gè)實(shí)體編號(hào)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)位置信息和標(biāo)準(zhǔn)形狀信息，在三維網(wǎng)格空間中進(jìn)行建模，得到三維網(wǎng)格空間中的目標(biāo)實(shí)體模型。

17、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：根據(jù)三維網(wǎng)格空間和目標(biāo)實(shí)體模型的覆蓋關(guān)系進(jìn)行編碼，得到三維輸入矩陣，包括：

18、獲取目標(biāo)網(wǎng)格，目標(biāo)網(wǎng)格為三維網(wǎng)格空間中的一個(gè)網(wǎng)格；

19、計(jì)算目標(biāo)網(wǎng)格中，目標(biāo)實(shí)體模型的空間占比，并對(duì)空間占比進(jìn)行歸一化，得到目標(biāo)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的三維輸入矩陣的元素值。

20、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：預(yù)設(shè)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、至少一個(gè)三維卷積層、至少一個(gè)池化層、至少一個(gè)全連接層和輸出層，其中輸入層位于預(yù)設(shè)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的首層，輸入層后連接一個(gè)三維卷積層，輸出層位于預(yù)設(shè)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的末層，輸出層前連接一個(gè)全連接層，其他三維卷積層、池化層和全連接層排列組合地依次連接于輸入層后的三維卷積層和輸出層前的全連接層之間。

21、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：輸入層后的三維卷積層包括形狀三維卷積層、長(zhǎng)邊緣卷積層、寬邊緣卷積層、高邊緣卷積層和融合層，其中形狀三維卷積層、長(zhǎng)邊緣卷積層、寬邊緣卷積層和高邊緣卷積層的輸入端均連接輸入層，形狀三維卷積層、長(zhǎng)邊緣卷積層、寬邊緣卷積層和高邊緣卷積層的輸出端均連接融合層的輸入端，其中，形狀三維卷積層用于檢測(cè)目標(biāo)實(shí)體模型的形狀特征，長(zhǎng)邊緣卷積層用于檢測(cè)目標(biāo)實(shí)體模型在長(zhǎng)維度上的形狀邊緣特征、寬邊緣卷積層用于檢測(cè)目標(biāo)實(shí)體模型在寬維度上的形狀邊緣特征、高邊緣卷積層用于檢測(cè)目標(biāo)實(shí)體模型在高維度上的形狀邊緣特征，融合層用于在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上分別將長(zhǎng)邊緣卷積層、寬邊緣卷積層和高邊緣卷積層的輸出結(jié)果疊加融合至形狀三維卷積層的輸出結(jié)果中，并輸出第一卷積三維矩陣。

22、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：三維網(wǎng)格空間在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的尺寸均為n；形狀三維卷積層的卷積核在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的尺寸均為a，其中a和n均為正整數(shù)并且a小于n，形狀三維卷積層的卷積核用于在輸入三維矩陣的長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上分別步進(jìn)式移動(dòng)，形狀三維卷積層用于輸出形狀特征三維矩陣；長(zhǎng)邊緣卷積層的卷積核在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的尺寸分別為n、a和a，長(zhǎng)邊緣卷積層的卷積核用于在輸入三維矩陣的寬和高兩個(gè)維度上分別步進(jìn)式移動(dòng)，長(zhǎng)邊緣卷積層用于輸出長(zhǎng)邊緣特征二維矩陣；寬邊緣卷積層的卷積核在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的尺寸分別為a、n和a，寬邊緣卷積層的卷積核用于在輸入三維矩陣的長(zhǎng)和高兩個(gè)維度上分別步進(jìn)式移動(dòng)，長(zhǎng)邊緣卷積層用于輸出寬邊緣特征二維矩陣；高邊緣卷積層的卷積核在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的尺寸分別為a、a和n，高邊緣卷積層的卷積核用于在輸入三維矩陣的長(zhǎng)和寬兩個(gè)維度上分別步進(jìn)式移動(dòng)，高邊緣卷積層用于輸出高邊緣特征二維矩陣。

23、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：融合層用于在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上分別將長(zhǎng)邊緣特征二維矩陣、寬邊緣特征二維矩陣和高邊緣特征二維矩陣疊加融合至形狀特征三維矩陣中，并輸出第一卷積三維矩陣，對(duì)應(yīng)的公式為：

24、

25、其中，表示第一卷積三維矩陣中在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的坐標(biāo)分別為i、j和k的元素的值，表示形狀特征三維矩陣中在長(zhǎng)、寬和高三個(gè)維度上的坐標(biāo)分別為i、j和k的元素的值，表示長(zhǎng)邊緣特征二維矩陣中在寬和高兩個(gè)維度上的坐標(biāo)分別為j和k的元素的值，表示寬邊緣特征二維矩陣中在長(zhǎng)和高兩個(gè)維度上的坐標(biāo)分別為i和k的元素的值，表示高邊緣特征二維矩陣中在長(zhǎng)和寬兩個(gè)維度上的坐標(biāo)分別為i和j的元素的值，w0表示融合層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)與形狀三維卷積層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)重值，w1表示融合層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)與長(zhǎng)邊緣卷積層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)重值，w2表示融合層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)與寬邊緣卷積層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)重值，w3表示融合層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)與高邊緣卷積層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)重值，bi,j,k表示融合層中元素對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的偏置值，f()為預(yù)設(shè)激活函數(shù)，m為形狀特征三維矩陣在長(zhǎng)維度上的元素?cái)?shù)量。

26、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：輸出層包括多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，多個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)分別和與輸出層相鄰全連接層中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，輸出節(jié)點(diǎn)的數(shù)量等于目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)的預(yù)設(shè)種類(lèi)數(shù)量，每個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)預(yù)設(shè)種類(lèi)，輸出節(jié)點(diǎn)用于輸出目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)是其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)種類(lèi)的概率值。

27、本發(fā)明還提供一個(gè)優(yōu)選的方案：建筑信息包括材料信息、屬性信息、成本信息、空間信息和結(jié)構(gòu)信息；基于目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)，在bim系統(tǒng)中補(bǔ)充目標(biāo)實(shí)體的建筑信息，包括：

28、在bim系統(tǒng)中檢索與目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)同種類(lèi)的實(shí)體；

29、獲取bim系統(tǒng)中與目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)同種類(lèi)的實(shí)體的材料信息，作為目標(biāo)實(shí)體的材料信息；

30、基于目標(biāo)實(shí)體的材料信息，補(bǔ)充目標(biāo)實(shí)體的屬性信息、成本信息、空間信息和結(jié)構(gòu)信息。

31、采用上述實(shí)施例的有益效果是：

32、本發(fā)明提供一種基于bim技術(shù)的建筑信息管理系統(tǒng)，其通過(guò)數(shù)據(jù)解析模塊基于bim模型得到目標(biāo)實(shí)體的形狀建模數(shù)據(jù)，然后通過(guò)模型建立模塊建立三維網(wǎng)格空間并在三維網(wǎng)格空間中建模，得到目標(biāo)實(shí)體模型，再利用數(shù)據(jù)編碼模塊根據(jù)三維網(wǎng)格空間和目標(biāo)實(shí)體模型的覆蓋關(guān)系進(jìn)行編碼，得到三維輸入矩陣，之后通過(guò)種類(lèi)識(shí)別模塊利用三維輸入矩陣和預(yù)設(shè)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別得到目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)，最后通過(guò)信息補(bǔ)充模塊基于目標(biāo)實(shí)體種類(lèi)在bim系統(tǒng)中補(bǔ)充目標(biāo)實(shí)體的建筑信息。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于bim系統(tǒng)中最重要且最基礎(chǔ)的形狀信息，即形狀建模數(shù)據(jù)，在三維網(wǎng)格空間中進(jìn)行建模，利用三維網(wǎng)格空間和目標(biāo)實(shí)體模型的覆蓋關(guān)系完成實(shí)體形狀的編碼，這樣便可以通過(guò)三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成實(shí)體種類(lèi)的識(shí)別，進(jìn)而基于目標(biāo)實(shí)體的種類(lèi)自動(dòng)補(bǔ)充目標(biāo)實(shí)體缺失的其他信息，這樣整個(gè)bim系統(tǒng)便可以基于自動(dòng)填充的建筑信息暫時(shí)先開(kāi)始工作，并在后續(xù)信息錄入時(shí)再進(jìn)行更改，解決了現(xiàn)有技術(shù)中bim技術(shù)無(wú)法在數(shù)據(jù)缺失的情況下正常應(yīng)用的問(wèn)題。