BIM模型轻量化还需要解决哪些问题?

2021年3月31日
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目前,国内轨道交通BIM应用正在大力推进,但由于轨道交通体量大、呈带状分布等特征,严重制约着在轨道交通BIM技术的应用。因此,本文研究了BIM模型轻量化的问题,针对轨道交通BIM模型进行轻量化,并应用于具体项目中,以保证在低端设备对BIM的浏览和管理起到了很好的作用。 目前,轨道交通项目正如火如荼地快速推进,BIM技术成为轨道交通建设管理方面出现的新途径和办法,应用也日益广泛,除了国家层面的推进外,行业和地方也在大力推进BIM技术在轨道交通行业的应用。

通过在轨道交通行业的BIM应用可以发现,轨道交通行业BIM模型的体量巨大,再加上其呈带状分布,对计算机的性能提出了严峻挑战。如若要顺畅地进行BIM设计,需要采购高端的图形工作站,成本巨大,对一些小型企业,成本无法接受。在业主层面,也不可能买高端的图形工作站到现场去进行BIM应用,为此,为提高BIM应用在设计、施工、运维等方面的优势,就需要通过减少模型的体量(包括减少点、面等数量),对模型进行实例化等对BIM模型进行轻量化,以保证模型的轻量化程度。 轻量化的方法研究 目前,对BIM轻量化的方法比较多,大致就是删除相关顶点、对面片进行折叠、LOD等,如果简化更厉害一点,则是将内层模型删除,只显示外层模型,这种简化方式,存在的最大问题是无法查询内部构件信息。有的在此简化的基础上,对外围的面片进一步优化,将外围作为一个整体,模型体积进一步减少,这样就与3D模型一样了,不能实现BIM信息化的价值。本文提出的轻量化方法主要体现在两个方面。 几何模型简化 对几何体的轻量化表现在对顶点、面等删除操作,减少三角面片,但是减少的三角面片不能影响构件的完整性。常见的如边折叠算法是几何元素删除法中比较常用的一种方法,算法的核心思路是:通过计算每条边进行折叠时所需的代价,并对其进行排序,从代价最小的边开始对边进行折叠,直至所有边不能折叠为止。将V1、V2两点之间的直线L退化成一个新点V,将点V1移动到新点V的位置上,并将所有与V2相关的边与新点V相连接,最后将退化的三角形与边删除。 以上方法进行简化的程度还不够,还需要对模型进行实例化,即相同的模型只留一个模型,其他的只留一个镜像,并对几何模型的拓扑结构进行重组,去掉重复点、面等,从而使模型体量进一步减小。 至于对数据量的轻量化方面,可通过如下的一些手段。

①比较常见的模式,将BIM设计的各阶段数据进行分解,每个阶段所能带的数据仅限一部分,不用全部带,这样就可以减少部分数据量,这种方式在市面上应用的比较多。

②对大量重复出现的数据进行镜像,只存一份,与几何模型类似,其他的用索引号代替。

③进行数据压缩,根据相关算法对数据库中存储的数据进行压缩,从而减少数据量,只是在读取时需要解压,需要高效的解压算法与之配套。部分厂家为了保护数据的安全,在此还进行了数据加密等操作。

1.3显示简化 在减少模型体量上,还有一个应用非常流行的做法,即LOD方法,主要应用于显示层面,在几何模型的处理上主要是构件模型的显示层级,根据层级的显示细节对模型进行轻量化处理。

1.4BIM模型简化的效果 在本次开发的系统中,通过开发插件,可将BIM模型快速轻量化为较小的模型,并可根据用户的需要,快速在BIM和GIS端展示,并可实现BIM与GIS交互。

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