一种用于BIM模型数据的轻量化、加密存储方法与流程

一种用于bim模型数据的轻量化、加密存储方法
技术领域
1.本发明涉及数据存储、安全领域，具体地说，涉及一种用于bim模型数据的轻量化、加密存储方法。


背景技术：

2.bim是建筑信息模型的简称，是一种建筑全生命周期信息化管理技术，而它管理技术的核心基础就是三维可视化的建筑模型。
3.将规划、设计、建造、运营等各阶段的数据资料全部包含在3d模型中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能根据精确完整的数据做出有效，正确的决策。
4.bim究其根本是建立在模型基础上的一个大数据平台，模型最终会以多维度，多功能，多用途展示在各种终端显示设备上，而如今的超高层，超复杂建筑工程比比皆是，通过设计软件生成的bim数据非常庞大，而转换生成的bim几何数据也必然会很大。这对终端设备能否快速的完成bim数据传输提出了严峻的考验。如果是配置超高的计算机完全可以胜任这种工作，但事实是，在移动化普及的今天，如果bim技术不能在手机，平板上使用，那么必然导致难以普及、大规模投入使用。
5.现有技术对于bim模型数据量较大的文件，传输速度慢、传输时间长，对于各端口的硬件要求也非常之高，其次数据安全性也得不到很好的保障，使用文本方式传输不仅慢，通过简单的手段也能看到其数据结构和内容，数据安全性差，对于重要项目难以投入使用。
6.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的中对bim模型数据量较大的文件，传输速度慢、传输时间长，以及文件传输安全性差的问题，为解决该问题，本发明提供一种用于bim模型数据的轻量化、加密存储方法。
8.为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
9.本发明提出了一种用于bim模型数据的轻量化、加密存储方法，包括，s1.获取bim模型的基本几何数据；
10.s2.将获得的基本几何数据以二进制文件形式存储；
11.s3.对基本几何数据的二进制文件数据校验。
12.优选的，获取bim模型的基本几何数据，包括，
13.获取工程信息数据中的三维图形信息，对三维图形信息进行数据提取，得到三维图形的基本几何数据；
14.存储基本几何数据，或者
15.将三维图形信息以基本几何数据的形式存储；
16.基本几何数据可通过参数化建模，构建三维图形，或者
17.可通过终端的图形软件，显示出三维图形。
18.优选的，获取bim模型的基本几何数据，包括，
19.获取轻量化bim模型的基本几何数据前，对bim模型进行几何参数多边形化处理，得到网格模型；
20.对网格模型进行编码压缩，得到轻量化bim模型；.
21.对轻量化bim模型获取基本几何数据。
22.优选的，对bim模型进行几何参数多边形化处理前，删除bim模型中与模型结构无关的非关键信息。
23.优选的，提取bim模型的模型文件信息，在模型文件信息中删除与模型结构无关的非关键信息。
24.优选的，模型文件信息包括，坐标系定义信息、几何形状描述信息、特征参数信息、制造信息、属性信息和历史记录信息。
25.优选的，基于无损压缩编码算法对网格模型进行编码压缩，得到轻量化模型。
26.优选的，基于游程编码、lzw编码、huffman编码或算术编码算法对所述网格模型进行编码压缩，得到轻量化模型。
27.优选的，通过制图软件的应用程序接口，提取bim模型中的工程信息数据。
28.优选的，对基本几何数据的二进制文件采用crc算法进行数据校验。
29.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
30.本发明，通过获取bim模型的基本几何数据，对bim模型数据进行存储，有效降低了bim模型的数据量，使bim模型更便于传输、读取，便于终端存储、读取bim模型，通过将基本几何数据以二进制文件形式存储，并对基本几何数据的二进制文件数据校验，一方面可以降低数据量，另一方面，具有加密的效果，使数据传输更加安全。
31.本发明，有效降低了终端设备的存储压力，并保证了数据安全，让bim技术可以在多种设备上使用，创造生产价值。
附图说明
32.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
33.在附图中：
34.图1是本发明对bim数据加密、存储的流程图；
35.图2是本发明获取基本几何数据的流程图。
36.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但
不用来限制本发明的范围。
38.下面对本发明进行进一步地详细的说明。
39.本发明提出了一种用于bim模型数据的轻量化、加密存储方法，包括对bim模型的几何轻量化处理，数据轻量化存储和数据校验加密，一方面降低了bim模型的数据量，减轻了终端设备的存储压力，使bim技术可以在多种设备上使用，另一方面还通过对数据的校验加密保证了数据安全性，给用户便捷、安全的使用体验。
40.bim模型是一种将规划、设计、建造、运营等各阶段的工程信息数据包含在一个3d模型中的建筑信心模型。
41.可以让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能根据精确完整的数据做出有效，正确的决策。
42.结合图1本发明提出的方法包括：
43.s1.获取bim模型的基本几何数据；
44.s2.将获得的基本几何数据以二进制文件形式存储；
45.s3.对基本几何数据的二进制文件数据校验。
46.结合图2，对bim模型的基本几何数据的获取方法包括：
47.获取工程信息数据中的三维图形信息，对三维图形信息进行数据提取，得到三维图形的基本几何数据；
48.存储基本几何数据，或者
49.将三维图形信息以基本几何数据的形式存储；
50.基本几何数据可通过参数化建模，构建三维图形，或者
51.可通过终端的图形软件，显示出三维图形。
52.通过获取bim模型的基本几何数据，可以起到简化模型的作用，避免模型占用内存过大，导致不便传输以及移动端的读取压力。
53.基本几何数据是指图形的基本参数数据，三维建模软件，可通过图形的基本参数数据，构建出图形的三维模型。
54.图形的基本几何数据，是通过具体的图形参数表达图形，而不是三角面片图形数据，以工程中常见的水管为例，对水管模型的存储，可以只存储水管的起点、终点，以及水管的半径，通过水管的起点、终点，和半径数据，通过图形软件，可构建出水管三维图形。可见，水管的起点、终点，和半径，作为水管的基本几何数据，通过该基本几何数据，即可构件出图形的三维模型，有效降低了图形的存储数据量。
55.图形的基本几何数据，需要从各种建模软件中获取，例如：revit，tekla，magicad等。在通过建模软件获取图形的基本几何数据时，实质上是获得图形的外形参数数据，而不是确切的三角面片图形，这样不仅可以保证三维模型数据的轻量化，而且还能更好的诠释图形数据表达的含义。通过这些参数化的基本几何数据，可在各个终端通过图形软件，根据不同的功能需求读取、生成所需要的几何图形来展示，通过获取bim模型的基本几何数据，实质上是改了变图形的存储形式。
56.例如，存储一根水管，可以以三角面片模型存储，这种存储方式不仅数据量是最大化的，并且，想表达更精细的效果，就需要存储更大的数据，对内存的占用量十分巨大，以及，这种存储方式不存在对图形的几何信息，仅具有显示图的作用，无法存储图形的几何信
息。
57.同样存储一根水管，如果只存储水管的起点，终点，以及水管半径，以基本几何数据的方式存储，相较之三角面片模型，一方面可以节约几十倍甚至几百倍的数据量，另一方面，通过具有几何含义的基本几何数据，可以准确反应图形的几何特征，通过基本几何数据，可以满足图形软件的建模需求，构建出与基本几何数据对应的三维图形。
58.对于基本几何数据的获取，可以通过制图软件的应用程序接口，提取bim模型中的工程信息数据。获取工程信息数据中的三维图形信息，三维图形信息是表达三维图形形状、尺寸的数据信息，对三维图形信息进行数据提取，可得到三维图形的基本几何数据，由此获得基本几何数据，也可将三维图形信息转化为基本几何数据，并以基本几何数据的形式存储，以基本几何数据代替三维图形信息，表达三维图形。
59.将模型以基本几何数据存储，基本几何数据包括三维数据、二维平面数据，对于图形软件的几何造型而言，基本几何数据至少可以满足以下的功能需求，具有较好的三维展示效果：
60.(1)对于三维数据，可任意调节生成三维数据的精细度，以水管来为例，增加圆柱面的顶点细分数目就可以让水管变得更加精细，减少圆柱面的顶点细分数目就可以让水管变得更加粗糙，也可以生成自定义的lod(level of detial)数据，来实现一些渲染的优化算法，例如，根据相机距离远近动态渲染水管的精细度等；
61.(2)对于二维平面数据，可生成任意方向平面的二维数据，例如俯视，如果水管是水平设置的，可直接构造出水管的矩形几何图形，如果水管是垂直设置的，可直接构造出水管的圆形断面，即使水管是倾斜的也可以通过投影，构造出正确的几何数据，这样就能实现从三维到任意平面二维的转变，高效、便捷；
62.(3)对于业务支持，可支持大多数算法需求，比如求体积，求面积，求碰撞，不管是粗略的还是精细的碰撞都可以支持，还有很多其他复杂的几何运算都能支持，也可以支持对该对象的再次编辑，更改水管的起点，终点，半径都可以再次重新生成新的几何。
63.通过基本几何数据，获得了轻量化数据，可以满足软件的多种需求，实现多种功能，这是传统模型数据存储方式完全不能比的。
64.本发明，通过获取bim模型的基本几何数据，有效降低了模型的数据量，实现了数据轻量化，更利于传输，及终端读取。
65.虽然轻量化将数据量大大减少，但是如果建筑非常庞大复杂，数据量还是会很大，如果不能降低数据量，通过服务器传输数据会非常耗时，也会耗费硬盘空间，这对于移动端和户外使用流量的用户来说非常的不便。另外，几何数据的安全性也非常重要，如果直接通过文本传输数据，任何人都能轻易的看到数据结构和内容，数据安全性不能保证。
66.为解决数据安全问题，本发明，得到基本几何数据后，将基本几何数据以二进制文件形式存储，并对二进制文件进行数据校验，一方面可以起到校验和加密的作用，另一方面可减少占用空间。
67.具体的，二进制文件更加节约空间，二进制文件与文本文件存储字符串数据时并没有差别，但是在存储数字时，二进制更节省空间，而几何数据正好也都是数字组成。二进制文件在硬盘的存储方式与内存存储方式完全一致，假如要写入一个int整数，int按照4字节的大小存储，每个字节有8位，会将对应32个0，1的数字写入文件，大小永远是固定的4字
节，但是如果是文本文件，会将int整数的每一位转换为字符串写入，位数越多需要的存储空间越大。
68.二进制文件读写速度更快，二进制文件的数据格式与内存存储是一致的，写入时直接从内存数据转换为二进制写入，读取时可以直接从文件取出对应的基本数据类型使用。相对于文本文件更加快速，因为文本文件需要一个转换过程，写入时需要将基本数据类型转换为对应编码风格的字符串，读取时需要将对应编码风格的字符串翻译为基本数据类型使用，导致存储、读取效率会大大降低。
69.二进制文件的内容无法直接阅读，具有加密效果。文本文件能够直接阅读是因为它基本都是按照某种编码格式定长写入的，每个字符在具体的编码中是固定的，而二进制文件是变长编码，多少个比特代表一个什么数据类型的值都是由我们自己决定的。二进制文件只是存储数据，并不写明数据类型，面对一个二进制文件，其他人不能准确的知道它的含义，而我们只要按照写入的顺序和数据类型读取就能获取正确的结果，所以二进制文件的含义只有写入者才能准确知道。
70.既然二进制文件无法直接阅读，那么在读取时如何能够确保当前文件的正确性，人为的更改破坏数据会造成数据无法正常使用，所以需要有手段判定数据的正确性，优选的，使用crc算法来校验数据，并且通过写入额外的检验数据，也可以让数据变相得到了加密的效果。
71.校验原理：在一个p位二进制数据序列之后附加一个r位二进制检验码(序列)，从而构成一个总长为p+r的二进制序列，附加在二进制数据之后的校验码与二进制数据的内容之间存在着某种特定的关系。如果因外部原因使二进制数据中的某一位或者某段发生改变，这种特定关系就会被破坏。通过检查这一关系，就可以实现数据正确性的检验。
72.校验方式：在写入二进制文件的最后，通过crc32算法对之前的二进制数据进行计算得到一个校验码x，并且写入二进制文件。在读取二进制文件的最后，同样，对之前的二进制数据进行计算得到一个校验码y，将x与y通过算法进行比较，如果结果正确则认为数据传输无误，如果结果不正确则认为数据传输有误，该数据不能使用。
73.本发明，为提高对bim模型基本几何数据的提取效率，实现对基本几何数据的快速提取，提高对bim模型的存储速度。本发明，在获取轻量化bim模型的基本几何数据前，对bim模型进行几何参数多边形化处理，得到网格模型，先对网格模型进行编码压缩，得到轻量化bim模型，再对轻量化bim模型获取基本几何数据。
74.通过对bim模型进行编码压缩，可以降低bim模型的数据占用量，提高对bim模型的读取速度，对基本几何数据的提取更加快速。
75.优选的，对bim模型进行几何参数多边形化处理前，先提取bim模型的模型文件信息，在模型文件信息中删除与模型结构无关的非关键信息。模型文件信息包括，坐标系定义信息、几何形状描述信息、特征参数信息、制造信息、属性信息和历史记录信息。
76.优选的，基于无损压缩编码算法对网格模型进行编码压缩，得到轻量化模型。可基于游程编码、lzw编码、huffman编码或算术编码算法对所述网格模型进行编码压缩，得到轻量化模型。
77.本发明通过删除与bim模型中模型结构无关的非关键信息，在保留模型图像特征的条件下，可以降低模型文件容量大小，便于bim模型的存储、传输，以及提取bim模型的基
本几何数据。
78.本发明，通过获取bim模型的基本几何数据，有效降低了模型的数据量，实现了数据轻量化，更利于传输，及终端读取，
79.得到基本几何数据后，将基本几何数据以二进制文件形式存储，并对二进制文件进行数据校验，一方面可以起到校验和加密的作用，另一方面可减少占用空间。
80.本发明，通过获取bim模型的基本几何数据，对bim模型数据进行存储，有效降低了bim模型的数据量，使bim模型更便于传输、读取，便于终端存储、读取bim模型，通过将基本几何数据以二进制文件形式存储，并对基本几何数据的二进制文件数据校验，一方面可以降低数据量，另一方面，具有加密的效果，使数据传输更加安全。
81.本发明，有效降低了终端设备的存储压力，并保证了数据安全，让bim技术可以在多种设备上使用，创造生产价值。
82.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。