一种基于GIS的建筑模板适配性智能分析装置及方法与流程

本发明涉及建筑模板适配性计算机分析，尤其是涉及一种基于gis的建筑模板适配性智能分析装置及方法。

背景技术：

1、在建筑工程领域，建筑模板是一种临时性支护结构，按设计要求制作，使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载。进行模板工程的目的，是保证混凝土工程质量与施工安全、加快施工进度和降低工程成本。

2、然而建筑模板的施工实际上在行业内受重视的程度不高，模板搭设安装时，相关负责人对工人交底不充分，使工人在施工中比较随意，凭经验搭设，导致现场搭设的模板和方案中要求的不一致，产生质量安全隐患，会导致建筑模板的支撑体系在浇筑中出现变形或者是下沉，还会会造成混凝土构件的底部出现不平整，构件会出现弯曲或是塌陷，会对后期的装修造成很多麻烦；严重的情况下，甚至会直接导致模板坍塌的重大安全事故。

3、因此，在建筑模板浇筑前对搭建施工完成的建筑模板与设计图纸进行适配性分析校核，发现不符合要求的位置，并进行整改，能大大降低建筑模板设计或施工不当带来的建筑工程质量及安全影响。

技术实现思路

1、为了解决在建筑模板浇筑前对搭建施工完成的建筑模板与设计图纸进行适配性分析校核的技术问题，本发明提供一种基于gis的建筑模板适配性智能分析装置及方法。采用如下的技术方案：

2、一种基于gis的建筑模板适配性智能分析方法，包括以下步骤：

3、步骤1，获取建筑模板cad电子图纸数据，并转化为gis数据；

4、步骤2，基于cad电子图纸数据转化的gis数据，gis软件生成建筑模板设计版可视化三维模型，并基于建筑模板设计版可视化三维模型生成建筑模板各个面的设计版截面图；

5、步骤3，获取施工完成的建筑模板各模块的位置数据和三维特征数据，并录入gis软件；

6、步骤4，gis软件生成建筑模板施工版可视化三维模型，并基于建筑模板施工版可视化三维模型生成建筑模板各个面的施工版截面图；

7、步骤5，采用图像对比算法计算步骤4生成的建筑模板施工版截面图与步骤2生成的建筑模板设计版截面图的相似度，对比相似度低于设定阈值的区域即为适配性不合格的区域。

8、可选的，步骤2和步骤4中的gis软件是arcgis软件。

9、通过采用上述技术方案，在建筑领域，我们可以通过arcgis软件对建筑进行分析，进而自动矢量化建筑数据，建筑模板设计人员一般采用cad软件进行设计，设计完成后按照设计图纸尺寸和设计要求出施工图纸，施工单位会根据施工图纸进行建筑模板工程的施工，在施工过程中由于操作不当或者其他原因，会导致施工的建筑模板工程与设计的尺寸有所偏差，这时通过对比由arcgis软件生成的建筑模板各个面的设计版截面图和建筑模板各个面的施工版截面图，通过相似度对比，就可以高效地分析出实际的建筑模板与设计的建筑模板的差异，由于建筑模板工程并不需要达到机械加工的精度，因此允许一定量的误差，当建筑工程的某个模块在图像相似度比较中相似度小于设定的阈值时，就认定该区域存在适配性不合格的地方，这样就能实现智能化的建筑模板工程的施工与设计适配性地分析，避免了人工逐一测量的校核工作量，提高了建筑模板工程的质量，降低质量事故的概率。

10、可选的，步骤2中，具体方法是：

11、在arcgis软件的目录系统里将dwg格式的cad电子图纸数据分成annotation层、multipatch层、point层、polygon层和polyline层，分别操作将annotation层、multipatch层、point层、polygon层和polyline层导入到arcgis，并生成为shp文件，再用arcgis软件打开重新生成的shp文件，根据shp文件数据构建三维模型，并生成obj格式的建筑模板设计版可视化三维模型。

12、通过采用上述技术方案，arcgis软件能将输入的dwg格式的cad电子图纸数据分成annotation层、multipatch层、point层、polygon层和polyline层，其中annotation层代表着注释层数据，multipatch层代表着三维架构数据，point层代表着点的层数据，polygon层代表着面层数据，polyline层代表着线层数据，arcgis软件获取这五个层数据后就可以生成shp文件，并根据shp文件数据构建可视化的三维模型，最终输出通用的obj格式三维文件，为后续的渲染做好准备，能快速地将筑业设计软件cad设计的dwg格式的电子图纸数据录入arcgis软件。

13、可选的，步骤3中，通过三维扫描设备获取施工完成的建筑模板各个模块的三维特征数据，并通过定位设备获取各个模块的位置数据；

14、步骤4中将位置数据包和三维特征数据包分别录入arcgis软件，构建三维模型，并生成obj格式的建筑模板施工版可视化三维模型。

15、通过采用上述技术方案，对于施工完成的建筑模板各个模块的三维特征数据可以通过三维扫描设备快速地获得，再通过定位设备获取各个模块的位置数据，根据位置数据和三维扫描数据就可以在arcgis软件中快速构建三维模型，并最终生成obj格式的建筑模板施工版可视化三维模型，为后续渲染做好准备。

16、可选的，步骤5中，先将obj格式的建筑模板设计版可视化三维模型和建筑模板施工版可视化三维模型分别导入三维渲染软件，进行同样的光照设置和贴图设置，采用同样的相机角度和相机距离进行渲染，渲染内容包括整体的建筑模板和重要模块的前视图、后视图、左视图、右视图和俯视图，所述重要模块包括墙模板模块、梁模板模块和支架模块，将建筑模板设计版可视化三维模型生成的五面图分别记为d1、d2、d3、d4和d5，将建筑模板施工版可视化三维模型生成的五面图分别记为c1、c2、c3、c4和c5，将d1和ca录入图像对比算法软件，先基于模板特征进行区域划分，再分别基于特征区域进行相似度iou值计算，当存在一个区域的iou值低于设定阈值0.95时，认定该特征区域为适配性不合格区域，依次完成d2和c2、d3和c3、d4和c4、d5和c5的适配性判断。

17、通过采用上述技术方案，在获得obj格式的建筑模板设计版可视化三维模型和建筑模板施工版可视化三维模型后，就可以输入到三维渲染软件中进行渲染，因为对于建筑模板，具有特征的仅仅只有前视图、后视图、左视图、右视图和俯视图，这样分别进行各个视图的渲染后，就得到了相似度对比的图片，再将各个视图输入到图像对比算法软件后了，先基于模板特征进行区域划分，再分别基于特征区域进行相似度iou值计算，当存在一个区域的iou值低于设定阈值0.95时，则认为对比的两张图片的相似度较差了，存在较多的区域有较大差异，因此认定适配性不合格，逐一完成对比后，就完成整个建筑模板的设计与施工的适配性自动分析。

18、可选的，步骤5中，采用基于sift特征点匹配的图像相似度算法计算相似度iou值计算。

19、通过采用上述技术方案，基于sift特征点匹配的图像相似度算法可以完成基于特征的比对，比如形状，轮廓等特征。

20、可选的，还包括步骤6，将对比相似度低于设定阈值的区域即为适配性不合格的区域进行框选标识，并通过显示设备进行显示。

21、通过采用上述技术方案，分析完成后，可以通过显示设备进行显示，可以方便工作人员根据比对结果，高效地进行适配性不合格区域的修正施工。

22、一种基于gis的建筑模板适配性智能分析装置，用于实现基于gis的建筑模板适配性智能分析方法，包括定位数据采集装置、三维扫描装置、图像分析装置和显示装置，所述定位数据采集装置用于实现获取施工完成的建筑模板各模块的位置数据，所述三维扫描装置用于实现获取施工完成的建筑模板各模块的三维特征数据，所述图像分析装置布置基于sift特征点匹配的图像相似度算法，用于实现相似度的计算并进行标记处理，所述显示装置用于显示分析结果。

23、可选的，所述定位数据采集装置是经纬仪，所述三维扫描装置是三维激光扫描仪，所述图像分析装置是工业计算机，所述显示装置是显示器。

24、通过采用上述技术方案，定位数据采集装置和三维扫描装置可以高效地获得建筑模板的各个数据，图像分析装置里预设cad软件、arcgis软件、三维渲染软件和图像相似度对比软件，能高效地完成基于gis的建筑模板适配性智能分析，为方便工作人员提供可视化的比对结果。

25、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

26、本发明能提供一种基于gis的建筑模板适配性智能分析装置及方法，通过对比由arcgis软件生成的建筑模板各个面的设计版截面图和建筑模板各个面的施工版截面图的相似度，实现智能化的建筑模板工程的施工与设计适配性地分析，避免了人工逐一测量的校核工作量，提高了建筑模板工程的质量，降低质量事故的概率；

27、分析完成后，提供可视化的比对结果，大大提高对适配性不合格区域的修正施工效率。