一种基于ifc的输变电工程三维数字化管理平台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种输变电工程数字化管理平台，尤其是涉及一种基于IFC的输变电 工程三维数字化管理平台。
【背景技术】
[0002] 电力是现代生产和生活必不可少的动力，也是当代最方便、最易控制、适用范围 最广泛的现代化能源。对电力系统设施的设计建设而言，构建全生命周期的信息化模型， 科学管理电网系统设计建设流程是构建智能电网的重要前提。建筑信息建模（Building Information Modeling，BIM)是通过将建筑信息进行数字化处理并进行存储的一种建模方 法，通过BM技术可以实现建筑工程全生命周期的协调管理和综合分析。针对不同的领域， BIM的应用需要体系化和专业化的标准。
[0003] 目前，基于IFC数据格式的建筑信息建模（Building Information Modeling，BIM) 标准已被广泛应用于各种建筑工程中。应用发现，现有的BIM应用基本上都是面向民用建 筑领域，缺乏针对基础市政工程，特别是电力设施等专业工程领域的全面应用，这给BIM在 电网建设工程领域的推广带来不可逾越的障碍。此外，目前市场上的三维数字化平台缺乏 统一的模型格式标准，基本上全部采用自主开发的格式，很难做到模型信息的有效复用。另 一方面，在当前应用的数字化平台中，大多数模型只有几何形体信息和地理位置信息，缺乏 相应的属性信息，如模型设备信息和其它各种专业属性信息，以及运营维护和管理信息等
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于IFC的输 变电工程三维数字化管理平台。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种基于IFC的输变电工程三维数字化管理平台，包括地理信息服务器、WEB服 务器、数据库服务器、局域网、VPN网络和客户端，所述的地理信息服务器、局域网和客户端 两两之间通过VPN网络连接，所述的WEB服务器、数据库服务器分别与局域网连接；其特征 在于，所述的数据库服务器中设有完整的多源异构后台数据库，包括DEM数据、纹理影像数 据、GIS原始矢量数据、空间实体对象数据、属性数据和元数据，其中空间实体对象数据通过 将BIM数据转换成IFC数据，然后将IFC数据转换成CityGML数据得到。
[0007] 所述的多源异构后台数据库包含有多个表，不同类型的数据由不同的数据表进行 存储和管理。
[0008] 在数据入库时将基本数据的每个表都定义唯一的主键，将该主健值存储在参考表 中，通过参考表来定义各表之间的数据约束，对模型的属性数据进行管理和分析。
[0009] 所述的DEM数据：用于描述地形起伏形态和进行三维显示；
[0010] 所述纹理影像数据：包括遥感数据和地面摄影影像以及其它用于纹理映射的位图 数据；
[0011] 所述GIS原始矢量数据：原有ZDGIS数据转换后的数据；
[0012] 所述空间实体对象数据：进行三维重建后的实体数据；
[0013] 所述属性数据：包括各种空间数据的属性数据；
[0014] 所述元数据：是对一个数据集的内容、质量和状况的描述性数据。
[0015] 所述的空间实体对象的BM模型通过以下步骤得到：总结归纳各种电力行业的设 备和建筑物类型，总结出几种基本的建筑或设备单元，然后根据其不同的外形特点，综合利 用CSG与B-Rep方法对变电站及周边构筑物的复杂地物进行模型重建，分别对每一类建筑 或设备单元采用不同的数据模型。
[0016] 所述的BM数据转换成IFC数据，然后将IFC数据转换成CityGML数据具体为：
[0017] 多层次语义信息过滤为几何信息提供过滤条件，经过语义信息过滤可获取IFC实 体几何且保留IFC语义信息；
[0018] 经过几何信息转换为GIS的表达形式后，实现IFC到CityGML的多层次语义映射， 最后进行几何语义增强得到不同LOD层级的CityGML模型。
[0019] 与现有技术相比，本发明建立与电力行业IFC标准相对应的模型属性数据库，并 实现与三维模型的关联。此外，鉴于当前使用的信息平台大都是基于单机或者有限的服务 终端进行模型和信息共享，因此本平台的另一个重要目标是实现基于互联网的BIM模型和 数据库访问机制。
[0020] 本发明采用3DGIS+B頂信息融合和技术集成这一国际前沿技术，基于IFC标准和 三维地理空间信息平台的集成应用思想和技术方法进行数字化平台架构设计，构建基于B/ S网络架构的电力设施BM应用网络环境，整合空间地理信息资源、电力基础设施BM模型 与属性数据资源，实现电力设施的展示，查询，检索，定位，安全管理等功能，形成一套完善 的电力基础设施三维可视化综合应用系统。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明的结构示意图；
[0022] 图2为本发明数据转换示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0024] 实施例
[0025] 本平台采用3DGIS+BIM信息融合和技术集成这一国际前沿技术，基于B/S架构搭 建BIM应用网络环境，整合空间地理信息资源、电力基础设施BIM模型与属性数据资源，实 现电力设施的展示，查询，检索，定位，安全管理等功能，形成一套完善的电力基础设施三维 可视化综合应用系统。
[0026] 平台架构以面向服务的设计为理念，基于IFC标准和三维地理空间信息平台的集 成应用思想和技术方法进行数字化平台架构设计，构建基于B/S网络架构的3DGIS+B頂数 字化电力设施信息平台。如图1所示，基于IFC的输变电工程三维数字化管理平台，包括地 理信息服务器、WEB服务器、数据库服务器、局域网、VPN网络和客户端，所述的地理信息服 务器、局域网和客户端两两之间通过VPN网络连接，所述的WEB服务器、数据库服务器分别 与局域网连接。
[0027] 对于变电站等建筑，不仅外形各异，而且内部的设备和管线也千变万化，无法采用 一个通用的几何模型来表达所有的建筑构件和设备构件。本平台的关键技术之一，即是总 结归纳各种电力行业的设备和建筑物类型，总结出几种基本的建筑或设备单元，然后根据 其不同的外形特点，综合利用CSG与B-Rep方法对变电站及周边构筑物等复杂地物进行模 型重建，分别对每一类建筑或设备单元采用不同的数据模型。
[0028] 尽管目前的三维图形硬件越来越快，终宄还是有数据传输与处理的上限。对于一 个数据量庞大的输变电工程模型来说，图形硬件对数据处理的限制基本上已决定了场景 的品质。为了改善场景绘制的品质，必须在现有硬件水平的基础上，开发相应的加速绘制 算法，这才是较为可行的解决方案。
[0029] 因此本平台采用基于视点远近和可见面的冗余数据捡选（Culling)算法，主要包 括物体捡选、背向面剔除和细节层次三个方面的技术研宄。此算法的基本思路为：为提高场 景的渲染速度和渲染品质，系统只需要处理那些对于视点来说可见的多边形，将并不可见 的多边形捡选出来，停止对它进行计算处理，从而大大减少系统需要处理的数据量，提高显 示质量。此外，大规模地形绘制是三维地理信息场景基本表现载体，层次细节技术（LOD)是 解决大规模地形实时渲染的有效手段，可以较好简化场景复杂度，减少图形显示失真度，满 足三维地形渲染实时性要求。平台采用