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申请/专利权人：华南理工大学;云南盒子教育科技有限公司

摘要：本发明涉及文物建筑修复系统，具体地说，涉及基于HBIM的数据采集建库构建系统及方法。其包括S1、构建传统木构建筑的元模型框架；S2、提取传统木构建筑的木构体系建筑逻辑；S3、基于木构体系建筑逻辑建立元模型；S4、利用元模型自动建模。考虑侧肋和斜肋参数化表达，并将其融入基础拱顶轮廓模型中，构建一个能够同时描述拱顶结构几何特性和结构参数的优化模型，即引入斜肋和侧肋建模参数，对拱顶建模算法进行优化，使斜肋和侧肋的宽度与厚度能够独立于其他参数调整，增强设计的灵活性和精确度。

主权项：1.基于HBIM的数据采集建库构建方法，其特征在于，包括：S1、构建传统木构建筑的元模型框架；S2、获取原始点云数据，并基于Alpha-Shapes从原始点云数据中提取传统木构建筑的木构体系建筑逻辑；S3、分别定义元对象、元属性、元关系和元方法，基于木构体系建筑逻辑使用建模软件工具建立元模型；S4、结合元模型和测绘数据，采用Dynamo插件自动建模，其中：利用拱顶建模算法对拱顶进行建模，并通过引入对斜肋和侧肋参数对拱顶建模算法进行优化，以补全缺失的榫卯部位；所述S4中，建模的具体步骤为：S4.1、通过Trimble工具对点云数据进行切片处理，得到首层平面图和剖面点云图像数据；S4.2、将处理后的图像数据输入到机器视觉模型中，识别建筑特征和元模型类别；S4.3、确定元模型类别后，利用Grasshopper的自适应组件和参数设置功能，快速布置和调整构件参数，形成木构架模型；S4.4、应用体素化点云分割技术对原始点云进行处理，通过点云切片分段建模生成高精度的实体BIM模型；所述S4.4中，通过点云切片分段生成实体BIM模型涉及的具体步骤为：S4.41、求点云三维度的极值分别为和，计算点云包围盒表面积，根据点云数量计算点云平均面密度；S4.42、在选定方向对点云进行切片，切片数设置为输入型参数，并计算切平面上、下一个阈值范围内的点集；S4.43、将上、下点集投影至切平面求交，通过离散点拟合得到个截切边界轮廓；S4.44、相邻边界轮廓进行放样融合创建分段实体；S4.45、分段实体组合、族类别设置、材质设置以及其余实例属性值设置；S4.5、在Revit中采用Dynamo插件，基于特征参数实现自动建模，结合元模型和测绘数据，利用拱顶建模算法，对拱顶进行建模，并在拱顶建模算法基础上，引入对斜肋和侧肋参数，补全缺失的榫卯部位；所述S4.5中，拱顶建模算法具体为： ；式中，表示拱顶高度；表示拱底高度；表示斜率的反正切值；表示从拱脚到拱顶任意点的水平距离；表示跨度；表示坡度；表示拱顶轮廓在垂直方向的位置；引入斜肋和侧肋建模参数，对拱顶建模算法进行优化，其中，侧肋为沿拱顶轮廓的一系列横截面，每个横截面的宽度和厚度是固定的，但是高度随拱顶轮廓变化，若侧肋的宽度为，厚度，则侧肋在任意点的横截面积表达为： ；若斜肋与拱底的夹角，斜肋在拱顶轮廓上的投影长度为，斜肋的实际长度，斜肋的宽度为，厚度为，则斜肋在任意点的横截面积表达为： ;式中，表示拱顶轮廓在该点的斜率；表示考虑斜肋长度变化时的一个微小水平步长。

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