經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的同時(shí)，人類活動(dòng)對社會(huì)造成了沉重的能源負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重的環(huán)境污染;同時(shí)建設(shè)中還存在土地資源利用率低、水污染嚴(yán)重、建筑耗材高等問題。在這種情況下，BIM就孕育而生了，同時(shí)隨之而來的是BIM軟件，Revit就是其中之一。AutodeskRevit作為當(dāng)今最強(qiáng)大的基于BIM的三維建模軟件，在國際上得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在美國，已經(jīng)成為了建筑業(yè)不可或缺的軟件。但是由于其本土化程度不高，初學(xué)者不容易快速掌握等缺點(diǎn)，在我國并沒有快速普及。

PKPM作為我國自主開發(fā)的結(jié)構(gòu)建模分析計(jì)算軟件，良好地結(jié)合了我國的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，因此在國內(nèi)設(shè)計(jì)院中應(yīng)用廣泛。但是PKPM在三維建模功能上較為薄弱，又沒有強(qiáng)大的BIM技術(shù)的支持，因此對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師來說，不利于長遠(yuǎn)發(fā)展。

本文旨在分析PKPM軟件生成的結(jié)構(gòu)平面簡圖的特點(diǎn)，利用Revit強(qiáng)大的三維建模功能，提出一種利用結(jié)構(gòu)平面簡圖在Revit環(huán)境下進(jìn)行三維模型重建的方法，以便在PKPM圖形格式封鎖的

情況下，實(shí)現(xiàn)PKPM模型到Revit模型的轉(zhuǎn)化，為利用重建結(jié)果進(jìn)行更高層次工作打下基礎(chǔ)

2、建筑信息模型簡述

所謂BIM(BuildingInformationModeling，建筑信息模型)，指基于先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)和工程軟件所構(gòu)建的“可視化”的數(shù)字建筑模型，能夠?yàn)榻ㄖ�師、結(jié)構(gòu)工程師、開發(fā)商，乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”的科學(xué)協(xié)作平臺(tái)，幫助他們利用三維數(shù)字模型對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營管理。這個(gè)概念最早是由美國喬治亞技術(shù)學(xué)院建筑與計(jì)算機(jī)專業(yè)的查克伊斯曼博士于30年前提出BIM技術(shù)是對建筑物理和功能特征的數(shù)字式表達(dá)，從建筑物誕生起，為建筑物整個(gè)生命周期提供可信賴的信息共享知識(shí)資源。BIM的理念是建立涵蓋工程全生命周期的信息庫，實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段不同專業(yè)之間的信息集成和共享。

BIM技術(shù)創(chuàng)建的建筑信息模型實(shí)現(xiàn)了多個(gè)設(shè)計(jì)學(xué)科之間的協(xié)調(diào)在整個(gè)建筑生命周期中(包括設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備、管理階段)使用建筑信息模型具有強(qiáng)大的優(yōu)越性。根據(jù)特殊需要，可以將數(shù)據(jù)表現(xiàn)為3D模型或者傳統(tǒng)的2D施工圖，或者轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制信息輸出到其他能量分析、結(jié)構(gòu)分析、預(yù)算、項(xiàng)目管理等軟件中BIM可以用于方案設(shè)計(jì)建筑分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖、運(yùn)作管理等各個(gè)方面。

3、Revit二次開發(fā)

Revit系列軟件(如RevitArchitectureRevitStructureRevitMEP)是由Autodesk公司開發(fā)的，用于進(jìn)行建筑信息模型的設(shè)計(jì)平臺(tái)，它是一個(gè)設(shè)計(jì)和記錄系統(tǒng)，支持建筑項(xiàng)目所需的設(shè)計(jì)、圖紙和明細(xì)表、建筑信息模型可提供用戶需要使用的有關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、范圍、數(shù)量和階段等信息。在Revit模型中，所有的圖紙、二維視圖和三維視圖以及明細(xì)表都是同一個(gè)基本建筑模型數(shù)據(jù)庫的信息表現(xiàn)形式。在圖紙視圖和明細(xì)表視圖中操作時(shí)，Revit將收集有關(guān)建筑項(xiàng)目的信息，并在項(xiàng)目的其他所有表現(xiàn)形式中協(xié)調(diào)該信息Revit參數(shù)化修改引擎可自動(dòng)協(xié)調(diào)在任何位置進(jìn)行的修改，即整體結(jié)構(gòu)模型將隨模型某一處的修改而協(xié)調(diào)改變，就是所謂的參數(shù)化模型

4、結(jié)構(gòu)平面簡圖三維重建的實(shí)現(xiàn)

4.1PKPM結(jié)構(gòu)平面簡圖的特點(diǎn)與其他建筑結(jié)構(gòu)圖相比，PKPM軟件生成的結(jié)構(gòu)平面簡圖主要有以下特點(diǎn):

(1)信息簡單性:PKPM軟件生成的結(jié)構(gòu)平面簡圖以樓層為單位進(jìn)行繪圖;各層中的部件都以平面圖描述，特別是柱和梁，分別用直線多段線及尺寸文字進(jìn)行描述。

(2)內(nèi)容簡要化:除了對梁、板、柱的必要文字描述，圖中沒有鋼筋、符號、標(biāo)注等。

(3)資料量較少:其他建筑結(jié)構(gòu)圖部件種類繁多，數(shù)量巨大，而結(jié)構(gòu)平面簡圖就不存在如此巨大的數(shù)據(jù)量PKPM結(jié)構(gòu)平面簡圖的以上特點(diǎn)為三維模型重建創(chuàng)造了有利條件。

4.2重建方案的基本思路與策略

利用結(jié)構(gòu)平面簡圖在Revit中進(jìn)行三維模型重建的思路可以概括地表示。

開發(fā)技術(shù)路線選擇基于BIM技術(shù)的Revit二次開發(fā)Revit軟件提供的應(yīng)用程序編程接口，可以利用C和VB．NET等主流編程語言進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)，再加上Revit強(qiáng)大的三維建模功能和建筑信息模型技術(shù)，Revit二次開發(fā)正逐漸成為軟件二次開發(fā)的主流。

根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，重建策略可以簡略地概括為:繪圖比例→梁截面→柱截面→梁位置→梁實(shí)體重建→柱位置→柱實(shí)體重建

(1)繪圖比例:PKPM軟件生成的結(jié)構(gòu)平面簡圖比例為1∶1000，而Revit中繪圖比例設(shè)為1:1，因此在進(jìn)行三維重建過程中必須考慮到這一點(diǎn)，應(yīng)該利用RevitAPI將從DXF文件中讀取的各點(diǎn)坐標(biāo)放大1000倍，以便在Revit中生成實(shí)際尺寸的三維模型。由于Revit默認(rèn)以坐標(biāo)原點(diǎn)作為導(dǎo)入基點(diǎn)，因此可不作考慮。

(2)梁截面:梁截面尺寸描述為文本信息，因此主要針對DXF文件中實(shí)體段關(guān)鍵字為TEXT的實(shí)體，MTEXT為多行文本可不作考慮因此只要在DXF文件中匹配關(guān)鍵字，然后由相關(guān)的組碼獲得對應(yīng)的組值。對于梁與其截面尺寸文本信息的匹配，主要方法是在梁線中點(diǎn)的右下方或左下方設(shè)置搜索區(qū)域，將搜索到的TEXT實(shí)體與之匹配。針對DXF文件每行輸出的特性，利用C#對DXF文件逐行讀取首先查找組碼“0”，然后判斷其下一行是否為“TEXT”，如果返回結(jié)果為是，則繼續(xù)依次查找組碼"10"、“20”和“1”，如果返回結(jié)果為否，則繼續(xù)往下查找其中查找結(jié)果存儲(chǔ)在中間數(shù)組中，存儲(chǔ)文字信息的坐標(biāo)值和文字內(nèi)容。

(3)柱截面:柱截面描述在DXF文件中體現(xiàn)在實(shí)體段關(guān)鍵字為3DFAC的實(shí)體。首先查找組碼“0”，然后判斷其下行是否為“3DFACE”，如果返回結(jié)果為是，則依次查找組碼“10”、“20”、"1"、“21”、“12”、“22”、“13”、及“23”，并將查找結(jié)果存儲(chǔ)于中間數(shù)組中，存儲(chǔ)矩形柱截面的四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)值，如果返回結(jié)果為否，則繼續(xù)往下查找。

(4)梁位置:根據(jù)梁線(LINE)的兩個(gè)端點(diǎn)能夠確定梁的水平位置;垂直位置可以通過將梁限制條件中的參照標(biāo)高設(shè)置為上一層標(biāo)高，或?qū)⒘浩鹗紭?biāo)高偏移確定。查找方法與上述類似，首先查找組碼“0”，然后判斷其下行是否為“LINE”，如果返回結(jié)果為是，則依次查找組碼“10”、“20”、“11”及“21”，得到梁線兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)值，如果返回結(jié)果為否，則繼續(xù)往下查找。

(5)柱位置:由上述查找結(jié)果中的4個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)得到柱截面中心點(diǎn)坐標(biāo)，以此確定柱的水平位置;垂直位置可以默認(rèn)創(chuàng)建，即柱底面限制標(biāo)高為當(dāng)前視圖標(biāo)高，頂部限制標(biāo)高為上一層標(biāo)高(Revit中創(chuàng)建柱的默認(rèn)條件)

5、結(jié)語

本文提出了一種基于BIM技術(shù)的以DXF格式結(jié)構(gòu)平面簡圖為處理對象，以Revit二次開發(fā)為主要技術(shù)路線的三維模型重建方法，并應(yīng)用于實(shí)際工程，在一定程度上促進(jìn)了三維重建在工程領(lǐng)域的實(shí)用化。但是由于建筑三維重建還面臨著復(fù)雜多變的實(shí)際情況，要實(shí)現(xiàn)三維模型重建的通用化還存在較大的困難。本文提出的方案及實(shí)例是相對簡單的，主要考慮的是梁、柱等最基本構(gòu)件的三維重建，而對于樓板、剪力墻、變截面梁、斜梁等特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)件考慮較少。因此今后還要繼續(xù)對此三維重建方法進(jìn)行改進(jìn)，為利用重建結(jié)果進(jìn)行更高層次工作打下基礎(chǔ)。