涉及一种基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法。适用于建筑工程数字化应用领域。
背景技术：
1、随着工程建设技术不断地完善和发展，工程建设中越来越多地应用到了bim、gi s等数字化、信息化手段，使工程在规划、建设、运维中各类信息更加透明可控，帮助工程技术人员了解各种建筑信息，在提高生产效率、控制成本和压缩工期方面发挥了重要的作用。
2、对于建筑材料的工程量计算，尤其是混凝土用量计算、钢材用量计算等是bi m技术对于工程建设管控的一项重要功能。其中混凝土方量计算，主要是将建筑物各个部分的混凝土构件形体体积计算合集得到。
3、目前市面上大量建筑结构的bim模型创建过程中会存在大量的构件相互重叠、镶嵌的问题，对于计算构件的体积合集，需要将各个构件体积相加后剔除重叠部分体积，涉及到复杂对象的三维空间布尔运算问题。这类复杂对象的布尔运算计算量较大，尤其对于梁板柱等对象多重交叠的情况计算会更加复杂。
4、市面上流通了*.rvt、*.dgn、*.ifc等各种bi m三维模型格式，每种格式都需要依赖相应的bim软件工具进行体积计算，无法进行统一整合计算。且这种依赖bim软件工具进行的体积计算，与建模的规范性严格相关，需要严格限制构件对象的类型，模型转换为其他格式后就难以进行准确的体积计算。
5、工程结构在建设过程中，施工中可能会对不同结构对象浇筑不同标号和价格的混凝土，由于不同强度的混凝土价格差异，因此需要分开考虑各种类型的混凝土方量。传统的基于bi m软件工具的方量计算，需进行构件的布尔运算，通过设置规则，以不同的优先级去计算每个重叠节点的空间扣减问题，且也需要考虑多重交叠时的优先级问题，因此计算方式更加复杂。
6、利用常规bi m软件工具进行的混凝土方量的计算方法存在模型要求高、格式要求严格、布尔运算复杂、通用性差、不同混凝土类型扣减复杂等问题。
技术实现思路
1、要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法。
2、所采用的技术方案是：一种基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，包括：
3、s101、获取建筑结构三维模型；
4、s102、基于建筑结构三维模型和预设的体素块边长，生成与三维模型对应的体素模型；
5、s103、为体素模型中各体素块配置体素属性表，该体素属性表包括相应体素块的体积、材质特征值和材质混合特征值；
6、s104、基于体素模型中各体素块所包含三维模型的模型内容，确定各体素块的材质特征值和材质混合特征值；
7、s105、基于体素模型中各体素块的体积、材质特征值和材质混合特征值，确定各材质特征值的体素体积总和及体素模型的体素体积总和；
8、s106、基于体素模型中各体素块的相邻体素块数量，将体素模型中各体素块分为内部体素块和表面体素块；
9、s107、基于各内部体素块与表面体素块邻接关系，将满足预设条件的内部体素块定义为潜在表面体素块；
10、s108、缩小体素块边长，对体素模型中所有表面体素块、潜在表面体素块和混合体素块再次进行体素化，其中混合体素块基于体素块的材质混合特征值确定；
11、s109、基于缩小体素块边长后表面体素块、潜在表面体素块和混合体素块对应的体素块，结合内部体素块，形成体素模型；
12、s110、为缩小体素块边长后生成的体素块配置体素属性表并确定体素属性表中内容；
13、s111、返回步骤s105，并在执行步骤s105后判断是否满足预设的循环结束条件，若满足则输出各材质特征值的体素体积总和及体素模型的体素体积总和。
14、所述基于建筑结构三维模型和预设的体素块边长，生成与三维模型对应的体素模型，包括：
15、基于预设的体素块边长，对建筑结构三维模型的几何空间占位进行栅格化；
16、判别每个栅格化空间中是否存在建筑结构三维模型的模型内容，若存在模型内容则在该栅格化空间为体素块；
17、基于体素块，生成该建筑结构三维模型对应的体素模型。
18、所述基于体素模型中各体素块所包含三维模型的模型内容，确定各体素块的材质特征值和材质混合特征值，包括：
19、基于体素块所包含模型内容对应的混凝土构件所采用的混凝土材质，确定该体素块的材质特征值；
20、基于体素块所包含材质特征值的数量，确定该体素块的材质混合特征值。
21、所述基于体素模型中各体素块的相邻体素块数量，将体素模型中各体素块分为内部体素块和表面体素块，包括：
22、遍历所有体素块，记录各体素块的相邻体素块数量，将邻体素块数量为6的体素块定义为内部体素块，将邻体素块数量小于6的体素块定义为表面体素块。
23、所述基于各内部体素块与表面体素块邻接关系，将满足预设条件的内部体素块定义为潜在表面体素块，包括：
24、遍历所有内部体素块，记录各内部体素块的相邻表面体素块数量，将相邻表面体素块数量大于或等于2的内部体素块定义为潜在表面体素块。
25、所述缩小体素块边长，对体素模型中所有表面体素块、潜在表面体素块和混合体素块再次进行体素化，其中混合体素块基于体素块的材质混合特征值确定，包括：
26、将体素块边长减小至前一次体素化所对应体素块边长的1/n，n为大于等于2的正整数。
27、所述为缩小体素块边长后生成的体素块配置体素属性表并确定体素属性表中内容，包括：
28、为缩小体素块边长后生成的各体素块配置体素属性表，该体素属性表包括相应体素块的体积、材质特征值和材质混合特征值；
29、基于缩小体素块边长后生成的体素块所包含三维模型的模型内容，确定各体素块的材质特征值和材质混合特征值。
30、所述循环结束条件包括循环次数满足达到预设值，
31、或，最新一次体素化后体素模型的体素体积总和与前一次体素化后体素模型的体素体积总和的差值小于预设值。
32、一种存储介质，其上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法的步骤。
33、一种建筑混凝土方量计算设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法的步骤。
34、的有益效果是：通过对建筑结构三维模型进行体素化，并为各体素块配置体素属性表，从而可基于各体素块的体素属性表计算各材质特征值的体素体积总和及体素模型的体素体积总和，并以体素体积总确定相应的混凝土方量，简化计算方式。
35、利用体素模型分布的特征，通过遍历检查相邻体素块存在情况和表面体素块交接数量的方法，分辨体素块的内外情况，以针对性地缩小体素块边长尺寸，降低体素生成过程对空间进行栅格化导致的体积增加的问题，更精确地拟合建筑结构的形态，提高混凝土方量计算的准确性。
36、可适用于各种格式建筑结构模型的混凝土方量计算，不受限于格式和生产平台，且可适用于多个模型整合情况下的混凝土方量计算；通过模型的体素化规避了构件模型穿插导致的三维空间布尔运算的问题，绕开了构件体积扣减，提高体积计算效率；采用体素化的方法拟合建筑物结构三维模型，对复杂结构模型形状适应性强。
1.一种基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，所述基于建筑结构三维模型和预设的体素块边长，生成与三维模型对应的体素模型，包括：
3.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，所述基于体素模型中各体素块所包含三维模型的模型内容，确定各体素块的材质特征值和材质混合特征值，包括：
4.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，所述基于体素模型中各体素块的相邻体素块数量，将体素模型中各体素块分为内部体素块和表面体素块，包括：
5.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，所述基于各内部体素块与表面体素块邻接关系，将满足预设条件的内部体素块定义为潜在表面体素块，包括：
6.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，所述缩小体素块边长，对体素模型中所有表面体素块、潜在表面体素块和混合体素块再次进行体素化，其中混合体素块基于体素块的材质混合特征值确定，包括：
7.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于，所述为缩小体素块边长后生成的体素块配置体素属性表并确定体素属性表中内容，包括：
8.根据权利要求1所述的基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法，其特征在于：所述循环结束条件包括循环次数满足达到预设值，
9.一种存储介质，其上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现权利要求1～8任意一项所述基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法的步骤。
10.一种建筑混凝土方量计算设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现权利要求1～8任意一项所述基于模型体素化的建筑混凝土方量计算方法的步骤。
