让图形识别与理解技术“起飞”
摘要: CAD技术实现了建筑设计的革新1963年，MIT的Sutherland博士在他的论文中给出了一个人机交互绘制流程图的系统后，MIT的Coons教授于当年提出了CAD概念并立即得到了工业界的响应。至今，CAD技术的发展已有近40年的历 ...
| CAD技术实现了建筑设计的革新1963年，MIT的Sutherland博士在他的论文中给出了一个人机交互绘制流程图的系统后，MIT的Coons教授于当年提出了CAD概念并立即得到了工业界的响应。至今，CAD技术的发展已有近40年的历史。继电子CAD、机械CAD从60年代开始得到飞速发展之后，70年代以来，建筑CAD作为CAD技术的第三大应用领域，得到了快速发展。 CAD技术在两个层次上支持建筑设计。计算机辅助绘图技术在较低的层次上支持建筑图的绘制。AutoCAD等绘图软件帮助建筑业实现了“甩图板”的计划。建筑设计人员使用Au－toCAD软件设计建筑图，使建筑图的绘制、修改和复用变得十分容易，绘图质量与效率大大提高。 计算机辅助设计技术在较高的层次上支持建筑设计工作。PKPM等建筑结构设计软件支持建模及荷载计算，并通过Au－toCAD输出建筑施工图。 计算机辅助设计技术使设计人员从画图工作中解放出来，专心于设计，效率加倍提高，并减少了错误。 CAD技术对建筑施工尚无大作为 目前，CAD对建筑施工却尚未有大作为。主要表现在：CAD图文件仅仅在建筑设计部门发挥作用；建筑施工中还只能使用纸质施工图；图纸中包含的信息还只能依靠人工阅读来提取；阅读提取工作的效率和质量均停留在低水平上；还没有出现一批对CAD图进行自动阅读、理解，能取代或部分取代人工读图的软件。 工程实用量统计可以实现自动化 工程实用量统计是目前建筑预算中的一件相当耗时的工作。钢筋用量的计算是工程实用量统计中最麻烦的一件事。计算结果的准确性依赖于工程算量人员的能力和认真程度。因而，人工算量的质量得不到保证，效率也十分低下。 事实上，建筑施工图的绘制遵循着确定的规则，而人工读图正是利用了这样的规则。一旦把这些规则做到计算机软件中去，该软件就可以代替人来完成算量任务，且保证高效率和高质量。 由计算机软件代替人工读图算量有两个途径：从纸质图的识别开始和从CAD图文件开始。显然前者面临更多的难题以至于效率和质量有可能受影响；而后者在CAD技术普遍应用于建筑设计的今天，不仅是可行的而且是必须的。 关键在图形识别和理解技术 在使用AutoCAD生成的dwg图文件中，柱、梁、板等建筑构件均由线条元素附以标注文字来表达，而同样由线条和文字构成的轴线及尺寸线则确定了建筑物的坐标环境。软件必须按图形表达规则对文件中的图形元素进行分析，识别其中的构件图形，并将其与某些文字关联起来，从而提取其几何与非几何属性。构件中的钢筋信息通过线条、点以及注释文字来表示。软件也必须找到并确认上述图形元素并将它们关联起来以提取有关属性。 一张建筑施工图的各部分之间是一体化的，即通过相互配合来表达一个完整的对象。因而，从一个整体中找出每一个构件或钢筋并找出有关的标注文字关键，在于图形识别与理解技术。 严格建筑图的标准化势在必行 尽管有关部门为绘制建筑施工图制定了明确的规则，但是绘图人员往往由于对规则的理解不够或受习惯影响或不够认真等原因，绘制出各种偏离标准的施工图来。甚至有些高层次的建筑设计CAD软件，如PKPM和广厦，也因其历史或本身的原因，不能输出完全符合国标96G101和00G101的施工图。这就给为提高软件识别能力而进行的开发工作增加了难度。 为了尽快开发出相关的应用软件，并使之能代替人工更快更好地进行算量及其他建筑施工方面的工作，不仅要推动CAD图电子文件资源的进一步延伸使用，而且要严格建筑图的标准化。 基于“数字工程”的施工设计与管理有强大生命力 建筑工程施工过程中的计划与管理极为重要。管理对象主要是人流与物流（包括设备流和材料流）两个方面。尽管现在己有不少关于施工与项目管理方面的研究，但有关对象的数据均由人工输入来获得，其正确性、完整性及效率均不能很好地适应需要。设计和施工之间无法实现一体化。如果有一个完整的工程数据模型，凡建筑施工过程中所需的工程方面的信息都被包含在其中，则可在某种规则的指导下自动计算出最佳人流和物流（即施工计划）来，或在施工过程中按照指定的施工条件方便地调整施工计划。 建筑施工图以二维形式表达了三维的建筑工程信息。对建筑施工图识别与理解的技术，将有可能方便地从二维图重建一个完整的包含有施工所需的信息的数字工程，并由此形成严格的、优化的施工方案。 在全面使用图形识别和理解软件获得完整的数字工程后，建筑施工有可能像工厂生产一样有条有理。 有了图形识别和理解软件，低效、繁重的人工读图工作就可以被取代。高效、严格的设计和施工一体化的项目管理的目标可得以实现。 在识别和理解处理中，还可以加入某些检查手段，使设计图的错误尽早被发现和纠正。 任何一个领域的革命都必须有某种（些）技术的支持。图形识别与理解技术则是支持建筑施工领域的革命的主要技术之一。 |
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