一种基于ezdxf库的水利工程CAD图纸审查方法及系统

本发明涉及水利工程设计施工，具体涉及一种基于ezdxf库的水利工程cad图纸审查方法及系统。

背景技术：

1、在水利工程领域，cad图纸作为工程设计和施工的关键文件，其准确性直接影响工程质量和安全。长期以来，水利工程cad图纸的审查主要依靠专业人员的检查，这一工程不仅耗时耗力，而且由于人为因素的存在，难以避免疏漏和错误。首先，人工审查速度慢，无法满足大规模或紧急项目的需求；其次，人工审查易受个人经验和状态影响，导致审查质量不稳定；且传统方法难以系统性地记录和追踪审查过程中发现的问题，不利于后续的分析和改进；最后，随着水利工程复杂性的增加，人工审查越来越难以应对图纸中的细微错误和复杂问题。

2、随着计算机辅助设计技术的发展，尤其是图形处理和人工智能技术的进步，自动化的cad图纸审查方法逐渐成为可能。自动化审查不仅可以显著提高审查效率，还能通过算法减少人为错误，确保图纸审查的准确性和一致性。然而，现有的自动化审查工具多集中在建筑领域，水利工程与建筑工程在设计和施工方面有显著的专业差异。水利工程图纸可能包含特定的结构、组件，如坝体、防浪墙、廊道、水库等，这些在建筑领域中基本不常见且处理方式不同。建筑工程的墙体、梁、柱等结构多为规则的几何形状，整体的框架结构更为简单，而水利工程的规模和复杂性可能远超一般建筑工程，水利工程上的图纸上的尺寸标准和标高的数量远超一般建筑工程的图纸，需要检查的内容更为繁多。同时水利工程遵循的规范和标准与建筑领域也不相同，水利工程的设计和施工必须遵循一系列专为水工结构和水文环境制定的规范和标准。现有的自动化审查工具缺乏针对水利工程特点的专业审查系统，特别是缺少利用ezdxf库进行专业水利工程图纸审查的解决方法。开发一种利用ezdxf库进行专门针对水利工程的自动化cad图纸审查系统及方法，对于提升设计质量、缩短工程周期、降低成本具有重要的实际意义。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目是提供一种基于ezdxf库的水利工程cad图纸审查方法及系统，实现水利工程图纸自动化审查，提高审查效率、增强审查准确性。

2、技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提出的基于ezdxf库的水利工程cad图纸审查方法，包括以下步骤：

3、打开并读取dxf格式的水利工程cad图纸文件，对图纸文件进行预处理后，通过识别图纸中的多段线实体筛选出表示图框的区域，计算每个图框的坐标范围，利用聚类算法对图框内图元点进行聚类，根据聚类结果将dxf图纸拆分成独立的小图；

4、使用自动检测算法对整套图纸进行错误检查，包括一般性错误检查和技术性错误检查，所述一般性错误检查包括尺寸标注检查、比例尺检查和高程标注检查，所述尺寸标注检查通过提取图纸中的尺寸标注信息并与实际测量值进行比对，识别并记录尺寸不一致的错误；所述比例尺检查通过对图纸中的比例尺标注是否一致和比例尺说明是否正确进行检查，识别并记录不一致的比例尺和错误的比例尺说明；所述高程标注检查通过对图纸中的高程标注进行校验，识别并记录错误信息；所述技术性错误检查通过审查图纸中的特定水工结构，输出特定水工结构的尺寸，对于不符合水利工程设计规范的技术参数进行识别和记录；并对检查中识别出来的错误进行可视化标记；

5、将审查结果通过图形界面展示给用户，所述图形界面提供错误汇总和详细信息查询功能，并生成包含错误列表、影响分析和建议修正措施的详细审查报告。

6、优选的，利用聚类算法对图框内图元点进行聚类具体包括：

7、使用dbscan聚类算法对图框内的图元点进行聚类分析，并加密图元点以增加密度；根据聚类结果，为每个小图生成唯一标识符，并进行图名点的提取。

8、优选的，所述尺寸标注检查具体方法包括：

9、通过日志记录明确标示尺寸标注检查的开始，并遍历所有图纸，对每张图纸进行单独的标注检查，检查过程如下：

10、提取每个标注实体的关键属性，包括用户输入的标注文字、根据dxf文件属性计算出的实际测量值以及标注的起始位置；验证实际测量值的有效性，并将其与用户输入的标注文字进行比较，确保两者之间的一致性；如果实际测量值与手动标注不符，则自动记录这一问题，并在控制台输出相关的详细信息，包括标注的显示尺寸、实际测量尺寸以及可能的问题原因，同时在绘图对象上为问题标注添加可视化的矩形标记；记录问题标注的位置信息，包括其在图纸中的绝对位置和相对于图纸及小图的相对位置；

11、在完成单张图纸的标注检查后，记录检查结束的时间，并计算整个检查过程的耗时，以评估检查效率。

12、优选的，所述比例尺检查具体方法包括：

13、先进行比例尺一致性检查：首先按图纸名称对设计实体进行分组，确保每张图纸独立处理；接着从每张图纸的说明中提取单位信息，然后对图纸内的小图进行分组，并从小图中提取标注实体的比例尺信息；通过去重和统计找出每个小图中最常见的比例尺，即比例尺的众数，以此作为主要比例尺；检查小图中是否所有标注实体的比例尺都与主要比例尺保持一致，若存在不一致，则在绘图对象上添加标记，并将主要比例尺记录在图名属性中；最后，记录检查结果和效率，返回更新后包含每张图纸每个小图比例尺信息的实体；

14、再进行比例尺说明检查：首先筛选出所有图名实体，然后遍历这些实体以确定对应的图纸和小图名称；接着在图名实体下方的文本中搜索可能的比例尺信息，如果找到，则提取并使用最近的相关文本作为比例尺参考；如果没有找到，则记录缺少比例尺的日志信息；将提取的比例尺信息与比例尺一致性中得到的主要比例尺比较进行比较，检查比例尺说明是否正确，并在不一致时打印标注的比例尺说明和主要比例尺；

15、最后使用可视化手段在图纸上突出显示不一致的比例尺和错误的比例尺说明，同时记录错误详情，包括类型、位置和可能的原因。

16、优选的，所述高程标注检查具体方法包括：

17、首先创建一个空的dataframe数据结构来存储每个标高文字及其坐标，然后从图纸实体中筛选出标高文字，并遍历它们以确定中心点坐标；接着，根据这些坐标筛选出指定范围内的相关图元，并筛选出符合条件的图元作为标高点；

18、然后，所有获取到的标高进行排序，以确定基准标高，并根据图纸的比例尺和单位进行数值转换；之后，计算每个标高与基准之间的差值，并与文字标注的差值进行比较，以识别任何不一致之处；如果发现高程差与标注不符，在图纸上为这些问题标高添加可视化标记，并记录详细的不一致信息，方便用户复查；

19、最后，返回一个包含所有检查结果的dataframe数据结构，如果过程中遇到未找到合适的图元作为标高点或缺少比例尺信息的情况，则记录相应的日志信息。

20、优选的，所述筛选出符合条件的图元作为标高点包括：对于块插入和非块插入的图元，采取不同的策略来确定标高点，其中，块插入处理：检查块插入类型的图元属性以确定是否包含标高信息，并直接使用块的插入点作为标高点；非块插入处理：对于非块插入类型的图元，找到长度在特定范围内的直线段，并选择与标高文字最近的直线段作为标高点。

21、优选的，所述技术性错误检查具体包括：

22、获取所有非文本类型的点坐标，包括高程插入点的点坐标、主实体的点坐标；再从实体信息中获取基准高程数值、比例尺，用于将图纸尺寸比较与判断，根据图纸线型及几何特征识别坝体剖面轮廓从而筛选出主体图元，比较点的坐标与来确定防浪墙顶、坝顶、坝底折坡点的位置，进而对坝底、防浪墙、坝顶和折坡点进行识别；结合高程插入点，限制y坐标来确定廊道位置并计算廊道层间高差和上游壁距；筛选出包含“排水孔”文本的记录，并提取排水孔的直径和间隔；按照水利工程设计规范条文，检查水利工程图纸中防浪墙、折坡点、排水孔、廊道的设置是否符合规范要求，并记录相应信息。

23、本发明提出的一种基于ezdxf库的水利工程cad图纸审查系统，包括：

24、文件信息处理模块，用于对cad图纸进行文件信息处理，包括：打开并读取dxf格式的水利工程cad图纸文件，对图纸文件进行预处理后，通过识别图纸中的多段线实体筛选出表示图框的区域，计算每个图框的坐标范围，利用聚类算法对图框内图元点进行聚类，根据聚类结果将dxf图纸拆分成独立的小图；

25、错误检查模块，用于使用自动检测算法对整套图纸进行错误检查，包括一般性错误检查和技术性错误检查，所述一般性错误检查包括尺寸标注检查、比例尺检查和高程标注检查，所述尺寸标注检查通过提取图纸中的尺寸标注信息并与实际测量值进行比对，识别并记录尺寸不一致的错误；所述比例尺检查通过对图纸中的比例尺标注是否一致和比例尺说明是否正确进行检查，识别并记录不一致的比例尺和错误的比例尺说明；所述高程标注检查通过对图纸中的高程标注进行校验，识别并记录错误信息；所述技术性错误检查通过审查图纸中的特定水工结构，输出特定水工结构的尺寸，对于不符合水利工程设计规范的技术参数进行识别和记录；并对检查中识别出来的错误进行可视化标记；

26、结果输出与展示模块，用于将审查结果通过图形界面展示给用户，所述图形界面提供错误汇总和详细信息查询功能，并生成包含错误列表、影响分析和建议修正措施的详细审查报告。

27、本发明还提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如上所述的基于ezdxf库的水利工程cad图纸审查方法的步骤。

28、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于ezdxf库的水利工程cad图纸审查方法的步骤。

29、有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：

30、1、水利工程的规模和复杂性可能远超一般建筑工程，水利工程上的图纸上的尺寸标准和标高的数量远超一般建筑工程的图纸，需要检查的内容更为繁多。针对水利工程的图纸审查的繁琐性，本发明针对水利工程的这一特点，通过将图纸中实体转化为ezdxf库能够识别的数据，基于ezdxf库构建自动检测算法对整套图纸进行错误检查，其中针对尺寸标注、比例尺标注和标高这三项繁琐的审查内容，本发明的一般性错误检查能高效快速地完成这些繁琐的审查事项，提高审图效率。

31、2、本发明专门针对水利工程图纸的特点，能够识别建筑领域中一般不常见的水利工程的特定的水工结构水如防浪墙、廊道、排水孔、折坡面等，输出这些水工结构的尺寸，按照水利工程要求的规范文件的相应条文对这些技术性错误进行比对审查。

32、3、本发明通过定制化的算法，能够依据水利工程特有的设计规范和施工标准，进行更为精确的合规性检查，解决了现有技术中自动化工具难以适应特定行业规范的问题。并且本发明可适用性强，一般性错误检查基本适用于带图框和图名标注的任何图纸，这种通用性使得本发明的一般性错误的审查方法可以广泛应用于不同领域的工程图纸审查。

33、4、本发明通过系统化的错误记录和可视化标记使得问题更容易被发现和追踪。