2Dml3D. Arbeitspaket 4: IFC Model Erstellung

Abstract

Das Arbeitspaket «IFC Model Erstellung» ist Teil des HABG-Kollaborationsprojekts «2Dml3D – Von 2D-Plänen via Machine Learning Methoden zu digitalen 3D-Modellen», das von den Instituten IBAU, INEB und IDIBAU durchgeführt wurde. Ziel des Forschungsprojekts war die Entwicklung eines intelligenten Systems zur automatischen Generierung von 3D-Gebäudemodellen aus konventionellen 2D-Architekturplänen (Papier, PDF, JPG).

In vorherigen Arbeitspaketen wurden mittels Machine Learning bereits zentrale Informationen aus 2D-Architekturplänen extrahiert, darunter Plannamen und -typen (Grundriss, Schnitt, Ansicht), Massstab, Geschosshöhen aus Schnitten, Schnittpositionen in Grundrissen sowie Wandkonturen. Diese Daten liegen für dieses Arbeitspaket in strukturierter Form als JSON vor.

Die in den Grundrissen und Schnitten mittels Machine Learning extrahierten Informationen werden in diesem Arbeitspaket zu einem konsistenten dreidimensionalen Gebäudemodell zusammengeführt. Dabei stellt insbesondere die räumliche Zuordnung der Daten aus den unterschiedlichen Planarten eine wesentliche Herausforderung dar. Die Geschosse müssen vertikal korrekt positioniert und alle Pläne in ein gemeinsames Koordinatensystem überführt werden, sodass die Bauteile im resultierenden 3D-Modell präzise zueinander ausgerichtet sind.

Im nächsten Schritt wird die IFC-Struktur aufgebaut und die extrahierten Bauteile, wie Wände, Decken und Dächer, werden als entsprechende IFC-Elemente erzeugt. Abschliessend wird das resultierende Gebäudemodell als IFC-Datei exportiert.

Der entwickelte Ansatz weist jedoch einige Einschränkungen auf. Die Qualität des erzeugten Modells hängt wesentlich von der vorgelagerten Bauteilextraktion ab, welche teilweise unvollständige oder geometrisch ungenaue Bauteile liefert. Zudem basiert die Extraktion auf mehreren Annahmen, beispielsweise darauf, dass alle Wände orthogonal ausgerichtet sind und keine Schrägdächer oder vergleichbare geometrische Besonderheiten vorhanden sind.