趙彬彬,王笠葦,謝建湘,張宏奎,王倩

(1.長沙理工大學(xué)交通運輸工程學(xué)院,長沙 410114;2.長沙理工大學(xué)公路地質(zhì)災(zāi)變預(yù)警空間信息技術(shù)湖南省工程實驗室,長沙 410114)

隨著城市信息化建設(shè)的推進(jìn),精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化已成為城市建設(shè)和管理的未來趨勢。建筑信息模型(building information modeling,BIM)能夠為城市建設(shè)提供精細(xì)的數(shù)據(jù)來源,包含設(shè)計、建設(shè)以及管理等全周期信息,具有精度高、特征參數(shù)化和語義信息詳盡等優(yōu)點[1]。由于建筑物的大型化、高層化的發(fā)展趨勢,給城市室內(nèi)外一體化帶來了新的挑戰(zhàn),因此單一的技術(shù)無法滿足該需求,繼而建筑信息模型(BIM)與地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)等其他先進(jìn)技術(shù)集成獲得空前關(guān)注,其集成亦為城市建設(shè)管理提供了新途徑和手段[2],避免傳統(tǒng)模式中“信息孤島”等問題的產(chǎn)生[3]。

目前,中外已有不少BIM與GIS數(shù)據(jù)集成的研究,但總體仍處于探索階段,基本是圍繞工業(yè)基礎(chǔ)類(industry foundation classes,IFC)和CityGML(city geography markup language)兩個標(biāo)準(zhǔn)從本體論、數(shù)據(jù)格式以及標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展3個角度來開展。歐洲學(xué)者對此做了較多工作,其中,本體最初是哲學(xué)領(lǐng)域的概念,隨后被引入信息科學(xué)領(lǐng)域,在地理信息領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用,例如,Colucci等[4]結(jié)合本體論,設(shè)計了HBIM(historical building modelling)模型,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成;Stepien等[5]利用本體論,在數(shù)據(jù)層面融合BIM和GIS,以創(chuàng)建整個隧道工程的集成模型?；跀?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的研究多側(cè)重于幾何信息、屬性信息兩方面。例如,Sharafat等[6]建立語義映射規(guī)則,開發(fā)了新型的地下公用事業(yè)管理系統(tǒng)BIM-GIS集成框架;Tauscher等[7]基于模塊化圖形轉(zhuǎn)換,提出一種IFC到CityGML轉(zhuǎn)換規(guī)則的模塊化框架。而基于標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展的轉(zhuǎn)換則首選CityGML ADE(application domain extension)來實現(xiàn)(其次是利用泛型機(jī)制),ADE是CityGML的一種原生機(jī)制,用于擴(kuò)展其支持特定目的的數(shù)據(jù)模型,達(dá)到將新屬性添加到現(xiàn)有的CityGML標(biāo)準(zhǔn)類以及添加新的對象類型等數(shù)據(jù)集成目的[8]。例如,代爾夫特理工大學(xué)研究團(tuán)隊設(shè)計并發(fā)展了GeoBIM的擴(kuò)展模式[9];Eriksson等[10]提出CityGML Sve-Test,并實現(xiàn)IFC到其的轉(zhuǎn)換,提高建筑物權(quán)限檢查的自動化水平。可見,ADE的開發(fā)比較活躍,但其實現(xiàn)和使用則相對滯后。國內(nèi)相關(guān)研究較少,例如,呂慧玲等[1]提出了一種BIM到多層次細(xì)節(jié)GIS模型的轉(zhuǎn)換方法;趙強(qiáng)等[11]建立IFC綜合管廊模型轉(zhuǎn)換為CityGML模型的流程和方法,進(jìn)而實現(xiàn)兩者的數(shù)據(jù)集成。

BIM與GIS的數(shù)據(jù)集成中,ADE具有高度靈活性,可賦予模型新信息,能減少IFC到CityGML轉(zhuǎn)換中的語義丟失[12];同時,ADE比IFC支持更低的結(jié)構(gòu)級別,從而支持引入CityGML中不可用的新概念。此前多數(shù)相關(guān)研究局限在對CityGML至關(guān)重要的若干類和屬性轉(zhuǎn)換上,并不涉及從IFC到CityGML的完整或幾乎無損的信息轉(zhuǎn)化問題?，F(xiàn)階段,有通過CityGML自身的link功能調(diào)用IFC中的定義語義、基于CityGML和IFC的通用類進(jìn)行擴(kuò)展以及對CityGML的底層Schema文件進(jìn)行修改3種方式對CityGML進(jìn)行擴(kuò)展[13]。早在2007年發(fā)布的CityGML 0.4版本中就引入了ADE,隨后Tunnel ADE和Bridge ADE被編入2.0標(biāo)準(zhǔn),并沿用至今。目前有Energy ADE[14]、Landinfra ADE[15]、BCP ADE[16]、CTWL ADE[17]和UtilityNetwork ADE[18]等。

目前,一些商業(yè)軟件如IFCExplorer、BIMServer和FME,開發(fā)了BIM到GIS的系列轉(zhuǎn)換器。Esri和Autodesk合作后,ArcGIS Pro 2.2已支持讀取Revit的BIM信息及其可視化。SuperMap亦開發(fā)了Revit等BIM軟件的導(dǎo)出插件,一鍵式導(dǎo)入“*.rvt”等BIM格式數(shù)據(jù),同時可直接讀取Revit數(shù)據(jù),實現(xiàn)與Revit的快速協(xié)同?？梢?若能將兩者集成,BIM能為GIS提供更豐富、詳盡的語義、幾何等信息,而GIS則大幅提升BIM空間分析能力,亦可實現(xiàn)內(nèi)外一體化的三維精細(xì)化建模,以及項目生命周期各階段多種時空尺度的信息管理服務(wù)。即在保證模型的高度可交互性的同時,使得建筑設(shè)計和施工等過程更加高效和精確。

由于以IFC為標(biāo)準(zhǔn)的BIM數(shù)據(jù)中包含大量實體,例如,IFC2×4版本中約有800個實體,而其中能與CityGML進(jìn)行匹配轉(zhuǎn)換的實體僅70個左右,這導(dǎo)致在數(shù)據(jù)集成過程中出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)丟失和冗余等問題。BIM與GIS之間的數(shù)據(jù)融合還存在著諸如數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同、跨平臺間數(shù)據(jù)不兼容、模型數(shù)據(jù)量大等一系列問題[19]。為此,現(xiàn)利用ADE機(jī)制,對GIS數(shù)據(jù)的CityGML標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行語義擴(kuò)展,建立CityGML ADE,以使IFC標(biāo)準(zhǔn)中更多的室內(nèi)模塊能夠集成到CityGML中,進(jìn)而依托FME轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)BIM與GIS數(shù)據(jù)的集成。

1 IFC與CityGML

1.1 IFC標(biāo)準(zhǔn)

IFC標(biāo)準(zhǔn)是BIM領(lǐng)域通用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),由Building SMART采用EXPRESS或XML來定義數(shù)據(jù),是以其幾何信息、屬性信息和拓?fù)潢P(guān)系形成的面向建筑對象的語義模型[20]。IFC分為資源層、核心層、信息交換層以及專業(yè)領(lǐng)域?qū)?個層次,主要內(nèi)容包含于IFC Schema中,并將建筑全生命周期內(nèi)所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類劃分。得益于IFC標(biāo)準(zhǔn)的開放性,其已成為跨平臺信息交換中最成功的互操作工具之一,但其在表達(dá)范圍、信息分級和插值方面存在局限性[21]。

1.2 CityGML標(biāo)準(zhǔn)

2008年,開放地理空間聯(lián)盟(open geospatial consortium,OGC)將CityGML定義為三維城市模型的語義存儲和交換的主要開放數(shù)據(jù)模型和格式[22],并正式發(fā)布CityGML 1.0。2012年,為提高CityGML在更多領(lǐng)域的可用性,OGC發(fā)布了CityGML 2.0。此后,德國地理數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)施小組向OGC提交了更改申請,并開啟了CityGML 3.0版本的陸續(xù)發(fā)布[23]。

CityGML包含空間實體的語義層級、集成關(guān)系和空間特性,并由一個核心模塊和多個不同領(lǐng)域的主題模塊組成,其中,最基礎(chǔ)的Core模塊定義了模型的基本概念與構(gòu)成組件,其余擴(kuò)展和主題模塊均依賴于它。CityGML采用LOD(levels of detail)分級概念,支持從多個LOD細(xì)節(jié)層次對建筑外表面、建筑組成部分、建筑內(nèi)外設(shè)施、建筑內(nèi)部細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間與語義上的描述和表達(dá)。本文研究以重新定義了LOD的CityGML 3.0作為研究標(biāo)準(zhǔn),其通過LOD0-LOD3來表達(dá)特定細(xì)節(jié)層次的建筑物構(gòu)件和空間結(jié)構(gòu)[24]。

1.3 IFC與CityGML的差異

由于應(yīng)用領(lǐng)域側(cè)重點不同,上述兩種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在文檔形式、幾何信息、語義信息等方面都存在差異。幾何信息方面,前者主要有邊界表示(boundary representation,B-Rep)法、掃描體(Sweep)法和構(gòu)造實體幾何(constructive solid geometry,CSG)[25]3種表達(dá)方法。在B-Rep中,對象是由多個表面共同圍成的封閉區(qū)域來表達(dá);Sweep是通過定義掃描路徑,拉伸二維平面來實現(xiàn)表達(dá);CSG則通過多個基礎(chǔ)原始的幾何對象,運用布爾運算(交集、并集等),以生成新幾何體。而后者則只有B-Rep一種表達(dá)方式,一個建筑物由多個建筑物構(gòu)件組成,單個建筑物構(gòu)件又由若干個包含幾何特征信息的邊界表面組成。正是這種幾何信息表達(dá)方式的不同,導(dǎo)致兩類數(shù)據(jù)集成難度陡增。

語義信息方面,前者所含語義信息較豐富,包含建筑物的細(xì)節(jié)描述和不同構(gòu)件間的空間連接關(guān)系。而后者采用面向?qū)ο蟮慕７绞?以要素類型(地物類型)作為信息表達(dá)的基本單元,通過UML有層次地封裝空間和屬性信息[26],來描述建筑物的具體結(jié)構(gòu),定義了RoofSurface、GroundSurface以及BuildingFurniture等多個語義對象[27],但語義信息相對較少。這使得IFC中大量實體類在CityGML中無對應(yīng)要素類與其匹配,如樓梯、梁、柱等,進(jìn)而造成數(shù)據(jù)集成時信息丟失。表1為兩者在文檔形式等方面的差異對比。

表1 IFC與CityGML的比較

2 IFC到CityGML各層級的轉(zhuǎn)換

在IFC到CityGML的轉(zhuǎn)換過程中,需根據(jù)CityGML LOD各層級實體,在IFC數(shù)據(jù)中選擇對應(yīng)實體與之匹配,以表達(dá)不同細(xì)節(jié)層次的建筑物。實驗數(shù)據(jù)采用開源IFC模型(http://openifcmodel.cs.auckland.ac.nz/),其中,模型Ⅰ為簡單的兩層建筑,如圖1(a)和圖1(b)所示,模型Ⅱ為四層樓的教學(xué)樓,如圖1(c)和圖1(d)所示,均包含門、窗、墻、屋頂、樓梯、梁、柱等常見建筑構(gòu)件。

圖1 IFC模型

由于CityGML LOD0僅包含建筑物底部輪廓,即平面圖,而CityGML LOD1可通過拉伸建筑物底部矢量圖形(如天地圖、OpenSreetMap),以獲得其棱柱塊模型,故此處不考慮IFC數(shù)據(jù)到CityGML LOD0、LOD1的轉(zhuǎn)換。IFC存儲了要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系、屬性以及幾何表達(dá)等各種信息,其中某些屬性和幾何類別無需轉(zhuǎn)換。

依照圖2所示層次轉(zhuǎn)換模型,下面詳述利用FME設(shè)置組合不同的轉(zhuǎn)換器,實現(xiàn)IFC到CityGML LOD2、LOD3的轉(zhuǎn)換。首先,根據(jù)需求對IFC實體進(jìn)行過濾,保留墻面、建筑構(gòu)件以及室內(nèi)家具等要素,進(jìn)而建立映射規(guī)則;然后,利用3DAffiner等轉(zhuǎn)換器,對要素進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放和反射等三維仿射變換,實現(xiàn)獨立坐標(biāo)系到世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換;其次,針對幾何差異,利用Geometry XQuery、Deaggregator以及Aggregator等主要轉(zhuǎn)換器,分解聚合要素為各個組成部分,再組合、合并要素的圖形對象為異構(gòu)或同構(gòu)集合;接著,組合無幾何對象的要素的屬性,優(yōu)化要素,實現(xiàn)幾何重構(gòu),并通過暴露要素屬性、分配新屬性值等操作傳遞屬性信息;最后,利用FeatureMerger、TestFilter等工具整合幾何和屬性信息,從而生成CityGML模型。

圖2 由IFC到CityGML的層次轉(zhuǎn)換模型

2.1 IFC到CityGML LOD2的轉(zhuǎn)換

LOD2模型僅描述建筑的外形、墻面,不包含門、窗等開口,蘊(yùn)含的信息較匱乏,LOD2適用于不注重室內(nèi)信息的大規(guī)模城市三維建模。運用上述層次轉(zhuǎn)換模型將圖1所示的模型Ⅰ和模型Ⅱ進(jìn)行轉(zhuǎn)換,該過程涉及IfcRoof、IfcSlab、IfcWall等建筑結(jié)構(gòu),結(jié)果如圖3所示,幾何圖形轉(zhuǎn)換無誤。

圖3 CityGML LOD2轉(zhuǎn)換結(jié)果

2.2 IFC到CityGML LOD3的轉(zhuǎn)換

LOD3是對室內(nèi)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件細(xì)節(jié)的詳細(xì)表達(dá)。通過一對一與多對一的映射完成語義信息轉(zhuǎn)換,即一個或多個IFC實體類映射為一個CityGML實體類,例如,IfcDoor以一對一映射至Door。但CityGML標(biāo)準(zhǔn)并沒有對建筑構(gòu)件做詳細(xì)分類,其中無Stair、Beam、Column等類別,導(dǎo)致IfcStair、IfcBeam、IfcColumn以及IfcMember等實體類以多對一的方式映射至BuildingConstructiveElement;IfcRailing、IfcFlowTerminal、IfcFurshingElement以及IfcBuildingElementProxy等實體類映射至BuildInstallation。

運用圖2層次轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,幾何圖形轉(zhuǎn)換無誤,其中,模型Ⅰ、Ⅱ的門、窗、墻面、屋頂、內(nèi)部設(shè)施等構(gòu)件均清晰可見,為減少數(shù)據(jù)冗余,將WallSurface、FloorSurface以及RoofSurface等表面要素類進(jìn)行了合并(圖4)。雖然能夠進(jìn)行較為完整的轉(zhuǎn)換,但多對一的映射規(guī)則極大程度上限制了涉及室內(nèi)信息的應(yīng)用。例如,模型Ⅰ中樓梯與梁、模型Ⅱ中樓梯與柱映射為同一實體類,導(dǎo)致室內(nèi)導(dǎo)航等對建筑物內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)高要求、高標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用來說,無法識別樓梯等同種類別實體的具體位置。而相對現(xiàn)實中更為復(fù)雜的建筑物,CityGML的實體類別更加無法滿足詳細(xì)表達(dá)的需求,這對實現(xiàn)室內(nèi)外一體化提出了新的挑戰(zhàn)。

圖4 CityGML LOD3轉(zhuǎn)換結(jié)果

3 CityGML B-Con擴(kuò)展模型

CityGML數(shù)據(jù)模型并不對應(yīng)支持IFC存儲的所有信息,從而導(dǎo)致部分BIM信息丟失?？紤]到ADE對結(jié)構(gòu)級別的兼容性和對新類支持的可擴(kuò)展性,此處憑借ADE機(jī)制,通過Enterprise Architect來修改底層Schema文件,進(jìn)而對CityGML進(jìn)行幾何、語義信息兼顧的擴(kuò)展,從而實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換集成。

3.1 Building與Construction模塊

CityGML 3.0中Building模塊用于建筑物主題和空間的表示,其使用UML來描述語義對象之間的關(guān)聯(lián)、聚合、組合以及泛化等關(guān)系,包括BuildingPart(建筑部分)、Storey(樓層)、BuildingInstallation(建筑附屬物)以及BuildingFurniture(家具)等語義信息,相比于CityGML 2.0版本,Building模塊引入了一個新的抽象類AbstractBuildingSubdivision(建筑細(xì)分抽象類),用于表示建筑單元和樓層;同時,引入了新的特征類型AbstractConstructiveElement(構(gòu)造性元素),為構(gòu)造元素與其空間邊界建立了明確的聯(lián)系。

Construction為該版本新增模塊,定義了建筑物、橋梁、隧道等其余人造建筑所共有的概念特征,并將其傳遞給不同模塊,一定程度上簡化了其余模塊的數(shù)據(jù)模型,針對非人造建筑結(jié)構(gòu)可用OtherConstruction表示。并且該模塊包含各類實體的表面,如WallSurface(墻面)、RoofSurface(屋頂表面)以及FloorSurface(地板表面),相比2.0版本,CityGML 3.0的特征類型能使IFC數(shù)據(jù)(如IfcWall和IfcRoof等)更加清楚地映射至CityGML,同時,門和窗戶的語義信息定義也更為清晰。

3.2 B-Con ADE擴(kuò)展

研究基于ADE機(jī)制,設(shè)計符合需求的CityGML擴(kuò)展模型,以保留IFC模型中更多與地理空間以及周邊環(huán)境相關(guān)的信息。該擴(kuò)展主要針對LOD3層次,進(jìn)行Builing和Construction模塊擴(kuò)展,完善室內(nèi)構(gòu)件信息。主要涉及兩方面內(nèi)容:①針對幾何信息的丟失問題,增加建筑物構(gòu)件實體,可新增子類,并完善與其他類的關(guān)系;②IFC標(biāo)準(zhǔn)所包含的建筑物信息更為全面,轉(zhuǎn)換過程存在屬性信息丟失的問題。對此,可對其屬性進(jìn)行擴(kuò)展,使轉(zhuǎn)換的CityGML模型包含更多有價值的信息。

此處將擴(kuò)展的模型稱為B-Con ADE,其UML架構(gòu)如圖5和圖6所示。B-Con ADE模型在Building模塊基礎(chǔ)上,從BuildingConstructiveElement和BuildingInstallation中派生多個子類實體,與IFC實體實現(xiàn)一對一映射,前者指建筑物中不可拆除的結(jié)構(gòu),后者指建筑物中非永久性結(jié)構(gòu)或裝置。新增的Railing、Pipe、FlowTerminal等,均由BuildingInstallation派生而來,BuildingElementProxy對應(yīng)室外設(shè)施,ElectricalElement對應(yīng)IfcLightFixture等用電設(shè)施,ServiceElement為配水室及流動裝置等共享建筑服務(wù)要素等,Pipe對應(yīng)IfcPipe及IfcDuct等管道設(shè)施。Stair、Ramp、Beam、Column均由BuildingConstructiveElement派生而來。并對新增類的屬性進(jìn)行擴(kuò)展,如增加材質(zhì)、類型等屬性信息,以滿足工程項目需求。Construction模塊的擴(kuò)展類(Door、Window)均在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了屬性擴(kuò)展。最后將擴(kuò)展后的語義信息集成至CityGML底層Schema文件中。

圖5 CityGML B-Con Building模塊UML圖

圖6 CityGML B-Con Construction 模塊UML圖

4 IFC到CityGML B-Con的轉(zhuǎn)換

為解決上述IFC模型到CityGML LOD3轉(zhuǎn)換的室內(nèi)表達(dá)過于單一問題,運用圖2層次轉(zhuǎn)換模型將圖1所示模型Ⅰ與模型Ⅱ進(jìn)行IFC到B-Con ADE的轉(zhuǎn)換,設(shè)計IFC模型中室內(nèi)建筑構(gòu)件實體與CityGML B-Con ADE擴(kuò)展語義之間的映射規(guī)則,如表2中加粗部分所示,B-Con實體類比CityGML LOD3更豐富,進(jìn)而能將IFC大量實體以一對一的方式映射,達(dá)到減少語義信息丟失的目的。

表2 IFC到CityGML LOD3、B-Con的映射規(guī)則

對比圖7(a)和圖4(a)可知,外觀相同且內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰,模型Ⅰ中47個BuilindgConstructiveElement實體被劃分為46個Beam實體與1個Stair實體,兩者得以區(qū)分,且Railing也從BuildingInstalltion劃分出,有了單獨的類別,描述亦更詳細(xì)。對比圖7(b)與圖4(b)可知,外觀相同且內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰,模型Ⅱ中2個Column實體與4個Stair實體也從BuildingConstructiveElement劃分出來。兩者皆完整轉(zhuǎn)換至CityGML B-Con中?？梢?利用擴(kuò)展語義實現(xiàn)IFC至CityGML的轉(zhuǎn)換,可保留原IFC模型中的大部分實體,尤其是梁、柱以及樓梯等室內(nèi)建筑構(gòu)件,并根據(jù)需求可不斷對其進(jìn)行擴(kuò)展。

如圖8所示,運用B-Con模型將更復(fù)雜的六層高商場建筑IFC模型Ⅲ轉(zhuǎn)換為CityGML B-Con,除上述簡單建筑構(gòu)件外,幕墻、斜坡以及電梯等實體類的轉(zhuǎn)換亦完整無誤,其幾何結(jié)構(gòu)都得到了較好保留。

圖8 模型Ⅲ轉(zhuǎn)換結(jié)果對比

圖8(b)和圖8(c)分別為IFC至CityGML LOD3以及B-Con的轉(zhuǎn)換結(jié)果,宏觀層面而言,后者詳細(xì)程度比前者更高;微觀層面而言,IfcStair、IfcRamp、IfcColumn、IfcBeam(IfcMember)在LOD3模型中均被歸為BuildingConstructiveElement,難以分辨,而在B-Con模型中,四者涇渭分明,如表3中紅框所示的Ramp構(gòu)件,這能夠?qū)崿F(xiàn)用于構(gòu)造、支撐和固定結(jié)構(gòu)等建筑構(gòu)件的詳細(xì)管理;同樣地,IfcBuil-dingElementProxy與IfcRailing在LOD3模型中均被劃為BuildingInstallation,而在B-Con模型中已被區(qū)分開來,如表3中綠框所示的Railing構(gòu)件,能更準(zhǔn)確地表示各種服務(wù)和功能的設(shè)備和系統(tǒng),以實現(xiàn)建筑物的細(xì)節(jié)設(shè)計、施工和維護(hù)管理。這亦克服了CityGML原有標(biāo)準(zhǔn)在建筑物構(gòu)件表達(dá)方面的缺陷[27]。

表3 BuildingConstructiveElement和BuildingInstallation實體對比

5 結(jié)論

(1)“尺有所短,寸有所長”。BIM與GIS數(shù)據(jù)集成可實現(xiàn)從微觀到宏觀、從室內(nèi)到室外多尺度、多細(xì)節(jié)層次的城市規(guī)劃和管理,但目前在集成和應(yīng)用層面仍處于探索階段。集成層面而言,IFC與CityGML作為BIM和GIS行業(yè)交換標(biāo)準(zhǔn),因在各方面存在差異,導(dǎo)致數(shù)據(jù)集成困難,需解決兩個主要問題,即語義映射和幾何轉(zhuǎn)換;應(yīng)用層面而言,可與更多先進(jìn)技術(shù)結(jié)合。例如,物聯(lián)網(wǎng)為其提供建筑內(nèi)外的實時監(jiān)測手段,進(jìn)而實現(xiàn)傳統(tǒng)城市管理到智能化城市管理的邁進(jìn)。

(2)通過語義擴(kuò)展構(gòu)建了面向BIM與GIS數(shù)據(jù)的層次轉(zhuǎn)換模型,利用ADE機(jī)制,搭建了B-Con模型,進(jìn)而建立BIM實體與GIS對象之間一對一的映射關(guān)系,從而實現(xiàn)IFC到CityGML 3.0與B-Con的轉(zhuǎn)換。實驗表明,B-Con模型可細(xì)化建筑構(gòu)件層次,減少了數(shù)據(jù)集成過程中的語義丟失,克服了CityGML 3.0標(biāo)準(zhǔn)在建筑物構(gòu)件表達(dá)方面的缺陷,為后續(xù)BIM與GIS的集成提供了基礎(chǔ)。此外,在該模型的基礎(chǔ)上可進(jìn)行更深層次的擴(kuò)展,例如,拓?fù)鋽U(kuò)展等,以輔助室內(nèi)定位、導(dǎo)航等應(yīng)用;同時,CityGML的某些標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)仍待完善,這亦是后續(xù)工作有待進(jìn)一步研究的內(nèi)容。