BIM和GIS的空间语义数据集成方法及应用研究
发布时间：2021-08-28 12:30
随着数字城市和智慧城市的建设发展,建筑信息模型（BIM）和地理信息系统（GIS）的集成被广泛研究和应用。目前的集成研究主要是通用数据标准IFC和CityGML之间的空间和语义转换,但由于应用领域和空间尺度等差异,存在信息错误和丢失、几何语义信息耦合度低、应用拓展性差等问题。为此提出了一种兼顾三维实体对象和地理空间对象的三维城市数据模型,研究了BIM和GIS的空间和语义数据的提取、处理和转换方法,设计了BIM和三维GIS的集成应用框架并在三维可视化平台上进行验证和初步应用。该方法可实现BIM和GIS信息在几何、语义、精度上的完全融合,避免了传统的数据转换带来的信息缺失,在多尺度的空间和语义信息分级存储和加载显示方面存在着优势,有利于实现大规模、高精度的建筑和城市信息的高效集成。
【文章来源】：图学学报. 2020,41(01)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
基于BIM-GIS三维平台的可视化集成应用(d)实时设备监测信息管理
150建筑与城市信息模型2020年如，BuildingPart是语义信息，嵌套CompositeSolids来表示几何；Room通过BoundedBy属性标签连接其包围面来表示几何形状，如墙面WallSurface，楼面FloorSurface。B-Rep是CityGML进行几何描述的唯一方法，由gml:SurfaceMember，gml:Polygon，gml:LinearRing、gml:postList逐层嵌套，最内部依次记录组成闭环的所有点的X，Y，Z坐标。图1IFC模型的对象要素组织图图2CityGML的对象要素组织图1.2IFC和CityGML的差异性比较由于BIM和GIS涉及不同的应用领域，宏观空间规划管理和微观精细化管理之间的矛盾十分突出[18]。IFC侧重于对建筑构件实体对象的描述，而CityGML更侧重于对城市以及建筑内外地理空间对象的描述，这一本质上的区别使得2种数据标准存在很多的差异(表1)，具体表现在不同的空间尺度，不同的坐标系，不同的语义和几何表达方式，不同的细节程度，以及不同的信息存储和访问方法等。表1IFC和CityGML的差异性比较[10]对象描述IFCCityGML应用场景建筑信息模型(BIM)三维城市建模语义表达侧重于建筑实体对象侧重于地理空间和面对象属性表达侧重于物理功能、建造、管理属性侧重于空间位置、拓扑属性几何表达B-Rep，SweptSolid，CSGB-Rep建模语言EXPRESSXML/GML精细程度统一精细模型LOD4LOD0-LOD4不同精细程度
晗担?RelativePlacement记录在局部坐标系中的位置并定义新的局部坐标系。Location表示原点坐标，Axis和RefDirection分别表示新的局部坐标系的Z轴和X轴方向。假设点P在局部坐标系和世界坐标系中的坐标分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)，局部坐标系的原点坐标为Pr(a0,b0,c0)，其3个坐标轴方向的向量可表示为Xr(a1,b1,c1)，Yr(a2,b2,c2)，Zr(a3,b3,c3)，则转换图4IFC局部坐标系的层级图5IFC中参照坐标系的定义[19]
【参考文献】：
期刊论文
[1]GIS与BIM融合的研究进展与发展趋势[J]. 武鹏飞,刘玉身,谭毅,李建锋. 测绘与空间地理信息. 2019(01)
[2]基于BIM的地铁车站动态网络疏散模拟研究[J]. 王佳亮,史健勇. 消防科学与技术. 2018(12)
[3]GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究[J]. 王玲莉,戴晨光,马瑞. 地理空间信息. 2016(06)
[4]基于语义映射的BIM与3D GIS集成方法研究[J]. 朱亮,邓非. 测绘地理信息. 2016(03)
[5]基于IFC标准的建筑构件表达与管理方法研究[J]. 施平望,林良帆,邓雪原. 图学学报. 2016(02)
[6]基于IFC4的铁路管线系统数据存储标准研究[J]. 杨绪坤,毛宁. 铁路技术创新. 2015(06)
[7]语义约束的RVT模型到CityGML模型的转换方法[J]. 赵霞,汤圣君,刘铭崴,朱庆. 地理信息世界. 2015(02)
[8]BIM-GIS技术在建筑供应链可视化中的应用研究[J]. 郑云,苏振民,金少军. 施工技术. 2015(06)
[9]BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术[J]. 汤圣君,朱庆,赵君峤. 土木建筑工程信息技术. 2014(04)
[10]三维GIS及其在智慧城市中的应用[J]. 朱庆. 地球信息科学学报. 2014(02)
本文编号：3368517
【文章来源】：图学学报. 2020,41(01)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
基于BIM-GIS三维平台的可视化集成应用(d)实时设备监测信息管理
150建筑与城市信息模型2020年如，BuildingPart是语义信息，嵌套CompositeSolids来表示几何；Room通过BoundedBy属性标签连接其包围面来表示几何形状，如墙面WallSurface，楼面FloorSurface。B-Rep是CityGML进行几何描述的唯一方法，由gml:SurfaceMember，gml:Polygon，gml:LinearRing、gml:postList逐层嵌套，最内部依次记录组成闭环的所有点的X，Y，Z坐标。图1IFC模型的对象要素组织图图2CityGML的对象要素组织图1.2IFC和CityGML的差异性比较由于BIM和GIS涉及不同的应用领域，宏观空间规划管理和微观精细化管理之间的矛盾十分突出[18]。IFC侧重于对建筑构件实体对象的描述，而CityGML更侧重于对城市以及建筑内外地理空间对象的描述，这一本质上的区别使得2种数据标准存在很多的差异(表1)，具体表现在不同的空间尺度，不同的坐标系，不同的语义和几何表达方式，不同的细节程度，以及不同的信息存储和访问方法等。表1IFC和CityGML的差异性比较[10]对象描述IFCCityGML应用场景建筑信息模型(BIM)三维城市建模语义表达侧重于建筑实体对象侧重于地理空间和面对象属性表达侧重于物理功能、建造、管理属性侧重于空间位置、拓扑属性几何表达B-Rep，SweptSolid，CSGB-Rep建模语言EXPRESSXML/GML精细程度统一精细模型LOD4LOD0-LOD4不同精细程度
晗担?RelativePlacement记录在局部坐标系中的位置并定义新的局部坐标系。Location表示原点坐标，Axis和RefDirection分别表示新的局部坐标系的Z轴和X轴方向。假设点P在局部坐标系和世界坐标系中的坐标分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)，局部坐标系的原点坐标为Pr(a0,b0,c0)，其3个坐标轴方向的向量可表示为Xr(a1,b1,c1)，Yr(a2,b2,c2)，Zr(a3,b3,c3)，则转换图4IFC局部坐标系的层级图5IFC中参照坐标系的定义[19]
【参考文献】：
期刊论文
[1]GIS与BIM融合的研究进展与发展趋势[J]. 武鹏飞,刘玉身,谭毅,李建锋. 测绘与空间地理信息. 2019(01)
[2]基于BIM的地铁车站动态网络疏散模拟研究[J]. 王佳亮,史健勇. 消防科学与技术. 2018(12)
[3]GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究[J]. 王玲莉,戴晨光,马瑞. 地理空间信息. 2016(06)
[4]基于语义映射的BIM与3D GIS集成方法研究[J]. 朱亮,邓非. 测绘地理信息. 2016(03)
[5]基于IFC标准的建筑构件表达与管理方法研究[J]. 施平望,林良帆,邓雪原. 图学学报. 2016(02)
[6]基于IFC4的铁路管线系统数据存储标准研究[J]. 杨绪坤,毛宁. 铁路技术创新. 2015(06)
[7]语义约束的RVT模型到CityGML模型的转换方法[J]. 赵霞,汤圣君,刘铭崴,朱庆. 地理信息世界. 2015(02)
[8]BIM-GIS技术在建筑供应链可视化中的应用研究[J]. 郑云,苏振民,金少军. 施工技术. 2015(06)
[9]BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术[J]. 汤圣君,朱庆,赵君峤. 土木建筑工程信息技术. 2014(04)
[10]三维GIS及其在智慧城市中的应用[J]. 朱庆. 地球信息科学学报. 2014(02)
本文编号：3368517
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