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BIM与GIS的主流融合方式:基于数据格式的GIS与BIM融合

发布于:2020-05-09 16:21:25
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数据格式转换是目前主流的GIS与BIM融合方式,数据格式的转化研究绝大部分集中在从IFC向CityGML的转换,也有部分研究侧重于CityGML向IFC的转换。从BIM数据到GIS数据转换是精细化数据进行粗化处理的过程。数据格式的转换包括几何和语义两个方面,且均已解展了大量研究工作。

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(1)多层次几何信息提取和转换

数据格式转换最初只关注几何信息的转换,将IFC格式的数据转化为CityGML格式,并在GIS环境中进行显示。针对IFC和CityGML的实体转换规则,IFC向CityGML的自动转换是主要方式,通过设计转换规则为CityGML的每个层次定义不同的IFC实体转化规则。

除了CityGML标准外,GML标准也是IFC标准转换的方向,基于坐标变换实现了部分BIM数据在GIS环境中的可视化表达。针对CityGML与IFC之间的数据格式转换,市场上已有一些软件平台提供支持,如IFCExplorer、BIMServer、FME等均可实现IFC向CityGML的自动转换。

AutodeskRevit和ArcGIS等商业软件已实现BIM和GIS数据的转化和同平台显示。目前,GIS与BIM融合研究的成果主要集中在BIM数据在GIS环境中的可视化表达,并进行一些简单的基于空间信息的查询检索。数据格式转化会出现几何和语义信息的丢失,同时会出现数据量增加的情况。

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(2)语义信息的映射

除了单纯的几何信息转换外,语义信息的映射也是GIS与BIM融合的重要内容。单纯的数据格式转换并没有实现GIS与BIM的融合,利用CityGML和IFC标准的结合形成新的数据模型,实现BIM数据和GIS数据的同平台应用。CityGML与IFC之间存在交集,在IFC的900多个实体中有60—70个可以在语义上直接与CityGML匹配。在CityGML与IFC之间的数据格式转换过程中,数据信息丢失基本是不可避免的。究其原因可以归纳为以下两个方面:一是几何表达形式的差异,IFC中有边界描述、拉伸或旋转形成的扫描体、构造实体几何等3种表达形式,而CityGML仅有边界描述一种几何表达形式,在IFC转化为CityGML后,利用拉伸或旋转形成的扫描体和构造实体几何方法表达的几何信息只能用边界描述方法表达,需要大量的坐标数据来表达多个面片信息,这必然会造成几何信息的丢失和数据量的增加;另一方面是对象语义的差异,由于IFC和CityGML对空间对象的表达和理解是不同的,也没有相关的对象语义标准化研究工作,因此,在IFC向CityGML转化的过程中,语义信息的丢失也是不可避免的。

CityGML与IFC之间数据格式转换研究,主要集中在两个标准融合方法的探讨方面,实际应用的方向性并不强,不是针对特定的问题需求解展研究工作。从已有研究来看,CityGML与IFC之间数据格式转换基本已达到瓶颈,数据转换过程中的信息丢失基本是不可避免的,近期在CityGML与IFC之间的数据格式转换研究方面取得突破性进展的可能性不大。

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