2024地理信息BIM到GIS的概念映射

地理信息BIM到GIS概念映射(B2GM)PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前 言 III引 言 IV范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1号 3语 3UML号 4性 5BIM到GIS架 5则 5述 5制 6BIM到GIS视角定义 9总则 9机制 9数据视图 9逻辑视图 9样式视图 9BIM到GIS射 118.1总则 118.2机制 11BIM到GISLOD射 139.1概述 139.2机制 13附录 A（规范性）抽象测试套件 16B2GCM足 16BIMmodel 16GISmodel 16B2GCM封装 16B2GPD需求满足 16B2GEM需求满足 16B2GLM需求满足 17附录 B（资料性）B2GEM和LM示例 18附录 C（资料性）使用B2GPD的实例示例 20附录 D（资料性）CityGMLLOD模型与映射 21附录 E（资料性）LOD映射规则描述示例 23IVIV引 言(BIM)MEP()等等。此外，BIMGISGISGIS应用中使用BIM实施室内服务，比如应急管理(在火灾情况下的疏散路径规划)。室外-室内联动服务，如室内外无缝导航。基于GIS与BIM相关的高效设施/能源/环境管理。BIMGISBIMGISBIMGISBIMGIS——BIMGIS视角定义(B2GPD)：PD定义了一个数据视图来提取所需的数据，并转换来自各“视角取决于用例，根据具体需求支持视角信息进行表示，如城市设施管理(UFM)(包括BIM模型)GIS——BIMGIS元素映射(B2GEM)BIMGISBIMGIS模型模式不同，B2GEMBIMGIS模型元素。——BIMGISLOD映射(B2GBIMGISLODLODLOD需要从BIMGIS模型中所需LODGISBIMBIMGISBIMGISGIS本文件中定义的概念映射机制使用的是现有国际标准，如地理标记语言(GML)(ISO19136-1)和工业基础类（IndustryFoundationClasses,IFC）。开放地理空间信息联盟（OpenGeospatialConsortium，OGC）的土地和基础设施概念模型标准(LandInfra)(OGC15-111r1)定义了道路等基础设施的信息模型。由于LandInfra已经设计好了在BIM和GIS社区之间的通用概念模型，因此将信息从LandInfraBIMLandInfraGISLandInfra的BIMPAGEPAGE24地理信息BIM到GIS概念映射(B2GM)范围将BIM信息映射到GIS的概念框架是与下面三种映射机制一起来定义的：——BIMGIS（B2GPD）；——BIMGIS（B2GEM）；——BIMGISLOD（B2GLM）。因为BIM和GISBIM和GIS之间开发一个统一的信息模型不在本文件的范围内。本文件的范围包括：——对BIM到GIS概念性映射需求描述的定义；——对BIM到GIS概念性映射框架和组件的定义；——从一个模式导出到另一个模式的映射的定义。以下概念不在本文件范围内：——对任何特定的映射应用要求和机制的定义；——BIM与GIS的双向映射方法；——对BIM与GIS之间的物理模式映射的定义；——对BIM和GIS之间坐标系映射的定义。注：对于基于GIS的BIM模型的位置和方向等与地理参考相关需求的案例,还存在其他关于地理参考的BIM的标准可供参考，比如ISO19111和buildingSMART的信息交付手册（InformationDeliveryManual,IDM）。——BIM与GIS之间关系映射的定义；——应用程序框架的实现。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。ISO19103地理信息概念模式语言ISO19107地理信息空间图式ISO19109地理信息应用程序模式规则术语和定义下列术语和定义适用于本文件。注：ISO和IEC用于标准化的术语数据库可于以下地址访问：——ISOhttps:///obp访问——IECElectropedia：可在/访问3.1映射mapping一个系统、非空集合中的元素与另一个系统、非空集合中的元素之间的对应关系。3.2映射规则mappingrule映射所遵循的法则和章程。3.3应用程序application为支持用户需求而进行的数据处理和加工。[来源：ISO19101-1:2014,4.1.1]3.4应用程序模式applicationschema一个或多个应用程序所需数据的概念模式(3.1)。[来源：ISO19101-1:2014,4.1.2]3.5类class<UML>描述了一组（3.9）共享相同属性、操作、方法、关系和语义的对象。[来源：ISO19103:2015,4.7,已将<UML>域添加到条目中。]3.6要素feature现实世界现象的抽象。注1：由其他要素组成的要素称为复杂要素。[来源：ISO19101-1：2014,4.1.11,已修改-条目注1已修改。]3.7元素element<BIM>在一个BIM或GIS模型中包括几何形状、属性、方法和关系的部件。示例：在BIM中，场地、建筑物、墙、门和房间是元素的例子，而在GIS中，场地、建筑物、墙、带有比如道路等基础设施的房间、桥是元素的例子。3.8复杂要素complexfeature由其他要素组成的要素（3.6）。[来源：ISO19109:2015,4.3]3.9细节层次levelofdetail(LOD)基于特定标准的具有不同保真度对象(3.9)的交替表示。LODX（X={0,1,2,3,4}）这个术语经常被用来描述现有（3.8）（3.1）LOD0中，建筑可以用迹线或屋顶边缘多边形来表示。在LOD1墙壁和水平屋顶的棱柱形模型。在LOD2中，表示了建筑物的（原貌）LOD3为主题对象添加到模型中。在LOD4中，在最精确的外部表示中添加内部结构（房间等），这虽然称为LOD4但其外表面几乎与LOD3一致。注2：重要的是要注意GIS使用中的术语LOD（细节级别）和BIMLOD（开发级别）中的术语LOD之间的区别。GIS中的LOD是对模型中包含/排除的数据的意向性选择，以满足包括可视化在内的应用场景需要。BIM中的LOD指的是建模的真实对象在规划过程中的成熟度。[来源：ISO/IEC18023-1：2006,3.1.8,已修改--注1和2已修改。]3.10模型model对现实某些方面的抽象。[来源：ISO19109：2015,4.15]3.11对象object<UML>具有一个定义清晰的边界和封装了状态和行为的标识的对象实体。[来源：ISO19103：2015,4.25,已修改--<UML>域已添加到条目中。]3.12包package<UML>将元素（3.5）组织成组的通用机制。[来源：ISO19103：2015,4.27]3.13视角perspective<BIM>为用例环境所必要的数据和行为的定义。注1：的艺术，以便对它们的高度、宽度、深度和相对于彼此的位置给予正确的印象”。注2：本文件中“视角图”的使用类似于BIM的“模型视图”概念，其中“模型视图定义”是“一种识别属性并具体说明交换要求的规范”，即客户在该阶段在模型（3.8）中的想法或需要。3.14运行时库runtime<BIM>由一个源元素编译时产生的，由代码和数据组成的元素集（3.5）。[来源：ISO/IEC1989：2014,4.168，已修改。]3.15系统system应用程序（3.1）、服务、信息技术资产或其他信息处理组件。[来源：ISO/IEC29134:2017,3.13]3.16系统属性systemproperty自动创建模型时使用的自定义的系统（3.13）设置。示例指南GUIDB2GEM：BIM到GIS元素映射B2GLM：BIM到GISLOD映射B2GPD：BIM到GIS视角定义B2GCM：BIM到GIS的概念映射BIM：建筑信息✁模BIMmodel：建筑信息模型B-rep：边界表示ETL：提取/转换/加载FM：设施管理FK：外键GIS：地理信息系统GISmodel：地理信息系统模型GUID：全局唯一标识符OBB：定向边界框PD：视角定义PK：主键Pset：属性集UML：统一建模语言URI：统一资源标识符XML：可扩展标记语言UMLUMLUMLISO19103进行了解。本文件在第7、8、9章中定义了需求类。BIM到GISBIM到GIS概念映射（B2GCM）指的是从BIM模型到GIS模型进行对象映射的概念框架，包括与类元素、LOD和几何图形相关的转换规则集。B2GCM考虑以下内容：——用户明确设计、预测和检查模型集成结果的方式；——从用户视角出发定义、连接和整合所需数据的方式——用户排除不必要的数据并确定所需数据量的方式。图1展示了本文件中定义的B2GCM的概念概述，并介绍了映射机制中存在的关系。——数据视图的视角定义表达。“视角”指根据用例来提取所需的数据。视角信息的表示取决于特定的用例，如用户设施管理。PD由三种机制组成，用于提取所需的外部数据。——从BIM到GIS模型的元素映射。为了将元素从BIM模型转换为GIS模型，有必要定义BIM到GIS的元素映射机制。元素映射从特定用例的角度描述了与元素映射机制相关的映射要求。BIMGISLODLODISO16739BIMBIMLODGISBIM几何图形，可能需要从BIM模型中提取LOD信息。1B2GCMBIM2展示了从包含GIS和BIM信息元素的集成数据库中查询信息的使用案例。图2基于B2GCM用例的链接数据库和集成查询在表1中所列的BIM和GIS模型要求范围内，B2GCM支持BIM模型到GIS模型映射。如图3所示，BIM和GIS模型的几何形状的边界应该能够根据ISO19109（GFM）和ISO19107空间模式来定义。图3BIM和GIS模型要求按模型包映射BIM模型到GIS模型的最低信息需求见表1中的定义。表1包要求包要求BIM模型BIM模型应定义以下对象信息：B-repBM4.property_set：对GIS元素的特性进行分类，并定义{名称，值类型，初始值}对组的能力。。GIS模型GIS模型应定义以下对象信息：GM1.GIS_element：定义运行时、几何图形、属性和关系的能力，即GIS模型组件。GM4.property_set：对GIS元素的属性进行分类的能力，定义{名称，值类型，初始值}对组。GIS符合表1中定义的要求的BIM模型类结构可以用UML表示，如图4所示。4UMLBIM类似地，符合表1中定义的要求的GIS模型类结构也可以用UML表示，如图5所示。5UMLGISB2GCM中包与包之间关系如图6所示。图6 UML表示B2GCM包关系为了执行映射功能，每个包应满足表2列出的要求。2B2GCM包要求B2GPD支持从用例角度出发定义BIMB2GCM。数据视图应定义一个链接到BIM模型元素的外部数据项。关联数据项的值应能改变为用例中可以使用的格式。此运算符更详细的定义参见第7章。B2GEM应为元素映射定义以下映射运算符。预定义的运算符可用于创建映射规则。映射规则可以根据用例进行不同的配置。EM（EBEG）其中：EB是BIM的一个元素EG是GIS的一个元素此运算符更详细的定义参见第8章。B2GLM应为LOD映射定义以下映射操作符。LM（��→��,𝐿�𝑛𝑎）其中：LB是BIM的LODLGG是GIS✁LODLODname是LOD的名字此运算符更详细的定义参见第9章。BIMGIS总则B2GPDBIMGIS和外部数据集的信息视角，B2GPD包括以下方法：——需要哪些与BIM模型用例相关的数据。——如何提取和整合BIM、GIS和外部数据集之间的数据。——如何表示集成信息。机制为了获得每个视角的信息视图，7.1中列出的方法已被划分为几个信息处理阶段，如根据视角的数据视图DataView（见7.2.1），用于信息转换的逻辑视图LogicView（见7.2.2），以及用于信息表达的样式视图StyleView（见7.2.3）。数据视图数据视图将所需的数据表示为BIM对象属性。将这些属性与BIM对象结合在一起，再定义一个主键，如GUID。这些属性用公式（1）来表示。使用元数据和脚本提取的属性应被形式化为类别、属性名、属性值和属性类型。类别用来表示组内相似的属性。类型有整数、实数和字符串。} (1)逻辑视图逻辑视图使用了ETLBIM的FM样式视图样式视图定义了在用户界面上显示数据的格式化方法。格式可以用XML形式表示（参见附件C）。表3列出了B2GPD样式视图、数据视图和逻辑视图类的类需求。3B2GPD类描述PD。PD_data_viewPD1.数据绑定的PK。PD_logic_viewPD逻辑视图应定义如何从外部数据库导入数据集。PD2.URIURI中PD_style_viewPD样式视图应定义如何格式化数据以增强理解和意义。PD3.PD_style_view应包含从用户角度转换数据值形式，连同数据值单位的格式化操作。PD_element如果在PD_data_view中定义了一个要连接的元素，该元素应具有一个PK，如GUID。PD_categoryPD4.类别应具有唯一的名称，以便在PD_element中进行映射。PD_propertyPD5.属性应具有唯一的名称，以便在类别内进行映射。PD_propery_stylePD6.图7展示了B2GPD概念。图7B2GPD图表4列出了与B2GPD相关的类成员定义。4B2GPD类成员说明PDname：CharacterStringPD名称BIM_model_destination：URIBIM字PD_style_view-PD_property_style对象容器PD_data_view-PD_element对象容器PD_logic_viewexternal_data_souce：URI指向外部数据源的URI字符串ETL_module：CharacterStringBIMPD_elementobjectGUID:GUIDPD元素与BIM对象结合的主键PD_categoryname:CharacterStringPD✁类别名称PD_propertyname:CharacterStringPD属性的名称valuePD属性✁值type:{Integer,Real,Character-String}PD属性✁值类型可以是整数、实数或字符串PD_propery_stylecategory:CharacterStringPD属性样式类别名称property:CharacterString显示在用户界面上的PD属性值formattingOperation:Charac-terString在用户界面上表示PD属性值的格式化操作BIM到GIS总则为了将元素从BIM模型转换至GIS模型，应定义将BIM模型转换为GIS模型元素的对象映射机制。B2GEM可以从具体用例的角度描述与对象映射机制相关的映射需求定义。机制B2GEMBIMGIS图8基于B2GEM的元素转换机制概念图B2GEM应满足表5中的要求。5B2GEM类描述EM_ruleEM1.应为元素映射定义以下映射操作符。预定义操作符可用来创建映射规则。EM(EBEG)LOD3LODsB2GEM概念可以用UML表示，如图9所示。图9UML表达的B2GEM概念图表6列出了与B2GEM相关的类成员定义。6B2GEM类成员说明EM_rulename:CharacterString元素映射规则名称PSet_operation：{Replace,Append}元素映射操作：EM_rulesetname:CharacterString元素映射规则集名称description:CharacterString元素映射规则集说明BIM_model_source：URI用于从BIM映射到GIS模型的BIM模型源的URI。GIS_model_destination：URI用于从BIM映射到GIS模型的GIS模型目的地的URI。EM_sourceelement:CharacterString元素映射的源元素名称。EM_destinationelement:CharacterString元素映射的目的地元素名称BIM到GISLOD概述B2G“机制在将LODs从BIM映射到GIS模型之前，应考虑从BIM模型的几何图形中生成LOD信息的机制。B2GLM定义了将LODs从BIM转换到GIS模型的映射规则。根据使用情况，为了B2GLM应满足表7中✁要求。7B2GLM类说明LM_rulesetLM1.为了LOD映射应定义以下映射操作符。LM（LBLG,LODname）B2G图10显示了以UML方式表达的定义LOD细节映射规则的类图。10UMLB2GLMB2G8B2GLM类成员说明LM_rulesetname:CharacterString规则集名称定义LM_rulefootprint(el:element):geometry返回建筑物元素的覆盖区几何图形OBB(el:element):OBB返回建筑物元素的OBB（定向边界框）projection(el:element,base:enumplane{XZ,XY,YZ}):geometry2D返回映射到在枚举平面类型中指定的建筑几何元素的参考曲面上的2D几何图形(geometry2D)boundary(g:geometry,base:enumplane{XZ,XY,YZ}):geometry2Dgextrude(g:geometry2D,v:Vector3D,height:real):geometryexterior(g:geometry):geometryginterior(g:geometry):geometrygVOID(e:element):element仅返回建筑物元素的VOID类型元素。VOID类型元素指的是窗户、门和其他开口。union(g1:geometry,g2:geometry):geometry返回几何图形g1和g2的并运算结果subtract(g1:geometry,g2:geometry):geometry返回几何图形g1和g2的减运算结果intersect(g1:geometry,g2:geometry);geometry返回几何图形g1和g2交操作的结果OBBx_direction:Vector3D定义OBB的X轴成员y_direction:Vector3D定义OBB✁Y轴成员Extent:Vector3D定义OBB的长、宽、高成员表8（继续）类成员描述vector3Dv[3]:Real定义三维矢量元素通过使用规则集和运算符，可以为每个GIS元素定义从BIM模型的几何表示生成LODs的方法。为了在语义上定义从BIM到GIS模型的LOD映射，需要一套映射规则。B2GLM的规则集由包含诸如简单实体建模函数和集合运算符（合并和相交,∪和∩）之类的运算符在内的规则组成。B2GCMBIMmodel

附录 A（规范性）抽象测试套件测试目的：验证一个应用程序模式或概述是否将BIM_model、element、property_set、relationship（参14）。试验方法：检查应用程序模式或概述的文档。c)参考：ISO19166：2021，表1，要求BM1-BM4。d)测试类型：能力。GISmodel测试目的：验证一个应用程序模式或概述是否将GIS_model、element、property_set、relationship、LOD（B_rep）数据结构的几何图形实例化为一个概念模型。如果property_set，则验证它是否包含带有属性名称和值的属性（参考表1以及图5）。试验方法：检查应用程序模式或概述配置文件的文档。c)参考：ISO19166：2021，表1，要求GM1-GM4。d)测试类型：能力。B2GCM封装B2GPD、B2GEMB2GLMBIM-GISB2GPDEMB2GLM（2）。请参阅A.2,A.3,A.4试验方法：检查应用程序模式或概述的文档。c)参考：ISO19166：2021，表2。d)测试类型：能力。B2GPDPD、PD_style_view、PD_data_view和PD_logic_view（3）。作为概念的观点，PD_data_view数据视图，并包含一个主键（PK）GUID。如果应用程序模式或概述还实例化了PD_logic_view，