實現(xiàn)現(xiàn)代城市建筑物室內(nèi)外一體化建模技術(shù)一直以來都是推進智慧城市建設(shè)的核心。常規(guī)的測繪手段只能獲取建筑物的幾何輪廓,忽略了模型的語義和拓?fù)潢P(guān)系,僅可用于三維可視化,無法滿足空間數(shù)據(jù)挖掘和專題查詢等深層次應(yīng)用技術(shù)需求。此外,這些模型無法獲取建筑物的室內(nèi)信息,尤其是家具等室內(nèi)部件。因此目前對于建筑物三維模型空間信息化的需求變得越來越迫切。建筑信息模型(Building Information Model,BIM)精細(xì)化三維模型語義信息豐富,對建筑物內(nèi)部的信息描述十分精細(xì)。三維地理信息系統(tǒng)(Three-Dimensional Geographic Information System,3DGIS)致力于室外信息的建模技術(shù),室內(nèi)信息比較匱乏,無法將GIS模型應(yīng)用于城市災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)及室內(nèi)導(dǎo)航等應(yīng)用中。因此,BIM模型精確的信息可以作為3DGIS重要的數(shù)據(jù)來源,本文通過分析BIM領(lǐng)域的通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)基準(zhǔn)類(Industry Foundation Classes,IFC)和三維GIS領(lǐng)域的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)城市地理標(biāo)記語言(City Geography Markup Language,CityGML)在幾何和語義上的差異,以及室內(nèi)信息模型相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的特點,設(shè)計并實現(xiàn)從1FC模型轉(zhuǎn)換為語義豐富的CityGMLLOD4模型的方法。由于IFC模型比CityGML模型語義要更豐富,二者之間存在語義信息不對稱的問題,直接進行IFC模型到標(biāo)準(zhǔn)的CityGML模型轉(zhuǎn)換會存在語義信息的丟失。因此,本文結(jié)合IFC模型建筑物構(gòu)件復(fù)雜的特點,利用CityGML的擴展機制,對建筑物三維語義模型進行擴展,形成一種基于CityGML擴展的建筑物多尺度語義表達(dá)的信息模型。把IFC模型中豐富的語義信息提取到擴展的CityGML模型中。將基于IFC標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的建筑物模型集成到GIS系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理,首先要建立IFC與CityGML的語義映射關(guān)系,通過語義信息之間的映射,過濾IFC模型中無幾何信息的語義。然后,根據(jù)二者在幾何方面的差異,首先進行了坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,之后將構(gòu)造實體表達(dá)的IFC模型轉(zhuǎn)換為CityGML中的表面模型。最終獲取幾何和語義均正確的CityGML模型�；诒疚奶岢龅姆椒�,設(shè)計符合本文需求的自定義CityGML擴展模式,這種擴展的CityGML模型,能夠?qū)FC模型中豐富的語義集成到CityGML中。最后通過設(shè)計實驗并測試分析,結(jié)果表明,本文的轉(zhuǎn)換方法能夠?qū)FC模型自動轉(zhuǎn)換為幾何正確和語義豐富的CityGML模型。并通過與目前常用的轉(zhuǎn)換方法作對比,得出本文的轉(zhuǎn)換方法的有效性。因此,本文的方法能夠為實現(xiàn)BIM與GIS的融合提供有力的支持。
【學(xué)位單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU17;P208
【部分圖文】：

圖１－１技術(shù)路線圖逡逑總體技術(shù)路線主要分三個方面進行。首先是對現(xiàn)有三維模型相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研ＩＦＣ標(biāo)準(zhǔn)、ＣｉｔｙＧＭＬ標(biāo)準(zhǔn)以及面向室內(nèi)導(dǎo)航的ＩｎｄｏｏｒＧＭＬ標(biāo)準(zhǔn)，基于各標(biāo)差異，提�。颍疲媚Ｐ徒ㄖ飿�(gòu)件的語義信息，構(gòu)建ＣｉｔｙＧＭＬ擴展模型的語言（Ｕｎｉｆｉｅｄ邋Ｍｏｄｅｌｉｎｇ邋Ｌａｎｇｕａｇｅ，邋ＵＭＬ）類圖，并導(dǎo)出擴展后的Ｓｃｈｅｍａ．ｘｓｄ）。最后對需要轉(zhuǎn)換的模型進行語義映射和幾何重構(gòu)，生成符合ＣｉｔｙＧＤ４標(biāo)準(zhǔn)的語義豐富的三維建筑物模型。逡逑１．４本文組織結(jié)構(gòu)逡逑根據(jù)研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容，本文的章節(jié)信息和內(nèi)容安排如下：逡逑８逡逑

ＩＦＣ中使用要素類來描述一個建筑物的構(gòu)件和構(gòu)件之間的關(guān)系，使用類中的屬逡逑性來描述建筑物的構(gòu)件屬性信息，包括建筑物的歷史信息、建筑物的進度、建筑逡逑物的所有者等［４４］。圖２－２［２Ｔｌ描述了邋ＩＦＣ標(biāo)準(zhǔn)中的建筑實體以及他們之間的關(guān)系，逡逑ＩｆｃＯｂｊｅｃｔ是所有其他實體的基類，可以通過遞歸分解從其他ＩｆｃＯｂｊｅｃｔ中獲取逡逑ＩｆｃＯｂｊｅｃｔ及其包含的所有子類。ＩＦＣ模型中房間內(nèi)部多個要素組成了房間，多個房逡逑間組成了樓層，多個樓層組成了建筑物，這種建筑構(gòu)件的組織方式是樹狀結(jié)構(gòu)逡逑的。除了定義的建筑物實體要素外，ＩＦＣ中還定義了大量表示實體要素間關(guān)聯(lián)關(guān)系逡逑的類型以及中間類型，例如，關(guān)聯(lián)關(guān)系類型ＩｆｃＲｅｌＣｏｎｔａｉｎｅｄｌｎＳｐａｔｉａｌＳｔｍｃｔｕｒｅ用來逡逑描述某一建筑構(gòu)件是否是建筑物的一部分［４５１，ＩｆｃＯｐｅｎｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ作為ＩｆｃＷａｌｌ和逡逑ＩｆｃＤｏｏｒ之間的中間要素，表示墻面包含開口，而門要素又在該開口中。逡逑１１逡逑

逑圖２－２邋ＩＦＣ模型語義要素逡逑圖２－２描述了邋ＩＦＣ標(biāo)準(zhǔn)中豐富的要素類信息，首先從圖中可以看出大量建筑物逡逑的構(gòu)件要素，如邋ＩｆｃＷａｌｌ（墻）、ＩｆｃＣｕｒｔａｉｎＷａｉｌ（幕墻）、ＩｆｃＢｅａｍ（橫梁）、ＩｆｃＤｏｏｒ（門）、逡逑ＩｆｃＳＩａｂ（平板）、ＩｆｃＲａｌｉｎｇ（天花板）等類都繼承自類ＩｆｃＢｕｉｌｄｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ，它是這些建筑逡逑構(gòu)件要素類的父類。ＩｆｃＯｐｅｎｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ表示開口要素，是ＩｆｃＷａｌｌ和ＩｆｃＷｉｎｄｏｗ的逡逑中間要素，定義了要素類之間的包含關(guān)系。ＩｆｃＢｕｉｌｄｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ和ＩｆｃＯｐｅｎｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ逡逑都繼承自邋ＩｆｃＥｌｅｍｅｎｔ，而邋ＩｆｃＥｌｅｍｅｎｔ邋通過邋ＩｆｃＲｅｌＡｇｇｒｅｇａｔｅｓ邋類型和逡逑ＩｆｃＳｐａｔｉａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｌｅｍｅｎｔ邋進行連接。類邋ＩｆｃＳｐａｔｉａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｌｅｍｅｎｔ邋在邋ＩＦＣ邋中是用于逡逑表示空間結(jié)構(gòu)的，其子類包括ＩｆｃＰｒｏｊｅｃｔ（項目工程）、ＩｆｃＳｉｔｅ（場地）、ＩｆｃＢｕｉｌｄｉｎｇ（建筑逡逑物）、ＩｆｃＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｏｒｅｙ（建筑物的樓層）、ＩｆｃＳｐａｃｅ（建筑空間），這些空間要素之間又通逡逑過ＩｆｃＲｅｌＡｇｇｒｅｇａｔｅｓ類進行連接。逡逑２．２邋ＣｉｔｙＧＭＬ邋標(biāo)準(zhǔn)逡逑ＣｉｔｙＧＭＬ是基于ＸＭＬ模式的三維城市虛擬模型交換和存儲的數(shù)據(jù)格式。作為逡逑開放數(shù)據(jù)模型的代表

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本文編號：2813070