一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法技术

本发明专利技术提出一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法，包括下列步骤：创建BIM模型，并转换为IFC标准格式；基于RDF，创建CityGML与IFC的映射流程；基于RDF，建立CityGML与IFC的映射规则；根据RDF映射本体，将IFC数据标准的信息与CityGML数据标准进行统一描述，实现语义的映射；通过基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体方法映射，形成对应的CityGML数据标准模型。本发明专利技术利用资源描述框架RDF定义的描述资源规则以及词汇表，将CityGML标准与IFC标准进行统一描述，通过建立本体，结合语义网络映射方式实现两个领域数据标准的集成，从而实现BIM技术和GIS技术从语义上的互操作，提高行业信息化能力。

A method of mapping ontology with CityGML and IFC class structure based on RDF framework

This invention proposes a method of semantic mapping ontology of CityGML and IFC class structure based on RDF framework, including the following steps: creating BIM model and converting it into IFC standard format; based on RDF, creating the mapping process of CityGML and IFC; based on RDF, the mapping rules of CityGML and IFC are set up; the data mark is based on RDF mapping ontology. The quasi information and the CityGML data standard are described in a unified manner, and the semantic mapping is realized. The corresponding CityGML data standard model is formed by mapping the CityGML and IFC semantic mapping ontology based on the RDF framework. This invention uses the resource description framework RDF to describe the resource rules and the vocabulary, describes the CityGML standard and the IFC standard, and realizes the integration of the data standard in two fields by establishing the ontology and combining the semantic network mapping, thus realizing the semantic interoperation of BIM technology and GIS technology, and improving the industry letter. The ability to interest.

【技术实现步骤摘要】
一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法
本专利技术涉及RDF框架领域，且特别涉及一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法。
技术介绍
IFC(IndustryFoundationClasses)工业基础分类数据标准是由国际组织BuildingSMART为BIM应用提出的一种开放数据标准，用以实现建筑内信息的表达，共享及应用，是针对建筑业界制定的计算机处理建筑产品数据的表示及交换标准。通过将不同软件创建的BIM模型转换为统一的IFC标准格式，可以实现对多类格式模型的操作。IFC数据格式总共具有四层架构：IFC模型体系结构由四个层次构成，从下到上依次是资源层(ResourceLayer)、核心层(CoreLayer)、交互层(InteroperabilityLayer)、领域层(DomainLayer)，每层中都包含一系列的信息描述模块。CityGML是一种开放数据模型，它基于XML来实现虚拟三维城市模型的数据存储与交换，用以表达三维城市模板的通用数据模型。它定义了城市和区域中最常见的地表目标的类型及相互关系，并顾及了目标的几何、拓扑、语义、外观等方面的属性，包括专题类型之间的层次、聚合、目标间的关系以及空间属性等。CityGML中对信息的细节层次进行划分，称为LevelsofDetail，简称LODs。从数据采集到数据可视化，再到数据分析，CityGML支持5个大同的细节层次(LoDs)。细节层次(LODs)随着不同的精度要求而改变，不仅提高了三维城市模型可视化的效率，也更方数据分析的使用。CityGML提供5个不同的细节层次(LODs)。LOD0为最粗糙层，本质上是一个2.5维的数字地形模型(DTM)，航片和地图可以直接粘贴在这一层。LOD1是较为常见的不含有屋顶结构和纹理的块状模型。而LOD2中的建筑物模型有不同的顶层结构和屋顶，同时也呈现出一些植被。LOD3中的建筑模型中有精细的屋顶和墙体结构，还有阳台、隔间、阴影效果。高分辨率的纹理可以贴于建筑表面，而且更细致的植被和交通设施包含在该模型中。LOD4在LOD3的基础上增添了内部构造，如楼梯、门、室内的家具等，使其更完整。在一个数据集中，同一个对象可以同时以不同的细节层次(LODs)呈现，其分析结果与可视化程度也随之不同。此外，同一对象包含不同的细节层次(LODs)，即使分别存储于两个CityGML数据集，也可以进行合并和整合。IFC和CityGML分别作为BIM和GIS领域通用的数据模型标准，两类数据模型的几何、语义信息共享成为BIM和GIS集成的基础。由于IFC和CityGML分别使用了不同的对象几何表达方式和语义，存在不同领域内对空间对象的表达和理解的差异，目前数据模型的融合还难以实现并得到不同领域的认同，因此大部分相关工作都集中于设计两者模型数据格式之间的转换方法。在国外，Berlo提出使用ADE将将IFC数据集成到CityGML中；Nagel设计了一个格式转换工具，以实现IFC格式模型到CityGML格式LOD1模型的自动转换；Isikdag和Zlatanova提出一个从BIM模型自动转换不同LOD的CityGML模型的框架；而为实现在IFC与CityGML之间标准化的映射，El-Mekawy提出了一种双向转换的方法。在国内，有学者基于revit建立的BIM模型，提出语义约束的RVT模型到CityGML模型的转换方法；还有学者把建筑三维模型信息传递到CityGML，实现三维GIS里建筑空间信息的真三维分析；另有学者基于IFC和CityGML标准，提出IFC几何要素过滤方法以及IFC到CityGML的语义映射规则；企业方面，IFCExplorer，BIMServer和FeatureManipu-lationEngine(FME)等软件产品公司也开发了将IFC模型转换到多种层级的CityGML模型的功能。但是，其都难以实现IFC与CityGML的完整映射。相比两者数据格式的转换，国内外也已有一些对两者数据格式集成方面所进行的研究，以及对BIM和GIS模型的统一表达模型的研究。在国外，El-Mekawy等人提出一种统一的数据模型用于整合IFC和CityGML中的语义类型；deLaat等人描述了一种CityGML的扩展标准GeoBIM的发展状况，GeoBIM可更大程度的将IFC语义信息集成到GIS框架中。但这些研究始终没能取得IFC与CityGML上的格式整合，当前也尚未取得BIM技术和GIS技术从语义上的互操作，从而两大技术并未能够实现高效集成利用。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法，利用资源描述框架(ResourceDescriptionFramework)RDF定义的描述资源规则以及词汇表，将CityGML标准与IFC标准进行统一描述，通过建立本体，结合语义网络映射方式实现两个领域数据标准的集成，从而实现BIM技术和GIS技术从语义上的互操作，提高行业信息化能力。为了达到上述目的，本专利技术提出一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法，包括下列步骤：创建BIM模型，并转换为IFC标准格式；基于RDF，创建CityGML与IFC的映射流程；基于RDF，建立CityGML与IFC的映射规则；根据RDF映射本体，将IFC数据标准的信息与CityGML数据标准进行统一描述，实现语义的映射；通过基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体方法映射，形成对应的CityGML数据标准模型。进一步的，所述IFC模型体系结构由四个层次构成，从下到上依次是资源层、核心层、交互层、领域层，每层中都包含一系列的信息描述模块。进一步的，所述IFC数据标准的信息包括点、线、面、材质信息、颜色信息。进一步的，该方法通过RDF形成的CityGML与IFC的OWL本体文件，通过语义映射实现两个领域数据标准的集成，从而实现BIM技术和GIS技术从语义上的互操作。进一步的，所述OWL本体文件为使用OWL语言构建的RDF图。进一步的，所述RDF图通过RDF词汇表或本体进行语义结构的改进，所述RDF词汇表由类、子类、注释、数据类型的规范组成。当前IFC数据标准与CityGML数据标准无法直接进行数据互通，更无法实现两种不同标准数据的互操作。本方法在统一描述框架的基础上，创新性的提出建立CityGML+IFC语义映射本体系统，即采用RDF框架建立本体，对CityGML和IFC数据标准进行语义映射的定义和转换，实现BIM技术和GIS技术从语义上的互操作，从而进一步满足基于用户需求的CityGML和IFC数据的统一查询与数据抽取功能，提高行业信息化能力。附图说明图1所示为本专利技术较佳实施例的基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法流程图。图2所示为本专利技术较佳实施例的IFC标准格式模型体系结构示意图。图3所示为CityGML与IFC架构对应示意图。图4所示为本专利技术CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法的构架图。图5所示为CityGML与IFC的映射流程示意图。图6所示为CityGML与IFC的映射规则示意图。图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法，其特征在于，包括下列步骤：创建BIM模型，并转换为IFC标准格式；基于RDF，创建CityGML与IFC的映射流程；基于RDF，建立CityGML与IFC的映射规则；根据RDF映射本体，将IFC数据标准的信息与CityGML数据标准进行统一描述，实现语义的映射；通过基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体方法映射，形成对应的CityGML数据标准模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法，其特征在于，包括下列步骤：创建BIM模型，并转换为IFC标准格式；基于RDF，创建CityGML与IFC的映射流程；基于RDF，建立CityGML与IFC的映射规则；根据RDF映射本体，将IFC数据标准的信息与CityGML数据标准进行统一描述，实现语义的映射；通过基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体方法映射，形成对应的CityGML数据标准模型。2.根据权利要求1所述的基于RDF框架的CityGML与IFC类结构语义映射本体的方法，其特征在于，所述IFC模型体系结构由四个层次构成，从下到上依次是资源层、核心层、交互层、领域层，每层中都包含一系列的信息描述模块。3.根据权利要求1所述的基于RDF框架的CityGML...

【专利技术属性】
技术研发人员：高承勇，叶示舟，欧丽君，
申请(专利权)人：华东建筑集团股份有限公司，上海浦东临港智慧城市发展中心，
类型：发明
国别省市：上海,31