BIM模型向三维GIS模型转换方法研究与应用

【摘要】：当今的新型城镇化建设与治理过程中,各种新技术使得数据的获取、存储、管理与应用趋向完善,各领域传统技术的适用性不断受到挑战。二维GIS在数据分析与表达等方面愈加缺乏广泛性与直观性,传统三维GIS虽表现出一定的优势,但更多停留在“可视化”阶段。因此,实现二维GIS的升维、三维GIS的更多“赋能”,成为GIS研究的重点内容。城市三维模型的构建为GIS的空间分析提供了丰富的内容和新的方向,尤其是BIM技术的加入,为三维GIS提供了丰富的数据源,从而使得三维GIS的应用领域得以更加广泛。然而,BIM和GIS因标准等的不一致,仍无法实现数据的直接互通。因此,实现BIM与GIS数据的共享,是实现BIM与GIS集成的基础性问题。本文以BIM的常用IFC模型为数据源,研究其向三维GIS所支持的CityGML模型的转换方法,主要研究工作与创新如下:(1)介绍本研究的背景与意义,并具体阐述和总结了国内外的研究现状,提出当前研究普遍存在的问题,并以此为核心研究内容,形成详细技术路线。(2)详细总结了BIM技术和三维GIS的起源和发展,并介绍了IFC标准和CityGML标准,最后对二者的差异进行总结,为后续研究奠定了理论基础。(3)依照IFC标准和CityGML标准,创新性地提出几何模型的转换方法,并构建了完整的转换流程。经语义过滤、几何提取、坐标转换等过程,实现了IFC模型向CityGML模型的几何重构,提出LOD-1至LOD-4层级CityGML模型的构建方式。(4)承接以上研究,对模型的属性信息进行提取、映射与扩展,最终完成模型的重构。采用FME软件进行实验,在CityGML浏览软件中进行查看,并导入Arc GIS中分析,以验证转换的可靠性与有效性。实验结果表明,本文所提出方法能够有效地保证IFC模型数据的完整度,且转换后的模型可实现在Arc GIS中的属性查看与分析等操作,从而为BIM与GIS的集成问题提供了一种新的解决思路。