خلاصه
هدف این مقاله ارائه پیشنهادی برای استاندارد ملی ساختمان در سوئد است. ما الزامات استاندارد پیشنهادی را تعریف می کنیم، به عنوان مثال، باید از توسعه مدل های شهر سه بعدی پشتیبانی کند، به مدل های اطلاعات ساختمان (BIM) و ثبت ملی متصل شود و بر اساس یک سیستم طبقه بندی ملی برای محیط شهری باشد. بر اساس این الزامات، ما یک برنامه افزودنی دامنه کاربردی (ADE) از مدل ساختمان در استاندارد CityGML 3.0 پیشنهادی به نام CityGML Sve-Test ایجاد میکنیم. CityGML 3.0 شامل چندین ویژگی جدید مورد علاقه است، به عنوان مثال، مفهوم فضا، امکانات پیشرفته برای تبدیل داده ها، و پیوند به استانداردهای دیگر. در مطالعه خود، دادههای آزمایشی را بر اساس CityGML Sve-Test ایجاد میکنیم و آن را بر اساس الزامات ارزیابی میکنیم. نشان داده شده است که مدل های BIM (در کلاس های بنیاد صنعتی، IFC، فرمت) را می توان به CityGML Sve-Test تبدیل کرد و یک سیستم طبقه بندی این تبدیل را تسهیل می کند. مجموعه داده CityGML Sve-Test می تواند برای افزایش سطح اتوماسیون در بررسی مجوزهای ساختمان استفاده شود و یک مطالعه مرتبط نشان می دهد که CityGML 3.0 دارای قابلیت هایی برای پیوند دادن به اطلاعات قانونی و پایه ای برای نقشه های شاخص کاداستر سه بعدی است. با توجه به تجربه ما پیشنهاد می کنیم که استاندارد ملی ساختمان با استانداردهای بین المللی مطابقت داشته باشد و در صورت امکان شامل یک سیستم طبقه بندی شود. قالب تبادل (GML، JSON و غیره) ممکن است تغییر کند، اما بر اساس یک مدل داده استاندارد شده، ساختارها و مفاهیم هماهنگ را تضمین می کند. مجموعه داده CityGML Sve-Test می تواند برای افزایش سطح اتوماسیون در بررسی مجوزهای ساختمان استفاده شود و یک مطالعه مرتبط نشان می دهد که CityGML 3.0 دارای قابلیت هایی برای پیوند دادن به اطلاعات قانونی و پایه ای برای نقشه های شاخص کاداستر سه بعدی است. با توجه به تجربه ما پیشنهاد می کنیم که استاندارد ملی ساختمان با استانداردهای بین المللی مطابقت داشته باشد و در صورت امکان شامل یک سیستم طبقه بندی شود. قالب تبادل (GML، JSON و غیره) ممکن است تغییر کند، اما بر اساس یک مدل داده استاندارد شده، ساختارها و مفاهیم هماهنگ را تضمین می کند. مجموعه داده CityGML Sve-Test می تواند برای افزایش سطح اتوماسیون در بررسی مجوزهای ساختمان استفاده شود و یک مطالعه مرتبط نشان می دهد که CityGML 3.0 دارای قابلیت هایی برای پیوند دادن به اطلاعات قانونی و پایه ای برای نقشه های شاخص کاداستر سه بعدی است. با توجه به تجربه ما پیشنهاد می کنیم که استاندارد ملی ساختمان با استانداردهای بین المللی مطابقت داشته باشد و در صورت امکان شامل یک سیستم طبقه بندی شود. قالب تبادل (GML، JSON و غیره) ممکن است تغییر کند، اما بر اساس یک مدل داده استاندارد شده، ساختارها و مفاهیم هماهنگ را تضمین می کند. شامل یک سیستم طبقه بندی قالب تبادل (GML، JSON و غیره) ممکن است تغییر کند، اما بر اساس یک مدل داده استاندارد شده، ساختارها و مفاهیم هماهنگ را تضمین می کند. شامل یک سیستم طبقه بندی قالب تبادل (GML، JSON و غیره) ممکن است تغییر کند، اما بر اساس یک مدل داده استاندارد شده، ساختارها و مفاهیم هماهنگ را تضمین می کند.
کلید واژه ها:
ساختمان ; مدل های سه بعدی شهر ; CityGML 3.0 ; استانداردهای باز ؛ BIM
1. معرفی
اطلاعات ساختمان برای قرن ها در سطح منطقه ای و ملی جمع آوری و نگهداری شده است. در دهههای گذشته، نمایشهای سهبعدی ساختمانها، بهویژه در شهرهای بزرگتر، بهعنوان بخشی از مدلهای سهبعدی شهر، به طور فزایندهای رایج شدهاند. قبلاً در سال 2012 بیش از هزار مدل شهر در سراسر جهان وجود داشت [ 1 ] و تعداد آنها در حال افزایش است [ 2 ، 3 ]]. دلایل ایجاد مدلهای سه بعدی شهر متفاوت است، قبلاً این مدلها عمدتاً برای تجسم استفاده میشدند، اما اکنون برای اهداف دیگری مانند برنامهریزی شهری، تصمیمگیری، تحلیلها و همچنین جایگزینی نقشههای پایه دو بعدی در مناطق شهری استفاده میشوند. که مستلزم آن است که مدلهای شهر به مانند ثبتهای کاداستر ارتباط داشته باشند. برای پشتیبانی از این الزامات جدید در مدل های سه بعدی شهر، نیاز به استانداردهای ملی جدید برای به دست آوردن مدیریت یکنواخت تر اطلاعات ساختمان وجود دارد. برخی از کشورها این نیاز را تشخیص داده اند و استانداردهای ملی ساختمان سه بعدی یا مدل شهر را ایجاد کرده اند، به عنوان مثال هلند [ 4 ] و آلمان [ 5 ].
نمایش سه بعدی ساختمان ها نیز در شرکت های معماری، مهندسی و ساخت و ساز (AEC) رایج است که در آن مدل های طراحی به کمک کامپیوتر سه بعدی (CAD) در حال حاضر اغلب با مدل های اطلاعات ساختمان پیشرفته تر (BIM) جایگزین می شوند. نمایشهای سهبعدی اولیه ساختمان عمدتاً برای ارائه استفاده میشد، اما علاقه روزافزونی به استفاده از BIM برای تجزیه و تحلیل و ادغام با دادههای جغرافیایی در مدلهای سهبعدی شهر وجود دارد. چنین مدلهای سهبعدی شهر نقش مهمی در تبدیل دیجیتالی فرآیند محیط ساختهشده ایفا میکنند و از جمله نیاز دارند که بین مدلهای شهر و BIM ارتباط وجود داشته باشد. این امر تقاضاهای جدیدی را برای مدل ها ایجاد می کند، اما همچنین به دسته های جدیدی از افراد و برنامه های کاربردی اجازه می دهد تا از آنها استفاده کنند. بسته به هدف یک مدل شهر سه بعدی و تخصص،2 ، 3 ، 6 ].
یکی از موانع ایجاد ارتباط بین اطلاعات ساختمان بین BIM و مدل های سه بعدی شهر این است که مدل های شهر سه بعدی به طور کلی ساختاری سختگیرانه سلسله مراتبی دارند بر خلاف BIM که در آن اطلاعات یکسان را می توان به طرق مختلف توصیف و مرتبط کرد [ 7 , 8 , 9 ].]. یکی از راه های ممکن برای غلبه بر چنین مسائل قابل همکاری، استفاده از یک سیستم طبقه بندی است. سیستمهای طبقهبندی ملی برای مدت طولانی در صنعت AEC مورد استفاده قرار گرفتهاند، اما ارتباط آنها با برنامههای مدل سه بعدی شهر به خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته است. مزایای دیگر استفاده از یک سیستم طبقهبندی در تبدیل مدل BIM به شهر سه بعدی این است که طبقهبندی تعریف مشترک اصطلاحات را ممکن میسازد، میتواند مشخص کند که کدام عناصر در BIM گنجانده شود و تبدیل خودکار را تسهیل میکند [ 10 ، 11 ].
نیاز به تکمیل استاندارد یک ساختمان یا مدل سه بعدی شهر با دستورالعمل های اندازه گیری وجود دارد تا اطمینان حاصل شود که اشیاء شهر به روشی یکنواخت ایجاد می شوند، صرف نظر از اینکه آیا بخش هندسی اطلاعات ساختمان از اسکن لیزری یا داده های فتوگرامتری ایجاد شده است یا خیر. رایج ترین، یا از BIM. نمونههایی از مسائلی که میتوانند بر مدل حاصل تأثیر بگذارند، از جمله، حداقل اندازههای اشیاء برای گنجاندن، نحوه اندازهگیری اشیاء (به عنوان مثال، استفاده از میانگین ارتفاع سقف برای اندازهگیری سقف) [ 12 ]، و نحوه توصیف اشیاء ساختمان است. به عنوان مثال، محدود کردن انواع هندسه مجاز) [ 13 ].
در ایجاد استاندارد ملی ساختمان باید چندین جنبه را در نظر گرفت. ابتدا باید الزامات برنامه مشخص شود. دوم، یک استاندارد بین المللی برای انطباق با آن، در صورت امکان، باید انتخاب شود. دلیل این امر این است که یک استاندارد بین المللی اغلب به خوبی ایجاد شده است و احتمالاً توسط ابزارهای نرم افزاری بیشتری پیاده سازی می شود. سوم، در صورت وجود چنین سیستمی، یک سیستم طبقه بندی باید در استاندارد گنجانده شود تا تعریف اصطلاحات را بهبود بخشد و قابلیت همکاری با چندین فرآیند شهری را تسهیل کند. در نهایت، استاندارد باید با دستورالعمل های اندازه گیری تکمیل شود تا از ایجاد یکنواخت تر اشیاء ساختمان اطمینان حاصل شود.
هدف این مقاله ارائه پیشنهادی برای استاندارد ملی ساختمان در سوئد است. در مطالعه ما (1) الزامات مربوط به اشیاء ساختمانی را مشخص می کنیم، (2) استانداردی را بر اساس الزامات ایجاد می کنیم، (3) داده های آزمایشی را مطابق استاندارد ایجاد می کنیم و برخی مطالعات موردی را انجام می دهیم، و (4) استاندارد پیشنهادی را ارزیابی می کنیم. لازم به ذکر است که وضعیت سوئد شبیه بسیاری از کشورهای دیگر است که نتایج این مطالعه را کلی می کند.
مقاله بصورت زیر مرتب شده است. بخش 2 یک نمای کلی از برنامه های کاربردی برای اطلاعات ساختمان در مدل های سه بعدی شهر و BIM ارائه می دهد. بخش 3 یک نمای کلی از استانداردهای محیط ساخته شده ارائه می دهد، با این هدف که هم استانداردی را که استاندارد سوئدی پیشنهادی باید با آن مطابقت داشته باشد و هم سایر استانداردهایی را که می تواند به آن مرتبط باشد، توصیف کند. بخش 4 کارهای مرتبط در این زمینه را شرح می دهد. بخش 5 الزامات مربوط به اطلاعات ساختمان را در یک بافت ملی شرح می دهد. در بخش 6 توسعه یک استاندارد ساختمانی سوئدی توضیح داده شده است و بخش 7 استاندارد را ارزیابی می کند و موارد آزمایش را بر اساس الزامات توصیف می کند. در بخش 8یافته ها مورد بحث قرار می گیرد و در نهایت بخش 9 مقاله را به پایان می رساند.
2. کاربرد مدل های سه بعدی شهر و BIM
کاربردهای مختلفی برای مدل های سه بعدی شهر وجود دارد، در [ 2 ] نویسندگان 29 نوع مختلف از موارد استفاده را شناسایی کردند، به عنوان مثال تخمین تقاضای انرژی، طبقه بندی نوع ساختمان، انتشار نویز، کاداستر سه بعدی، برنامه ریزی شهری، پاسخ اضطراری، و مدیریت تسهیلات. تنوع موارد استفاده نشان میدهد که مدلهای سهبعدی شهر میتوانند برای اهداف بسیاری مورد استفاده قرار گیرند و این باید هنگام برنامهریزی برای اجرای یک مدل جدید شهر سهبعدی مورد توجه قرار گیرد.
ادغام BIM و مدل های شهر سه بعدی می تواند استفاده از اطلاعات سه بعدی را افزایش دهد. نویسندگان [ 6 ] برنامههایی را توصیف میکنند که در آن مدلهای شهر ترکیبی BIM و دادههای جغرافیایی سهبعدی استفاده میشود، برای مثال: کاداستر سهبعدی، که در آن BIM با اطلاعات هندسی دقیقتر و دادههای جغرافیایی با اطلاعات مربوط به مالکیت و تاریخچه معاملات مشارکت میکند. ناوبری، که در آن BIM اطلاعات داخلی و داده های جغرافیایی در فضای باز را ارائه می دهد. و تجزیه و تحلیل محیط شهری، که در آن تجزیه و تحلیل به عنوان مثال، آب و هوای داخلی، تجسم نور خورشید، و مصرف انرژی به هر دو BIM و داده های جغرافیایی نیاز دارد.
در [ 3 ] نویسندگان عملکرد و قابلیت استفاده 19 مدل شهر سه بعدی را در شش شهر فنلاند تجزیه و تحلیل کردند. معیارهای زیر استفاده شد: پلت فرم مورد استفاده; دسترسی به داده ها، پوشش داده های منطقه ای، و استفاده از اطلاعات برنامه ریزی شده (به عنوان مثال، BIM). با کارشناسان مدلسازی سه بعدی مصاحبه شد و امکان یافتن اطلاعات بلادرنگ، تعامل و مشارکت بهتر سهامداران در فرآیندهای تصمیمگیری به عنوان مزایای مهم توصیف شد. مدلهای سه بعدی شهر باید شامل مدیریت چرخه حیات برای پشتیبانی از فرآیندهای مختلف تصمیمگیری در شهرداریها باشد. بیشتر مدلهای شهر سهبعدی مورد مطالعه شامل یک منطقه جغرافیایی کوچک بودند و عملکردهای محدودی داشتند، اما این چیزی نبود که شهرها انتظار داشتند. در [ 3] نویسندگان پروژه های مورد مطالعه را در سه دسته مدل شهر سه بعدی گروه بندی کردند: 3D GIS، BIM، و گرافیک کامپیوتری. دسته ها با هم همپوشانی دارند، اما هیچ پروژه ای به همه دسته ها تعلق نداشت. برای به تصویر کشیدن همه ویژگی ها، یک مدل شهر سه بعدی باید شامل هر سه دیدگاه باشد و برای تحقق این امر، مفهومی برای هماهنگ کردن مدل سازی سه بعدی شهر پیشنهاد شده است ( شکل 1 ).
یک اشکال مدل جامع شهر سه بعدی این است که دیدگاه های مختلف کاربر را در بر می گیرد که می تواند منجر به یک مدل بسیار پیچیده شود. برای بسیاری از موارد استفاده، یک مدل ساده کافی است و یک مدل پیچیده با اطلاعات غیر ضروری می تواند مشکلاتی را ایجاد کند. تحقیق ارائه شده در [ 14] برای مدلهای سه بعدی شهر که برای هدف خود بسیار جامع هستند، بسیار مهم است. برای غلبه بر این کانگ پنج سطح یکپارچه سازی BIM-GIS (BG-IL) را توصیف می کند که در آن ساده ترین یکپارچگی یکپارچگی سیستم مرجع مختصات (BG-IL1) است، به دنبال آن یکپارچه سازی مدل هندسی (BG-IL2)، یکپارچه سازی داده های عنصری (BG-IL3) ) یکپارچه سازی روابط (BG-IL4) و در نهایت پیشرفته ترین یکپارچه سازی، یکپارچه سازی اطلاعات معنایی (BG-IL5). موارد استفاده را میتوان به سطوح یکپارچهسازی نگاشت، برای مثال تجسم به BG-IL2، مدیریت تسهیلات BG-IL3، سرویسهای ناوبری BG-IL4، و جستجوهای اطلاعات معنایی BG-IL5 نیاز دارد.
3. استانداردهای محیط ساخته شده
3.1. CityGML
جامع ترین استاندارد امروزی برای مبادله مدل های سه بعدی شهر، استاندارد CityGML توسط کنسرسیوم فضایی باز [ 6 ، 15 ] است. تمرکز اصلی CityGML نشان دادن جنبه های هندسی و معنایی ویژگی ها در یک شهر است. برای پشتیبانی از این موضوع، CityGML شامل یک مدل اطلاعاتی است که به چندین مدل فرعی از ساختمانها، تونلها و پلها، مبلمان شهری، پوشش گیاهی و غیره تقسیم میشود. ، و معناشناسی با پیچیدگی های مختلف توصیف می شود. نسخه فعلی CityGML 2.0 [ 15 ] پنج LOD را تعریف می کند ( شکل 2الف)، از یک مدل رقومی ارتفاع (LOD0) تا یک نمایش دقیق از داخل و خارج ساختمان (LOD4). انگیزه های اصلی برای داشتن این سطوح این است که برنامه ها به نمایش های متفاوتی از ساختمان ها نیاز دارند.
CityGML در حال حاضر هم برای افزایش استفاده از استاندارد در مناطق مختلف و هم برای بهبود قابلیت همکاری با استانداردهای مربوطه مانند کلاسهای بنیاد صنعتی (IFC) [ 18 ]، مدل دامنه مدیریت زمین (LADM) [ 19 ] و IndoorGML [ 19] در حال بازنگری است. 20 ، 21 ]. در نسخه جدید، CityGML 3.0 [ 22 ]، مدل اصلی بازسازی و توسعه یافته است و اکنون بر اساس دو کلاس انتزاعی Space و SpaceBoundary است که تمام نمایشهای هندسی به آنها مرتبط است. این کلاس ها بیشتر به زیر کلاس های LogicalSpace و PhysicalSpace تقسیم می شوند. مفهوم LOD نیز کمی اصلاح شده است. LOD4 حذف می شود و در عوض هر دو نمایش داخلی و خارجی برای همه LOD ها، LOD0 تا LOD3 مجاز هستند (نمونه هایی در شکل 2 ب). علاوه بر این، یک ماژول نسخهسازی جدید توسعه داده شده است که دارای مهرهای زمانی دوتایی برای همه اشیا (به عنوان مثال، ایجاد تاریخ ، تاریخ پایان ، و validTo ، validFrom ) و امکان داشتن چندین نسخه از مدلهای شهر است. همچنین میتوان دادههای متغیر زمانی را برای اشیاء شهری توصیف کرد و دادههای حسگر را با مدلهای شهر سه بعدی در ماژول دینامایزر جدید ادغام کرد.
اگرچه CityGML یک استاندارد جامع است، اما هنوز نمی تواند تمام الزامات را برآورده کند، برای مثال در یک زمینه ملی یا در یک زمینه خاص. برای غلبه بر این مشکل، هر دو نسخه 2.0 و 3.0 CityGML به برنامه های افزودنی اجازه می دهد تا اطلاعات اضافی را شامل شود، یا با استفاده از اشیاء و ویژگی های شهر عمومی، یا با ایجاد یک پسوند دامنه برنامه (ADE). به نظر می رسد استفاده از ADE متداول ترین روش مورد استفاده برای گسترش CityGML باشد و در بسیاری از مناطق مختلف مورد استفاده قرار گرفته است [ 4 , 23 , 24 , 25 , 26]. یک ADE به عنوان یک طرحواره جدید با فضای نام خاص خود ایجاد می شود و کلاس های CityGML مربوطه وارد می شوند. پسوندها را می توان با ایجاد کلاس های جدید که از کلاس های CityGML به ارث می برد ایجاد کرد. یا با افزودن ویژگیها به کلاسهای CityGML موجود، اما در جایی که ویژگیهای جدید به فضای نام ADE تعلق دارند که به عنوان «عناصر قلاب» در فایل تعریف طرحواره XML توصیف میشوند [ 15 ]. در [ 26 ] نویسندگان مروری بر ادبیات CityGML ADE ها انجام دادند و 44 نشریه را یافتند که پیشرفت های ADE را توصیف می کردند. از این تعداد، 18 مورد به عنوان پسوندهای عمومی طبقه بندی شدند و بقیه ADE ها برای برآورده کردن الزامات خاص تر در یک زمینه خاص توسعه یافتند.
3.2. CityJSON
CityJSON یک پیاده سازی JSON از زیر مجموعه بزرگی از CityGML 2.0 است [ 27 ]. نسبتا جدید است و استاندارد رسمی OGC نیست. ساختار داده JSON در بسیاری از زبان های برنامه نویسی استفاده می شود و یکی از فرمت های ترجیحی برای تبادل داده در وب است. این شامل سه نوع داده ساده (رشته ها، اعداد، بولی ها) و دو ساختار داده است: آرایه ها (لیست مرتب شده ای از عناصر) و اشیاء (شامل جفت های کلید/مقدار). در CityJSON، مدل داده CityGML 2.0 مسطح شده و تمام سلسله مراتب حذف شده است [ 28 ]. شکل 3مثالی را نشان می دهد که چگونه یک ساختمان با دو بخش ساختمان را می توان نشان داد. هندسهها در CityJSON با استفاده از همان ابتداییهای هندسی سهبعدی مانند CityGML توصیف میشوند، اما با محدودیتهایی که برای مثال فقط یک راه برای نمایش معنایی و هندسه یک ویژگی را ممکن میسازد.
مدل داده CityJSON به عنوان طرحوارههای JSON مستند شده است که میتواند برای اعتبارسنجی فایلهای CityJSON نیز استفاده شود. طرحواره ها به صورت آشکار در https://cityjson.org/schemas/ در دسترس هستند . CityJSON را می توان گسترش داد، پسوندهای مجاز، ویژگی های پیچیده جدید را به یک شی موجود اضافه می کنند. ایجاد یا گسترش یک شی. و خواص جدیدی را در ریشه اضافه کنید. پسوند در یک فایل JSON جداگانه ذخیره می شود.
3.3. ساختمان INSPIRE
مشخصات داده های INSPIRE برای ساختمان ها [ 29 ] یکی از 34 موضوع داده های مکانی در دستورالعمل INSPIRE صادر شده توسط اتحادیه اروپا [ 30 ] است. این به شدت تحت تأثیر CityGML 2.0 است، اما همچنین از استانداردهای دیگر (به عنوان مثال، ISO 6707 Building and Civil Engineering، DGIWG Feature Data Dictionary و ISO 19152 Land Administration Domain Model)، موارد استفاده (به عنوان مثال، برای ایمنی، محیط زیست، توسعه شهری، و زیرساخت ها) [ 19 ، 31 ، 32 ] و توسط پایگاه های داده ملی فعلی. موضوع ساختمان شامل ساختمان ها و سایر سازه هایی است که برای کاربردهای زیست محیطی مهم هستند، به عنوان مثال، سازه های مرتفع و موانع محیطی.
3.4. کلاس های بنیاد صنعت – IFC
IFC یک استاندارد ISO باز [ 18 ] است که یک طرح داده مفهومی و یک فرمت فایل مبادله ای را برای داده های BIM مشخص می کند و توسط buildingSMART International توسعه و نگهداری می شود. این یک استاندارد جامع و تثبیت شده است که توسط تعداد زیادی نرم افزار پیاده سازی می شود. هدف IFC پیشبرد تبادل اطلاعات بین بازیگران و برنامه های مختلف بدون از دست دادن اطلاعات است. IFC اطلاعات ساختمان را از مراحل طراحی، ساخت و مدیریت توصیف می کند. برای مثال شامل اشیاء ساختمانی مانند دیوارها، سقف ها، درها برای طراحی معماری است. و لوله ها، خروجی های هوا، بخاری ها و شیرهای تجهیزات فنی ساختمان. IFC از عناصر فضایی ( IfcSpace) برای توصیف عملکردهای خاص برای مناطق و حجم ها در یک ساختمان.
الزامات مربوط به مدل IFC را می توان با استفاده از راهنمای تحویل اطلاعات استاندارد ISO (IDM) [ 33 ] تعریف کرد. هدف از این امر تسهیل قابلیت همکاری بین برنامه های کاربردی نرم افزاری است که در طول چرخه عمر یک ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند. IDM را می توان به تعاریف نمای مدل (MVD) ترجمه کرد تا زیرمجموعه ای از طرحواره IFC ایجاد شود. این کار برای محدود کردن مدل IFC برای یک هدف خاص انجام می شود، به عنوان مثال، برای استفاده در یک نرم افزار یا تجزیه و تحلیل خاص. MVD ها را می توان در قالبی خنثی و قابل خواندن توسط ماشین به نام mvdXML کدگذاری کرد و راهنمایی های خاص پیاده سازی را از ساختار و قالب ارائه می دهد، برای مثال اینکه کدام اشیاء باید همراه با ویژگی های مورد نیاز و مقادیر ممکن گنجانده شوند.
3.5. مدل دامنه مدیریت زمین-LADM
استاندارد LADM [ 19 ] بخشی از ثبت زمین را توصیف می کند که به حقوق، مسئولیت ها و محدودیت هایی که بر زمین یا آب تأثیر می گذارد و نمایش هندسی آن اشیاء مربوط می شود. این استاندارد از نمایش سه بعدی پشتیبانی می کند و به چهار بسته تقسیم می شود: حزب (افراد و سازمان های درگیر در معامله حقوق)، اداری (حقوق، محدودیت ها، مسئولیت ها و واحدهای اداری)، واحد فضایی (متن، نقطه، منطقه یا حجم بازنمایی حقوقی). فضاهای ساختمان ها و شبکه های آب و برق) و نقشه برداری و نمایندگی(بررسی منابع مکانی و نمایش هندسه و توپولوژی). در LADM، کلاس پایه بسته واحد فضایی LA_SpatialUnit با LA_LegalSpaceBuildingUnit به عنوان یک زیر کلاس است که می تواند هندسه یک LA_BAUnit (واحد اداری پایه، به عنوان مثال، یک آپارتمان یا یک گاراژ) را نشان دهد. یک فضای قانونی لازم نیست با یک فضای فیزیکی مطابقت داشته باشد [ 34 ].
3.6. LandInfra و InfraGML
LandInfra یک استاندارد OGC نسبتاً جدید برای زمین و تأسیسات زیرساختی مهندسی عمران است [ 35 ]. این شامل ویژگی هایی مانند جاده ها، راه آهن، ویژگی های زمین، تقسیم زمین، نقشه برداری، تاسیسات، پروژه ها و تراز است. زیرساخت های مرطوب، مانند سیستم های توزیع آب، زهکشی طوفان و فاضلاب در نسخه بعدی استاندارد گنجانده خواهد شد. LandInfra تقسیم زمین را بر اساس اداری (حوزه قضایی و مناطق) و بر اساس منافع در زمین (قطعه زمین، حق ارتفاق، و کاندومینیوم) توصیف می کند. InfraGML یک استاندارد رمزگذاری OGC است که کدگذاری GML را برای LandInfra تعریف می کند. این در هشت بخش منتشر شده است: Core، LandFeature، Facility and Projects، Alignment، Road، Railway، Survey و LandDivision.
3.7. استانداردهای ملی سوئد
Svensk Geoprocess Byggnad 3.0 [ 36 ] مشخصاتی برای ساختمان های دو بعدی و سه بعدی در سوئد است. اساساً بر اساس CityGML و مشخصات دادههای INSPIRE برای ساختمانها همراه با اطلاعات ساختمان ملی خاص (مثلاً ویژگیهای خانه در زمین شخص دیگری و منطقه ناشناس) است. علاوه بر این، هندسه تنها بر روی قطعات ساختمان مدل شده است (ر.ک. [ 37 ]). مشخصات ساختمان SGP با قوانین توسعه CityGML یا INSPIRE مطابقت ندارد.
CoClass یک سیستم طبقه بندی ساخت و ساز دیجیتال جدید سوئدی برای محیط ساخته شده است، با کلاس هایی از مناطق مسکونی تا کوچکترین پیچ [ 38 ]. با BIM تطبیق داده شده است و شامل توضیحاتی از اشیا، خواص و فعالیت ها در طول چرخه عمر ساختمان ها و تاسیسات می باشد. با استفاده از CoClass، همه طرفین به یک زبان مشترک با مفاهیم و اصطلاحات یکسان دسترسی خواهند داشت. CoClass همچنین ساختار IFC سخت گیرانه تری ایجاد خواهد کرد. مبنای نظری CoClass ISO 12006-2:2015 است (ساخت و ساز ساختمان – سازماندهی اطلاعات در مورد کارهای ساختمانی – قسمت 2: چارچوب برای طبقه بندی) [ 39] و اصل تعیین مرجع کاملاً بر اساس SS-EN 81346-1 (سیستمهای صنعتی، تأسیسات و تجهیزات و محصولات صنعتی – اصول ساختاری و تعیینهای مرجع – قسمت 1: قوانین اساسی) [ 40 ] است.
4. کارهای مرتبط
4.1. توسعه استانداردهای ملی ساختمان سه بعدی و مدل شهر سه بعدی
اجرای استانداردهای ساختمان و مدل سه بعدی شهر یک فرآیند پیچیده است. برای اطمینان از سازگاری همه مدلهای شهری در یک کشور، بسیاری از جنبهها و الزامات باید در حین اجرا در نظر گرفته شوند. برای این منظور، دستورالعمل های ملی باید استاندارد را تکمیل کنند. اجرای آزمایشی استاندارد ملی سه بعدی در هلند (به عنوان یک پسوند CityGML ADE، IMGeo-CityGML) نمونه ای از این است [ 4 ]]. حدود 600 نفر از 100 سازمان درگیر شدند و یک گروه ملی سه بعدی برای هماهنگی این اجرا تشکیل شد. نتیجه آزمایشی، ابزاری برای تولیدکنندگان داده بود که میخواستند دادههای IMGeo دو بعدی خود را به IMGeo-CityGML تبدیل کنند، شامل مشخصات پیادهسازی، دادههای نمونه، اعتبارسنجی سهبعدی، مشخصات فنی و یک وبسایت برای موارد نمایشی. پسوند IMGeo-CityGML شامل تمام تعاریف اضافی از IMGeo دو بعدی است، از جمله پیوندی به هندسه دو بعدی که ذخیره داده های دو بعدی و سه بعدی را در یک مدل ممکن می کند [ 25 ]]. برای کمک به ارائه دهندگان داده و برای اجرای یکنواخت تر مدل های شهر سه بعدی، دستورالعمل های ملی پیاده سازی ایجاد شد. مشخصات فنی شامل دستورالعمل هایی برای جمع آوری و مدل سازی اشیاء برای IMGeo-CityGML [ 41 ] است. این توضیح میدهد که چگونه دادههای IMGeo دو بعدی موجود میتوانند به عنوان مبنایی برای تولید خودکار توپوگرافی سه بعدی برای LOD0 تا LOD2 استفاده شوند.
آلمان همچنین یک استاندارد ملی سه بعدی برای ساختمان ها ایجاد کرده است. الزامات جدید در مورد اطلاعات ساختمان های سه بعدی (مثلاً برای برنامه ریزی شهری و شبیه سازی های نویز و انرژی) و این واقعیت که بسیاری از شهرهای آلمان مدل های شهری خود را ایجاد کردند (که اغلب فاقد امکانات به روز رسانی و اطلاعات با کیفیت بودند) منجر به تصمیم گیری برای ایجاد یک مجموعه داده ملی برای ساختمان های سه بعدی [ 5 ]. این استاندارد به عنوان CityGML 1.0 ADE، AvD-CityGM ایجاد شده است که هم CityGML را محدود و گسترش می دهد. فقط ماژولهای Building، Generics و Appearance و LODهای LOD1 و LOD2 مجاز هستند، اما ویژگیهای اضافی برای اطلاعات کیفیت در ADE اضافه شده است [ 42 ]]. مجموعه داده سراسری برای ساختمان های LOD1 تکمیل شده است و مجموعه داده برای ساختمان های LOD2 در راه است. مجموعه دادههای AdV-CityGML به طور مرکزی در یک پایگاه داده شهر سه بعدی (3DCityDB) ذخیره میشوند، یک راهحل منبع باز که شامل یک طرح پایگاه داده رابطهای فضایی برای همه ماژولهای موضوعی از CityGML است. فرمت های صادراتی مختلفی از 3DCityDB در دسترس هستند، به عنوان مثال، KML، Collada، dxf، و شکل 3D.
در یک مطالعه ترکی، نویسندگان [ 43 ] بررسی کردند که آیا می توان از پسوندهای CityGML ADE برای ایجاد مدل های شهر سه بعدی از استاندارد TRKBIS ترکیه برای ویژگی های توپوگرافی در مقیاس بزرگ استفاده کرد یا خیر. مقایسهای بین ساختمانهای CityGML و ساختمانهای TRKBIS انجام شد و یک CityGML ADE که شامل تمام کلاسها، ویژگیها و فهرستهای کد اضافی از TRKBIS است در UML توسعه یافت. یک CityGML ADE برای تم داده های انتقال نیز در UML با استفاده از همین روش ایجاد شد. کار آینده در این تحقیق تولید طرحوارههای GML از مدلهای UML و آزمایش آن با دادههای واقعی است.
4.2. هماهنگ سازی و اعتبارسنجی ساختمان های سه بعدی/مدل های شهر
اطلاعات هماهنگ یک بخش حیاتی در هنگام تلاش برای دستیابی به یک جریان اطلاعات دیجیتالی و فرآیندگراتر است، به عنوان مثال در یک شهر هوشمند یا بین فازهای فرآیند برنامه ریزی و ساخت. با این حال، تعریف مفاهیم در یک مشخصات می تواند مبهم باشد و انواع مختلفی را امکان پذیر کند. تعاریف نیز اغلب به عنوان توصیه توصیف می شوند، نه به عنوان الزامات. این می تواند منجر به مفاهیمی شود که در مجموعه داده های مختلف کمی متفاوت توصیف شده اند که می تواند تبادل اطلاعات بین این مجموعه داده ها را مختل کند. این امر زمانی برجسته تر می شود که اطلاعات بین دو استاندارد مبادله شود که مفاهیم مشترک زیادی دارند، اما در جایی که مفاهیم به روش های کمی متفاوت تعریف می شوند [ 37 ]]. یکی از راههای غلبه بر این امر، ایجاد دستورالعملهای مدلسازی با توصیههایی در مورد نحوه مدلسازی اشیاء ساختمانی سه بعدی به روشی صحیح برای هدف مورد نظر است. نمونهای از این دستورالعملهای گروه کاری کیفیت SIG3D [ 13 ] است که بهعنوان مثال بیان میکند که چگونه LODها باید تعریف شوند، از کدام نوع هندسه باید استفاده کرد، و روشهای معتبر و نامعتبر برای تقسیم یک ساختمان به بخشهای ساختمان. برای اطمینان از اینکه داده ها به شیوه ای یکسان جمع آوری یا تبدیل می شوند، باید از دستورالعمل های نقشه برداری نیز استفاده شود. دستورالعمل نقشه برداری سوئدی برای نمایش هندسی در مبادله [ 44 ]، نمونه ای از این است. دستورالعمل ها الزامات جمع آوری داده ها و تبادل داده ها را برای اطلاعاتی که با مشخصات سوئدی برای ساختمان ها مطابقت دارد تعریف می کند [ 36 ]] و چهار موضوع فضایی دیگر. طبق دستورالعمل ها، ساختمان ها را می توان به صورت دو بعدی یا سه بعدی و در LOD های مختلف نشان داد. LOD های مختلف الزامات متفاوتی هم در مورد روش های نقشه برداری، تحمل ها و هم در مورد نحوه نمایش هندسه دارند.
اگر یک مجموعه داده از قوانین اعتبار سنجی ارائه شده در استاندارد عبور نکند، به طور کامل با یک استاندارد مطابقت ندارد. OGC، گروه کیفیت Sig3D و EuroSDR یک آزمایش قابلیت همکاری با کیفیت را انجام دادند تا درک بهتری از الزامات در CityGML و چگونگی اعتبارسنجی این الزامات ارائه دهند [ 45 ]. اعتبار سنجی هندسی و معنایی انجام شد و الزامات انطباق به روش رسمی و خودکار آزمایش شد. نتایج نشان میدهد که برای اعتبارسنجی هندسهها، باید تعداد انواع هندسه ممکن محدود شود، الزامات تحمل برای هندسهها باید اضافه شود و معناشناسی و هندسه باید منسجم باشند.
4.3. ادغام مدل های سه بعدی شهر و BIM
به طور فزاینده ای رایج می شود که اطلاعات مربوط به یک ساختمان در هر دو فرمت geodata و BIM و استفاده از این اطلاعات برای اهداف مختلف در طول عمر یک ساختمان رایج شود. نمونههایی از این امر برای انجام یک جریان اطلاعات دیجیتال از اطلاعات ساختمانهای سهبعدی در صنعت AEC، برای نمایش دیجیتالی برنامهریزی، طراحی و ساخت ساختمانها، و همچنین برای شهرهایی است که مقامات در آنها به اطلاعات نیاز دارند، به عنوان مثال، مجوزهای ساختمانی و واقعیتهای سه بعدی. تشکیل ملک این منجر به افزایش تقاضا برای تبادل و استفاده مجدد از اطلاعات در داخل و بین استانداردهایی می شود که اطلاعات ساختمان سه بعدی را توصیف می کنند. برای تبادل اطلاعات ساختمان سه بعدی بین فرمت های BIM و داده های جغرافیایی، چالش های زیادی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد. اغلب یک مدل BIM به یک مدل دادههای جغرافیایی تبدیل میشود و نرمافزار و قالبی که مدل BIM در آن ایجاد شده است، و به کدام قالب دادههای جغرافیایی باید تبدیل شود، تأثیر قابلتوجهی بر پیچیدگی تبدیل دارد. چندین استاندارد نیز مفاهیم بسیاری را به اشتراک می گذارند، اما این مفاهیم به روش های مشابه، اما نه یکسان تعریف شده اند. یکی از نمونههای این نمایش هندسه است، IFC از انواع مختلفی از هندسهها استفاده میکند، مانند Swept Solid، Constructive Solid Geometry، و BRep، در حالی که CityGML فقط از BRep استفاده میکند که میتواند منجر به تبدیلهای هندسی پیچیده شود. اما نه راه های یکسان یکی از نمونههای این نمایش هندسه است، IFC از انواع مختلفی از هندسهها استفاده میکند، مانند Swept Solid، Constructive Solid Geometry، و BRep، در حالی که CityGML فقط از BRep استفاده میکند که میتواند منجر به تبدیلهای هندسی پیچیده شود. اما نه راه های یکسان یکی از نمونههای این نمایش هندسه است، IFC از انواع مختلفی از هندسهها استفاده میکند، مانند Swept Solid، Constructive Solid Geometry، و BRep، در حالی که CityGML فقط از BRep استفاده میکند که میتواند منجر به تبدیلهای هندسی پیچیده شود.6 ، 7 ]. مثال دیگر مفهوم LOD است، در IFC LOD مخفف Level of Development و در CityGML به معنای Level of Detail است و این دو LOD با هم مطابقت ندارند.
یکی از راه های اتصال geodata و مدل های BIM، تبدیل مدل های BIM برای ایجاد یا به روز رسانی مدل های شهر geodata سه بعدی است. نویسندگان [ 6] ادغام BIM و داده های جغرافیایی را به سه دسته طبقه بندی کرد: سطح داده، سطح فرآیند و سطح برنامه. مقایسه اثربخشی، توسعه پذیری، تلاش و انعطاف پذیری نشان می دهد که روش ها برای اهداف مختلف مناسب هستند. به گفته نویسندگان، یکپارچگی در سطح داده با تبدیل و ترجمه نیمه خودکار همراه با توسعه استانداردهای موجود می تواند مصالحه خوبی باشد. یک جنبه مهم در اینجا این است که ساختمان ها در یک مدل شهر باید مشابه باشند صرف نظر از اینکه از داده های BIM یا از داده های اسکن لیزری/فتوگرامتری مشتق شده باشند. این را می توان با ایجاد دستورالعمل ها و روال های اندازه گیری بر اساس این دستورالعمل ها برای تبدیل داده های BIM و داده های اسکن لیزری/فتوگرامتری به دست آورد. با این کار، دو منبع داده می توانند به جای یکدیگر مورد استفاده قرار گیرند، به عنوان مثال، ارائه اشیاء ساختمانی مشابه این در یک مطالعه موردی توسط [12 ] که در آن نشان میدهند که تفاوت بین مدلهای ساختمان از دو منبع فقط در سطح دسی متر است.
انواع ادغام بین مدلهای شهر و BIM، از جمله تبدیل دادهها، الزامات استاندارد مدل شهر را تعیین میکند. مطالعه اخیر در مورد چگونگی گسترش CityGML با ADE برای به دست آوردن تبدیل خوب توسط [ 46 ] انجام شد. آنها یک تکنیک گرامر نمودار سه گانه را برای ارتباط رسمی IFC و CityGML ADE، هم از نظر معنایی و هم از نظر هندسی، اتخاذ کردند. تبدیل داده از IFC و ادغام با آن نیز در توسعه CityGML 3.0 در نظر گرفته شده است و یک کلاس ویژگی جدید به نام BuildingConstructiveElement برای تسهیل ارتباط با IFC معرفی شده است [ 21 ].
در صورت استفاده از یک سیستم طبقه بندی مشترک، قابلیت همکاری بین BIM و مدل های شهر سه بعدی نیز می تواند افزایش یابد. پیش نیاز این است که تمام اشیاء در مدل ها طبقه بندی شوند، یعنی همه اشیاء دارای یک ویژگی برای کد طبقه بندی باشند. طبقه بندی مدل ها باید استاندارد و قابل خواندن باشد، صرف نظر از اینکه چه کسی آن را ایجاد کرده یا در کدام ابزار ایجاد شده است. یک مثال از جایی که می توان از یک سیستم طبقه بندی رایج استفاده کرد، بررسی خودکار درخواست های مجوز ساختمان است. اطلاعات مورد نیاز در فرآیند پروانه ساختمان شناسایی شده و اشیاء ساختمانی مربوطه طبقه بندی می شوند. این امر بررسی خودکار مدل را در برابر مقررات در طرح توسعه تفصیلی تسهیل می کند زیرا طبقه بندی تعریف دقیق تری از شی مورد بررسی را ارائه می دهد [47 ].
برای ادامه بیشتر در قابلیت همکاری، میتوان شناسههای شی رایج را برای ویژگیهای مدل BIM و شهر سه بعدی معرفی کرد. این یک پیش نیاز برای تسهیل نسخهسازی و مدیریت دادههای چرخه حیات است. در این مطالعه به شناسه های رایج پرداخته نمی شود.
4.4. اتصال به مدل های دو بعدی و رجیسترها
امروزه بسیاری از رجیسترها به نقشه های دوبعدی پیوند دارند و باید با آنها همگام شوند. اگر یک مدل شهر سه بعدی باید جایگزین نقشه پایه دو بعدی فعلی شود، باید به اطلاعات دو بعدی متصل شود، یا با گنجاندن این اطلاعات در مدل های سه بعدی یا با پیوندهایی به مدل های دو بعدی. پیوند به انواع دیگر ثبت ها، به عنوان مثال، ثبت کاداستر نیز باید تسهیل شود. در هلند، این مشکل در یک CityGML ADE (IMGeo-CityGML) حل شد که شامل پیوندهایی از تمام اشیاء CityGML به یک هندسه دو بعدی است، که امکان ذخیره دادههای دو بعدی و سه بعدی را در یک مدل فراهم میکند [ 25 ].
راه دیگر مدیریت اتصالات، اتصال بین مدلهای BIM و CityGML است. به عنوان مثال می توان از آن استفاده کرد اگر اطلاعات اضافی از BIM مورد نیاز باشد تا به راحتی در دسترس باشد. این را می توان با استفاده از ارجاع خارجی از اشیاء CityGML به اشیاء متناظر در پایگاه داده های خارجی BIM [ 15 ، 48 ]، به عنوان مثال، بدون تغییر داده ها بین مدل ها به دست آورد. ارجاع خارجی اشیاء CityGML، از طریق یک شناسه منبع یکنواخت (URI)، به اشیا در پایگاه داده های خارجی نیز می تواند برای پیوند دادن به داده های LADM و سایر منابع اطلاعاتی مورد نیاز برای تکمیل مدل سه بعدی استفاده شود ( شکل 4 ).
4.5. کاداستر سه بعدی
تراکم بسیاری از شهرها زیاد است و نیاز به روش دقیق تری برای تقسیم کاربری فضاها در ساختمان ها را به دنبال داشته است. این به نوبه خود منجر به تعداد فزاینده ای از ثبت املاک سه بعدی شده است. در بسیاری از موارد، ویژگی های سه بعدی در حال حاضر به عنوان حجم (در مدل سه بعدی دیجیتال) ثبت نمی شوند. به عنوان مثال، در سوئد یک نمایش دوبعدی از ویژگی سه بعدی در نقشه شاخص دیجیتالی دوبعدی، و یک توصیف متنی از قطعات سه بعدی در ثبت زمین وجود دارد [ 49 ]. برای مدیریت و جستجوی بهتر کاداسترها، تقاضای فزاینده ای برای پیوند دادن کاداستر سه بعدی به مدل های سه بعدی دیجیتال وجود دارد. از دیدگاه فنی می توان از BIM برای تعیین مرزهای کاداستر سه بعدی استفاده کرد. با این حال، در بسیاری از کشورها این از منظر قانونی امکان پذیر نیست (به عنوان مثال، [ 50]، برای بحث در مورد قوانین ترسیم مرزهای کاداستر در یک ساختمان در سوئد). یک BIM می تواند برای تجسم وسعت واحدهای دارایی سه بعدی استفاده شود، اما برای دریافت نمای کلی از واحدهای دارایی سه بعدی در مناطق بزرگتر، یک مدل شهر مورد نیاز است. برای مثال، در [ 51 ] نویسندگان فضاهای قانونی را در یک مدل شهر LoD1 بر اساس CityGML 2.0 ADE تجسم کردند. مدلهای شهر همچنین تجزیه و تحلیل اطلاعات کاداستر را تسهیل میکنند زیرا مدلهای شهر را میتوان به انواع دیگر ثبت و اطلاعات مکانی مرتبط کرد.
نسخه پیشنهادی جدید 3.0 CityGML با ارائه یک اتصال قوی تر به استاندارد LADM [ 19 ]، کاداستر سه بعدی را در نظر گرفته است. در میان سایر موارد، ماژول هسته پیشرفته تشخیص بین فضاهای فیزیکی و منطقی را ممکن میسازد، جایی که فضاهای منطقی میتوانند فضاهای قانونی کاداستر سه بعدی را نشان دهند. اگر از مدلهای شهر برای تجسم و تحلیل کاداستر سه بعدی استفاده شود، ترجیح داده میشود که دادههایی که هم ساختمانهای فیزیکی و هم واحدهای دارایی سهبعدی را توصیف میکنند، از یک مدل BIM مشتق شوند. یک روش برای انجام این کار توسط [ 52 ] پیشنهاد شده است.
4.6. فرآیند صدور پروانه ساختمانی
علاقه فزاینده ای برای خودکارسازی فرآیند مجوز ساختمان وجود دارد، زیرا فرآیند فعلی اغلب زمان ساخت و ساز را طولانی می کند. اطلاعاتی مانند طرحهای توسعه تفصیلی و مقررات مجوزهای ساختمانی، هنوز هم اغلب در قالب کاغذی یا فایلهای pdf استفاده میشوند [ 53 ، 54 ، 55 ]. این می تواند فرآیند را بی اثر کند، هم از نظر زمان و هم هزینه. بنابراین، فرآیند باید استانداردتر شود و در جهت داشتن یک رویکرد فرآیند محور که در آن همه بازیگران بتوانند اطلاعات را به اشتراک بگذارند، تلاش شود. پیشنهادی برای چنین رویکردی در پروژه EuroSDR GeoBIM توسعه داده شده است [ 56] که در آن روند فعلی مجوز ساختمان در کشورهای شرکت کننده مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس آن مطالعه و چشماندازهای آتی، پروژه یک گردش کار را برای تبادل اطلاعات در فرآیند مجوز ساختمان تعریف کرد که در آن اطلاعات ساختمان سهبعدی نقش برجستهای را ایفا میکند. به عنوان مثال، برای بهبود بررسی قوانین درخواست مجوز ساختمان استفاده می شود. برای فعال کردن بخشهایی از این کنترل قانون، مدل BIM ساختمان پیشنهادی را میتوان به دادههای جغرافیایی تبدیل کرد و در یک مدل شهر سه بعدی ادغام کرد. سپس مدل شهر به روز شده هم برای بازرسی بصری و هم در روالهای خودکار مورد استفاده قرار میگیرد که در آن ویژگیهای ساختمان و محیط اطراف در برابر قوانین در یک طرح توسعه جزئیات دیجیتال آزمایش میشوند [ 55 ].
4.7. CityGML ADEs
برای برآوردن الزامات خاصی که در مناطق مختلف رخ می دهد، CityGML به مجموعه برنامه های کاربردی مختلف گسترش یافته است. در [ 57 ] نویسندگان یک برنامه افزودنی ADE ایجاد کردند که شامل اطلاعات مورد نیاز برای ذخیره و مدیریت داده های مورد نیاز برای محاسبه جریان انرژی ساختمان است. نویسندگان [ 58 ] نیاز به مقایسه بهتر نتایج حاصل از مطالعات مختلف نویز را شناسایی کردند. این می تواند با داشتن داده های ورودی و خروجی استانداردتر برای شبیه سازی نویز تسهیل شود. برای دستیابی به این هدف، Noise ADE موجود گسترش یافت، یعنی یک ADE نیز می تواند گسترش یابد. در [ 23 ] نویسندگان یک پسوند ADE با ویژگی هایی ایجاد کردند که برای کارهای ژئوتکنیکی در سایت های ساخت و ساز مورد نیاز است. نویسندگان [ 24] یک پسوند CityGML ADE ایجاد کرد که شامل توضیحات مفصلی درباره مالکیت آپارتمانها است. آن CityGML-LADM ADM نامیده می شود و دارای پیوندهایی به استاندارد LADM [ 19 ] برای تسهیل مدیریت کاداستر است. ADE دیگری که پیوندهایی به استاندارد دارد CityGML Infra ADE [ 59 ] است. این شامل اطلاعات اضافی از استاندارد OGC LandInfra [ 35 ] است که در CityGML گنجانده نشده است. LandInfra شامل اطلاعات ارزشمندی است، اما استاندارد نسبتا جدید است، به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد و هیچ پشتیبانی نرم افزاری ندارد. انتظار می رود ADE و یک ابزار تبدیل نرم افزار بین CityGML Infra ADE و InfraGML (اجرای GML LandInfra) استفاده از LandInfra را افزایش دهد.
5. الزامات استاندارد ملی ساختمان
استانداردهای ملی برای ساختمانهای سه بعدی و مدلهای شهر نیازمند تجزیه و تحلیل نیازمندیها هستند [ 3 ، 14 ]. آیا از داده های ساختمان سه بعدی فقط برای تجسم استفاده می شود یا باید برای تجزیه و تحلیل نیز استفاده شود؟ هر دو مورد می توانند بر پیچیدگی مدل تأثیر بگذارند، اما به روش های مختلف. برای تجسم کارتوگرافی، ممکن است نیاز به تعمیم اطلاعات ساختمان برای بهبود عملکرد باشد. در مورد دوم، تحلیل هایی که باید پشتیبانی شوند می توانند بر پیچیدگی مدل تأثیر بگذارند. یعنی چه اطلاعات متنی، معنایی و هندسی اضافی باید در استاندارد گنجانده شود تا تمام الزامات مشخص شده را برآورده کند. یک راه برای اطمینان از دستیابی به استفاده بالقوه از اطلاعات ساختمان، ایجاد الزامات اجرایی است که تا آنجا که ممکن است، قابل اندازه گیری باشد (نگاه کنید به [4 ]). این می تواند برای بررسی میزان برآورده شدن الزامات پس از اجرای استاندارد مورد استفاده قرار گیرد.
در حال حاضر هیچ استاندارد ملی به خوبی پذیرفته شده برای ساختمان های سه بعدی در سوئد وجود ندارد. مشخصات ساختمان دوبعدی و سه بعدی سوئدی [ 36 ] در سال 2018 نهایی شد، اما در تولید اجرا نشد و الزامات جدیدی مانند پشتیبانی بهتر از فرآیند برنامه ریزی و ساخت ظاهر شد. برای بررسی الزامات و همچنین آزمایش و ارزیابی استاندارد یک پروژه ملی راه اندازی شد. این پروژه توسط Lantmäteriet (مرجع نقشه برداری، کاداستر و ثبت زمین سوئد) هماهنگ شد. این پروژه همچنین شامل کارشناسانی از دانشگاه ها، برخی از شهرهای بزرگتر و مشاوران فنی بود (به [ 47 ] مراجعه کنید]). نتایج این پروژه به Geodatarådet، هیئت مدیره ای که توسعه و استفاده از استانداردهای جدید داده های جغرافیایی در سوئد را مدیریت می کند، گزارش می شود. استاندارد ملی ساختمان پیشنهادی دارای نام کاری CityGML Sve-Test است.
این استاندارد نیازی به پشتیبانی از سایر کاربردهای دامنه خاص، مانند مدلسازی نویز یا جریان انرژی ندارد. با این حال، باید امکان گسترش استاندارد ساختمان برای پشتیبانی از این برنامه ها وجود داشته باشد. علاوه بر این، باید بتوان استاندارد ساختمان را با اطلاعات یا استانداردهای موضوعات دیگر تکمیل کرد تا یک استاندارد جامع ملی مدل شهر سه بعدی ایجاد شود.
بر اساس توضیحات بالا، الزامات مورد استفاده در توسعه یک پروپوزال برای استاندارد جدید ساختمان ملی سوئد، CityGML Sve-Test، عبارتند از:
-
استاندارد ملی ساختمان باید از نمایش ساختمان های دو بعدی و سه بعدی پشتیبانی کند.
-
برای اینکه بتوان با مدلهای شهری سازگاری داشت، برای اینکه بتوان اطلاعات ساختمان را در نرمافزار مشاهده کرد و از ابزارهای رایج برای تبدیل دادهها بهعنوان مثال BIM (IFC) استفاده کرد، استاندارد ملی ساختمان باید مطابق با یک استاندارد رسمی بینالمللی باشد که به خوبی تثبیت شده است. توسط سایر کشورها یا شهرها اجرا می شود.
-
استاندارد ملی ساختمان باید با دستورالعمل های نقشه برداری و مدل سازی تکمیل شود تا از اجرای یکنواخت اطمینان حاصل شود (به عنوان مثال، مشابه [ 44 ] و [ 13 ]).
-
استاندارد ملی ساختمان باید شامل تمام اطلاعات ویژگی ها از مشخصات سوئدی برای ساختمان های دو بعدی و سه بعدی باشد [ 36 ].
-
سیستم طبقه بندی ساخت و ساز سوئدی CoClass [ 38 ] باید در استاندارد ملی ساختمان استفاده شود. همچنین استفاده از CoClass در مدلهای BIM توصیه میشود و استفاده از CoClass در هر دو مدل BIM و geodata یکپارچهسازی و تبدیل بین این حوزههای داده را تسهیل میکند.
-
کلیه ارجاعات از استاندارد ملی ساختمان گرفته تا رجیسترها، مدلهای دو بعدی و غیره باید با استفاده از ارجاع خارجی انجام شود.
-
از دیدگاه کاداستر، استاندارد ملی ساختمان باید از موارد زیر پشتیبانی کند:
-
تجسم یک کاداستر سه بعدی ساده شده؛
-
پیوند به BIM که در آن مرزهای کاداستر سه بعدی با استفاده از ارجاع خارجی تعریف شده است.
-
پیوند به کاداستر دو بعدی، کاداستر سه بعدی و سایر اطلاعات مربوط به کاداستر با استفاده از ارجاع خارجی.
-
-
استاندارد ملی ساختمان باید فرآیند مجوز ساختمان را با موارد زیر پشتیبانی کند:
-
اطلاعات اضافی و پیوندهایی به سایر ثبتها که برای فرآیند مجوز ساختمان با استفاده از ارجاع خارجی لازم است.
-
تبدیل یک مدل BIM (استاندارد) برای فعال کردن کنترل قواعد بصری و کمی قوانین مجوز ساختمان (به عنوان مثال، طرح توسعه جزئیات دیجیتال).
-
6. توسعه استاندارد ملی ساختمان-CityGML Sve-Test
6.1. انتخاب استاندارد بین المللی مدل شهر سه بعدی
CityGML جامع ترین استاندارد امروزی برای تبادل مدل های سه بعدی شهر است [ 6 ]. این شامل یک مدل ساختمانی تثبیت شده است که می تواند همانطور که هست یا همراه با اطلاعات اضافی در یک ADE پیاده سازی شود (به عنوان مثال، [ 4 ، 5 ، 23 ، 24 ، 43 ، 59 ]). بنابراین، تصمیم گرفته شد که استاندارد ملی ساختمان سوئد پیشنهادی باید از CityGML استفاده کند و ADE باید توسعه یابد زیرا CityGML شامل تمام اطلاعات مورد نیاز استاندارد ملی نیست.
در حال حاضر دو نسخه از CityGML وجود دارد: نسخه رسمی 2.0 و نسخه پیشنهادی 3.0. اگرچه CityGML 2.0 یک پیادهسازی کاملاً تثبیت شده و کارآمد از استاندارد است، CityGML 3.0 ( شکل 5 ) برای توسعه استاندارد ساختمان انتخاب شد زیرا شامل ماژولهای جدیدی است که از منظر سوئدی دارای اهمیت هستند. مدل اصلی، که در آن مفاهیم و اجزای اصلی CityGML تعریف شده است، بازسازی و توسعه یافته است. اکنون بر اساس فضاها، AbstractSpace و AbstractSpaceBoundary است که تمام نمایشهای هندسی به آنها مرتبط است. کلاس های فضا به دو زیر کلاس AbstractPhysicalSpace و AbstractLogicalSpace تقسیم می شوند.. ویژگی های فیزیکی مانند ساختمان ، قسمت ساختمان ، نصب و راه اندازی ساختمان و اتاق همگی با فضای فیزیکی مرتبط هستند. این مورد برای BuildingConstructiveElement نیز صدق می کند ، یک نوع ویژگی جدید که برای نگاشت مستقیم عناصر سازنده از IFC (به عنوان مثال، IfcRoof ، IfcSlab و IfcWall ) به CityGML گنجانده شده است. از سوی دیگر ویژگیهای منطقی، مانند طبقه و واحد ساختمان ، با فضای منطقی مرتبط هستند و برای بهبود قابلیت همکاری با فضاهای قانونی در استاندارد LADM گنجانده شدهاند.
یکی دیگر از ماژول های جدید مورد علاقه در CityGML 3.0 مدل نسخه سازی و مدیریت چرخه حیات است. این شامل مهرهای زمانی دوتایی است که به اشیا اجازه می دهد یک مهر زمانی داشته باشند که به شی واقعی و یکی برای نسخه پایگاه داده شیء اشاره دارد. همچنین امکان ایجاد چندین نسخه از مدل شهر سه بعدی و تعریف لینک بین نسخه های مختلف وجود دارد.
یکی از الزامات استاندارد ساختمان این است که باید بتوان آن را با اطلاعات یا استانداردهایی برای موضوعات دیگر، به عنوان مثال، جاده ها تکمیل کرد تا یک استاندارد ملی جامع برای مدل های سه بعدی شهر ایجاد شود. برای مثال اطلاعات جاده را می توان در استاندارد LandInfra ذخیره کرد. یک مطالعه اخیر در مورد ایجاد CityGML Infra ADE وجود دارد که امکان ذخیره ویژگی های LandInfra را در CityGML 2.0 فراهم می کند ([ 59 ]؛ به بخش 4.7 بالا مراجعه کنید). بر این اساس ما پیشبینی میکنیم که انتخاب CityGML برای موضوع ساختمان میتواند از کارهای بعدی در گنجاندن موضوعات بیشتر در استاندارد مدل ملی شهر سه بعدی پشتیبانی کند، اما این در این مقاله بیشتر مورد مطالعه قرار نمیگیرد.
تاریخ انتشار CityGML 3.0 در زمان نگارش مشخص نشده است، اما هم یک پیشنمایش پنهانی [ 21 ]، هم مدلهای مفهومی و هم رمزگذاریها ( https://github.com/opengeospatial/CityGML-3.0 ) از CityGML 3.0 در دسترس هستند.
6.2. روششناسی برای ایجاد CityGML Sve-Test
استاندارد ساختمان CityGML Sve-Test بر اساس مدل ساختمان در CityGML 3.0 است و به عنوان یک ADE توسعه یافته است که شامل تمام اطلاعات اضافی از مشخصات ساختمان سوئدی [ 36 ]، همراه با اطلاعات نیازهای جدیدی است که ظاهر شده اند. این استاندارد با مراحل زیر ایجاد شده است:
- 1)
-
طرحواره های برنامه CityGML 3.0 و SGP Building را برای تعیین نوع شی، ویژگی ها و روابطی که فقط در SGP Building وجود دارند، مقایسه کنید.
- 2)
-
الزامات فرآیند مجوز ساختمان و کاداستر سه بعدی را برای شناسایی نیازهای انواع شیء، ویژگی ها و روابط جدید ارزیابی کنید.
- 3)
-
یک طرح برنامه کاربردی UML ایجاد کنید که استاندارد CityGML 3.0 را با تمام اطلاعات اضافی از دو مرحله اول گسترش دهد.
- 4)
-
طرحواره برنامه UML را به یک فایل طرحواره XSD تبدیل کنید.
برای تأیید فنی استاندارد، برخی از داده های آزمایشی را توسعه دادیم. این داده ها به فایل XSD نگاشت می شوند، به فایل های GML تبدیل می شوند و در نهایت اعتبارسنجی می شوند. این در بخش 7 بیشتر توضیح داده شده است.
6.2.1. مقایسه CityGML 3.0 و طرحواره های کاربردی ساختمان SGP
اولین قدم مقایسه مدلهای SGP Building و CityGML 3.0 UML برای تعیین کلاسها، ویژگیها، روابط و لیستهای کد بود که فقط در ساختمان SGP وجود دارد. با این به عنوان مبنا، تصمیم گرفته شد که کدام ویژگی ها و زیر کلاس های ساختمان SGP باید به CityGML Sve-Test اضافه شوند.
نتایج مقایسه پیشنهاد میکند که یک نوع شی جدید (ساختمان فیزیکی، BY_FysiskByggnad ) باید ایجاد شود و هفت نوع شی CityGML ( ساختمان ، بخش ساختمان ، واحد ساختمان ، ساختمان نصب ، BuildingConstructiveElement ، در و پنجره ) باید همراه با ویژگیهای جدید گسترش یابد. انواع داده ها و لیست کدها
6.2.2. ارزیابی الزامات جدید از کاداستر سه بعدی و فرآیند مجوز ساختمان
الزامات خاص اطلاعات ساختمانی که در فرآیند مجوز ساختمان مورد نیاز است در پروژه ملی گنجانده شده است. این الزامات با اطلاعاتی که در حال حاضر در مشخصات ساختمان سوئدی و در CityGML 3.0 موجود است مقایسه شد. نتیجه این امر حاکی از آن است که سه ویژگی اضافی باید در قسمت های ساختمان گنجانده شود: زاویه سقف ، اتاق زیر شیروانی و زیرزمین .
6.2.3. یک مدل UML برای CityGML Sve-Test ایجاد کنید
CityGML Sve-Test بر اساس توضیحات ADE در استاندارد CityGML 2.0 [ 15 ] ایجاد شد. یک پروژه UML جدید با فضای نام خاص خود در نرم افزار Enterprise Architect ایجاد شد و پیش نویس مدل تلفیقی CityGML 3.0 [ 22 ] به پروژه وارد شد. اشیاء قرمز رنگ در شکل 6 اشیاء CityGML موجود را توصیف می کنند که با ویژگی های جدید (کلیشه <<ADEElement>>) و یک شی جدید ایجاد شده (کلیشه <<FeatureType>>) گسترش یافته اند. انواع داده ها و لیست کدهای مربوطه نیز ایجاد شد. اشیاء خاکستری اشیاء CityGML هستند که در CityGML Sve-Test استفاده میشوند، اما اصلاح نشدهاند.
6.2.4. مدل UML را به یک فایل طرحواره XSD تبدیل کنید
برای تبدیل مدل UML به یک فایل طرحواره XSD، از ابزار منبع باز جاوا ShapeChange استفاده شد [ 60 ]. ShapeChange به مقادیر تگ خاصی نیاز دارد که در EA اضافه شود و فایلهای پیکربندی برای مطابقت با محیط آزمایشی اصلاح شوند، برای مثال تگهای targetNamespace ، نسخه و xmlns باید دارای مقادیری در سطح طرحواره برنامه باشند. فایلهای CityGML 3.0 XSD هنوز از طریق آدرسهای اینترنتی در دسترس نیستند و بنابراین در یک رایانه محلی دانلود شدند. فایلها برای کار کردن پیوندها (واردات) بین فایلها اصلاح شدند و ارجاعات عناصر برای کارکرد پیوندها از فایل CityGML Sve-Test XSD به فایلهای CityGML 3.0 XSD اصلاح شدند.
7. ارزیابی CityGML Sve-Test
7.1. روش ارزیابی
ارزیابی شامل دو بخش است. بخش اول، بخش 7.2 ، ارزیابی انطباق با الزامات اجرای ملی شرح داده شده در بخش 5 است. در بخش دوم تست های عملی انجام می شود. بخش 7.3 ایجاد داده های آزمون را تشریح می کند و در بخش 7.4 ، بخش 7.5 ، بخش 7.6 و بخش 7.7 ، چهار مورد آزمایش توصیف و ارزیابی شده است. داده های تست و همچنین برخی از اسکریپت های مورد استفاده در GitHub ( https://github.com/LeveransspecifikationerGeodataBIM/ ) در دسترس هستند.
7.2. انطباق با الزامات اجرایی ملی
اولین الزام اجرایی بیان می کند که باید از یک استاندارد رسمی بین المللی استفاده شود. CityGML Sve-Test یک CityGML 3.0 ADE است، و حتی اگر این یک نسخه جدید پیشنهادی از استاندارد است، می توان فرض کرد که این نسخه به خوبی CityGML 2.0 در آینده تثبیت خواهد شد. استاندارد ملی مدل شهر سه بعدی باید با دستورالعمل های نقشه برداری و اندازه گیری تکمیل شود و اگر CityGML Sve-Test به استاندارد رسمی ساختمان در سوئد تبدیل شود، دستورالعمل های مربوطه باید ایجاد شود.
علاوه بر این، الزامات بیان می کند که تمام اطلاعات خاص ملی از مشخصات ساختمان فعلی باید در CityGML Sve-Test به همراه کد CoClass از سیستم طبقه بندی ساخت و ساز سوئد و امکان ارجاع خارجی به ثبت ها گنجانده شود. این الزامات با اضافه شدن ویژگی های مربوطه به CityGML Sve-Test برآورده می شوند. این موضوع در مورد اطلاعات اضافی مورد نیاز در فرآیند پروانه ساختمان نیز صادق است.
7.3. ایجاد داده های آزمایشی
منطقه مورد مطالعه در اطراف پروژه ساخت یک مهدکودک در شهر کارلستاد سوئد به نام Lotsen بود. از سه مجموعه داده استفاده شد:
-
یک مدل BIM در قالب IFC که از این پس LotsenIFC نامیده می شود .
-
ساختمان های سه بعدی geodata اطراف ساختمان Lotsen با فرمت DWG که از این پس ExistingBuDWG نامیده می شود .
-
طرح توسعه تفصیلی منطقه در قالب GML که از این پس DetailedDevPlan نامیده می شود
علاوه بر دادههای مربوط به منطقه مورد مطالعه در اطراف Lotsen، ما همچنین از یک مدل BIM از فالون، سوئد، با نشاندهنده Myran استفاده کردیم. این مدل BIM یک ساختمان بازرسی خودرو را توصیف می کند.
LotsenIFC یک مدل معماری IFC است که از Autodesk Revit 2018 در قالب IFC 2×3 صادر شده است (زیرا به دلیل مشکلات دیوارهای منحنی، مدل به درستی به IFC 4 صادر نشد، شکل 7 ). مدل BIM، LotsenIFC ، از یک سیستم مختصات محلی نسبت به مدل ساختمان، با استفاده از نقطه پایه پروژه در Sweref 99 13 30 (EPSG:3008) که سیستم رسمی شهرداری است، از یک سیستم مختصات محلی نسبت به مدل ساختمان، به یک مدل جغرافیایی به درستی مرجع تبدیل شد. تمام اشیاء ساختمانی در مدل BIM که با CityGML Sve-Test مرتبط هستند، قبل از صدور آن به عنوان یک فایل IFC، با CoClass در Revit طبقه بندی شدند.
DWG سه بعدی (Autodesk AutoCAD)، ExistingBuDWG ، از شهر Karlstad ارائه شد تا ساختمان های موجود در منطقه را نشان دهد ( شکل 8 را ببینید ). ساختمانها هیچ شناسه ساختمانی نداشتند، که با حل کردن هندسههای ساختمان سهبعدی در ردپای سطحی برای هر ساختمان و سپس اتصال فضایی بین هندسههای سهبعدی اصلی و ردپای سطحی دو بعدی برای تنظیم یک شناسه در هر ساختمان انجام شد. برخی از چهره های ساختمان به اشتباه جهت گیری شده بودند اما در پروژه ثابت نشده بودند ( شکل 8 را ببینید).
طرح توسعه تفصیلی، DetailedDevPlan ، مطابق با استاندارد سوئدی برای برنامه های قابل خواندن کامپیوتری [ 61 ] است و از شهر Karlstad (با پشتیبانی هیئت ملی مسکن، ساختمان و برنامه ریزی) به عنوان یک فایل GML به دست آمده است. هیچ تغییری در این مجموعه داده انجام نشد.
7.4. تبدیل BIM به CityGML Sve-Test
هر دو LotsenIFC و ExistingBuDWG به فرمت CityGML Sve-Test تبدیل شدند. LotsenIFC به هر دو مدل LOD1 و LOD2 تبدیل شد در حالی که ExistingBuDWG فقط به LOD1 تبدیل شد. این تبدیل با ابزار استخراج، تبدیل و بارگذاری (ETL) Feature Manipulation Engine (FME) از SAFE Software ( https://www.safe.com/ ) انجام شد و نتایج گفتگو در شکل 9 قابل مشاهده است.
ایجاد یک مدل LOD1 نسبتاً ساده است، یک ردپای ساختمان ایجاد می شود و در پایین ترین نقطه ساختمان تنظیم می شود و به بالاترین نقطه ساختمان اکسترود می شود تا یک جامد ساختمانی معتبر ایجاد شود. ایجاد یک مدل LOD2 پیچیده تر است زیرا بر این اساس است که سقف دست نخورده نگه داشته شده و دیوارهای جدید ایجاد شده و به سمت پایین اکسترود می شوند. جامدات ایجاد شده در یک (یا چند) جامد اصلی حل می شوند که کل ساختمان را نشان می دهد. در این ساختمان، دیوارها خارج از سقف بودند، بنابراین تبدیل باید از سقف و بالای دیوارها برای ایجاد یک ساختمان جامد استفاده می شد. مشکلات در انحلال دیوار و هندسه سقف منجر به حذف برخی از دیوارهای داخلی شد ( شکل 10 ).
طبقه بندی CoClass در ترجمه اشیاء ساختمان IFC به CityGML Sve-Test مفید بود. این انتخاب اشیاء و هندسه های ساختمانی صحیح را ساده کرد. این انتخاب برای ایجاد ویژگیهای مربوط به CityGML Sve-Test مانند محدود شده توسط، ناحیهها و ساختمان UUID استفاده شد. سپس ساختار سلسله مراتبی CityGML Sve-Test متشکل از مدل شهر، ساختمان، بخش ساختمان، سطح سقف و سطح دیوار ایجاد شد. اعتبار متقاطع بین ویژگی های IFC و طبقه بندی CoClass در این پروژه استفاده شد. به عنوان مثال، کنترل اینکه آیا هر دو ویژگی CoClass و IFC شامل اطلاعاتی در مورد خارجی بودن یا نبودن دیوار هستند، آن را در مقایسه با استفاده از تنها یک منبع ایمن تر می کند.
هندسههای GML برای فایلهای LotsenIFC و ExistingBuDWG با استفاده از ترانسفورماتورهای داخلی FME ایجاد شدند و در نهایت، ویژگیهای CityGML Sve-Test اضافه شدند و فایلهای GML با یک متننویس در FME نوشته شدند، زیرا هیچ نویسنده بومی CityGML 3.0 وجود ندارد. این فایلها بعداً در آزمون درخواستهای مجوز ساختمان مورد استفاده قرار گرفتند.
7.5. استفاده از CityGML Sve-Test برای درخواست های مجوز ساختمان
یک مورد آزمایشی برای بررسی اینکه آیا CityGML Sve-Test میتواند بررسی خودکار درخواستهای مجوز ساختمان را تسهیل کند، انجام شد، بهویژه اگر استاندارد از بررسی خودکار الزامات در یک طرح توسعه دقیق پشتیبانی کند ( شکل 11 ).
ابتدا طرح توسعه تفصیلی، DetailedDevPlan ، با اسکریپتی که قبلاً در پروژه Får Jag Lov ایجاد شده بود، به FME وارد شد ؟ توسط Boverket (هیئت ملی مسکن، ساختمان و برنامه ریزی) هماهنگ شده است (به [ 55 ] مراجعه کنید؛ اسکریپت FME موجود در GitHub: github.com/TestbedLU). مجموعه داده LotsenLOD1GML با استفاده از یک XML-خوان عمومی به FME وارد شد ( شکل 12 a). هندسه با ترانسفورماتور GeometryExtractor استخراج شد و منطقه ای که بنا بر اساس درخواست پروانه ساختمانی در آن قرار خواهد گرفت مشخص شد ( شکل 12).ب). مقررات موجود در منطقه از طرح توسعه تفصیلی به دست آمده است ( شکل 13 ). در این مطالعه موردی، یک آییننامه مربوط به عملکرد ساختمان و دو آییننامه مربوط به ویژگیهای ساختمان بود (تعداد طبقات و سطح تراکم – که به صورت تقسیم مساحت ساختمان با مساحت یک منطقه خاص تعریف میشود). این مقررات به دو فهرست دسته بندی شدند: یکی برای مقررات مربوط به عملکرد (بالا) و دیگری برای مقررات مربوط به املاک ساختمان (پایین) در شکل 13 .
تست مقررات در یک اسکریپت پایتون تعبیه شده در FME انجام شد که گزارشی را در اکسل نیز تولید می کند. در سوئد حدود 270 مقرراتی که می توانند در یک طرح توسعه تفصیلی گنجانده شوند به عنوان کدها در فهرست معیارها ذکر شده اند. حدود 85 درصد از این موارد را می توان به طور خودکار بررسی کرد [ 55 ]. به عنوان مثال، کد DP_KM_S_For (مقررات فوقانی در شکل 14 ) بیان می کند که عملکرد یک ساختمان باید مهد کودک باشد ( سوئدی: Förskola ). اسکریپت پایتون روی فهرست مقررات حلقه می زند و تمام مقررات موجود را در برابر ویژگی کد در ساختمان LotsenLOD1GML بررسی می کند.
مورد آزمایشی نشان میدهد که میتوان از یک روش خودکار برای بررسی اینکه آیا یک ساختمان در قالب CityGML Sve-Test با مقررات در یک طرح توسعه تفصیلی مطابقت دارد، استفاده کرد. مورد آزمایشی فقط شامل سه قانون بود، اما همچنان مزایای بالقوه CityGML در حال گسترش با ADE را نشان میدهد. ویژگی byggnadArea (مساحت ساختمان) که برای محاسبه سطح تراکم استفاده شد، بخشی از ADE ایجاد شده است. سایر ویژگیهای CityGML مانند تابع ، برای بررسی عملکرد ساختمان، و طبقههایAboveGround برای بررسی حداکثر تعداد طبقههای ساختمان نیز استفاده شد.
ویژگی coClass که بخشی از ADE ایجاد شده است شامل یک مقدار طبقه بندی CoClass است و این می تواند بررسی خودکار مجوزهای ساختمانی را تسهیل کند. هنگام بررسی عملکرد یک ساختمان می تواند پشتیبانی باشد. و از آنجایی که این کد در هر دو مدل IFC و دادههای جغرافیایی وجود دارد، میتواند ارتباط بین مدلها را در فرآیند مجوز ساختمان تسهیل کند.
ساختمان در این آزمایش دارای سقف مسطح است اما انواع سقف های دیگر مانند سقف شیروانی و مقررات مربوط به زاویه سقف در طرح های توسعه تفصیلی رایج است. حتی اگر زاویه سقف را می توان از یک مدل ساختمانی LOD2 (و LOD بالاتر) محاسبه کرد، بررسی زاویه سقف بر اساس ویژگی به جای محاسبات بر اساس هندسه یک مزیت است. این امر با استفاده از CityGML Sve-Test امکان پذیر خواهد بود زیرا شامل ویژگی زاویه سقف است .
7.6. وارد کردن CityGML Sve-Test به ابزارهای نرم افزاری
مورد آزمایشی دیگر، وارد کردن دادههای آزمایشی در قالب CityGML Sve-Test به دو ابزار نرمافزار تجاری برای تجسم هندسه و همچنین ویژگیها بود. این دو نرم افزار S-Visualizer از Complete3D و Revit از Autodesk بودند.
ابزار تجسم سه بعدی S-Visualizer می تواند به عنوان مثال، شطرنجی، بردار، سطوح سه بعدی (مش)، ابرهای نقطه ای، و پشتیبانی از تجزیه و تحلیل، مانند مدل سازی تابش خورشیدی و سطح آب، وارد کند. در این مطالعه، یک تابع واردات برای قالب CityGML3 Sve-Test توسعه داده شد. شکل 14 نشان می دهد که هم هندسه و هم داده های ویژگی از مجموعه داده های LotsenLOD1GML و ExistingBuGML را می توان با S-Visualizer نمایش داد.
آزمایش در Revit توسط Symetri، یک فروشنده Autodesk Revit انجام شد که همچنین اقتباسهای سوئدی را برای Revit توسعه داده است. به عنوان بخشی از این مطالعه، Symetri روش هایی را برای وارد کردن CityGML3 Sve-Test به Revit توسعه داد. مجموعه داده ExistingBuGML با موفقیت وارد شد و نتیجه در شکل 15 نشان داده شده است . برخی از تجربیات کار این است که مختصات باید به یک سیستم مختصات محلی پس از واردات تبدیل شوند. بهترین انطباق هندسی با Direct Shapes (قالبی که اجازه ویرایش بیشتر را نمی دهد) به دست می آید. اضافه کردن ویژگی های مورد نیازمستقیم است، و مقادیر آن ویژگی ها را می توان تغییر داد. Revit پشتیبانی داخلی برای مدیریت لیست کد ندارد، این به یک پسوند نیاز دارد. در نهایت اینکه چگونه سلسله مراتب شی از CityGML باید در Revit بازسازی شود نیاز به بررسی بیشتر دارد.
7.7. کاداستر سه بعدی
مطالعه ای توسط [ 52 ] راه حل های فنی و قانونی را برای شرکت های AEC، واحدهای نقشه برداری کاداستر و واحدهای نقشه برداری شهر برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات برای مدیریت اطلاعات کاداستر سه بعدی ایجاد کرد. روش آنها بر اساس استانداردهای باز LADM، IFC و CityGML 3.0 بود. اطلاعات ویژگی کاداستر در LADM ذخیره می شد، در حالی که وسعت فیزیکی واحدهای کاداستر (و همچنین حق ارتفاق) در IFC ذخیره می شد. داده های IFC (هم مرزهای ساختمان و هم مرزهای کاداستر) به CtiyGML3 تبدیل شدند و به یک مدل شهر موجود ادغام شدند ( شکل 16).). این رویکرد تجسم اطلاعات کاداستر را در مقیاس شهر (مرتبط با یک نقشه شاخص کاداستر سه بعدی)، و همچنین تجزیه و تحلیل کلان اطلاعات کاداستر، با پیوند دادن داده های CityGML 3.0 به LADM را امکان پذیر کرد. در این مطالعه نشان داده شد که با استفاده از AbstractSpace در CityGML 3.0 میتوان این پیوند را بدون گسترش CityGML با یک ADE انجام داد (به کار [ 24 ] مراجعه کنید، که یک ADE برای CityGML 2.0 برای هدفی مشابه ایجاد کرد).
مطالعه [ 52 ] بر اساس CityGML 3.0 (بدون هیچ ADE) و نه CityGML Sve-Test بود. با این وجود، این مطالعه توانایی CityGML 3.0 را برای پیوند دادن اطلاعات فیزیکی و حقوقی نشان میدهد، و اینکه CityGML 3.0 میتواند به عنوان پایهای برای نقشه شاخص کاداستر سه بعدی استفاده شود. از آنجایی که CityGML Sve-Test یک ابر مجموعه از CityGML 3.0 است، این قابلیت در این مدل نیز تضمین شده است.
8. بحث
8.1. انتخاب استاندارد
از دیدگاه ما، یک استاندارد ملی ساختمان باید بر اساس CityGML باشد، زیرا این یک استاندارد باز و جامع است که به خوبی تثبیت شده است [ 6 ، 15 ]. با این حال، انتخاب نسخه رسمی فعلی 2.0 یا نسخه پیشنهادی جدید 3.0 یک سوال باز است. نسخه 2.0 بالغ تر است و توسط تعدادی نرم افزار پشتیبانی می شود در حالی که نسخه 3.0 شامل بسیاری از ویژگی های جدید و امیدوارکننده است. این در مثالی نشان داده شده است که در آن مفهوم فضای منطقی برای برنامه های کاداستر سه بعدی استفاده شده است. ویژگی جدید BuildingConstructiveElement نیز جالب است زیرا امکان نگاشت مستقیم عناصر سازنده از IFC را فراهم می کند (به عنوان مثال، IfcRoof ، IfcSlab و IfcWall). این به همراه استفاده از طبقه بندی CoClass می تواند تحول از مدل های IFC را افزایش دهد. CoClass ممکن است از منظر بینالمللی نیز جالب باشد زیرا تا این تاریخ، پنج کشور نامهای امضا کردهاند تا احتمالات توسعه یک سیستم طبقهبندی محیطی مشترک با CoClass را در کشورهایشان بررسی کنند.
با این حال، معایبی نیز برای استفاده از CityGML 3.0 و ویژگی های جدید همراه با آن وجود دارد. در حال حاضر، CityGML 2.0 اغلب به عنوان یک استاندارد پیچیده و بیش از حد گسترده در نظر گرفته می شود و بنابراین به طور کامل توسط بسیاری از فروشندگان نرم افزار GIS پیاده سازی نشده است. نسخه توسعه یافته جدید 3.0 احتمالاً پیچیدگی در پیاده سازی و اعتبارسنجی فایل های CityGML را افزایش می دهد. صرف نظر از نسخه CityGML، سوال بعدی این است که آیا مدل باید با اطلاعات اضافی با استفاده از ADE گسترش یابد یا خیر. با توجه به [ 26 ] یک مزیت با ADE ها این است که اضافه کردن اطلاعات خاص برنامه را ممکن می کند در حالی که معایب آن این است که به مدل پیچیدگی می بخشد و نرم افزار کمی وجود دارد که بتواند ADE ها را به طور کامل تفسیر کند.
گزینه دیگری برای استاندارد ملی مدل شهر سه بعدی CityJSON است، یک پیاده سازی JSON از زیرمجموعه ای از مدل داده CityGML 2.0. با توجه به [ 62 ]، معایب CityGML رمزگذاری پیچیده و پرمخاطب GML است که هم تجزیه فایل ها و هم اجرای آن را برای توسعه دهندگان دشوار می کند. در CityJSON، تمام سلسله مراتب ها حذف می شوند و هندسه ها ساده می شوند. JSON مورد علاقه بسیاری از توسعه دهندگان است زیرا ساختار داده آن در بسیاری از زبان های برنامه نویسی استفاده می شود. JSON همچنین یکی از فرمت های ترجیحی برای تبادل داده در وب است. CityJSON نسبتا جدید است و استاندارد رسمی OGC نیست، اما می توان آن را به عنوان یک فرمت تبادل برای CityGML دید.
8.2. ساختار اطلاعات
سوئد قصد دارد یک رویکرد دو لایه در توسعه استانداردهای geodata سه بعدی اتخاذ کند. لایه اول شامل یک مدل مفهومی است که شامل “تمام” اطلاعات مورد نیاز برای محیط ساخته شده است، اما هیچ اشاره ای به استانداردها یا فرمت های بین المللی ندارد. لایه دوم مبادله داده را با تمایز بین تبادل داده های دو طرفه بین دو طرف از پیش تعریف شده نشان می دهد که در آن به روز رسانی مجاز است. و ارائه داده به بازیگران مختلف. CityGML Sve-Test به عنوان بخشی از این لایه پیشنهاد شده است و باید امکان افزودن قالبهای داده اضافی هم برای ارائه داده و هم برای تبادل داده وجود داشته باشد. نمونههایی از این فرمتها JSON و احتمالاً دادههای مرتبط در آینده هستند. علاوه بر این، برنامه فعلی شامل هیچ لایه خاصی برای محدود کردن محتوای داده نیست.
رویکرد دو لایه سوئدی را میتوان با کار استانداردسازی مداوم دادههای جغرافیایی سه بعدی در هلند مقایسه کرد. نویسندگان [ 63 ] می خواهند این استانداردسازی را با پیشنهاد یک رویکرد سه لایه ساده کنند. در اینجا، لایه اول یک مدل مفهومی است که تا حد زیادی با استانداردها، به عنوان مثال، CityGML و استانداردهای ملی مطابقت دارد. لایه دوم شامل محدودیت های مدل سازی در مدل مفهومی برای محدود کردن آن برای یک هدف خاص، به عنوان مثال، محدود کردن انواع هندسه یا محدود کردن استفاده از اشیاء خاص است. در نهایت، لایه سوم فرمتهای رمزگذاری را برای تبادل داده تعریف میکند، به عنوان مثال، XML/GML، CityJSON، یا JSON-LD (برای اجازه دادن به ویژگیهای داده مرتبط در JSON). نویسندگان [ 63] پیش بینی می شود که چنین چارچوب استانداردسازی سه بعدی انعطاف پذیرتر است و در نتیجه اجرای مدل های سه بعدی شهر را ساده می کند.
هیچ یک از مثالهای ذکر شده در بالا یک لایه ارائه، یعنی لایهای شامل جزئیات راهحل نقشهکشی ارائه نمیکنند. این لایه در بسیاری از کاربردهای عملی مهم است و می تواند به عنوان لایه چهارم عمل کند.
8.3. اهداف مدل های سه بعدی شهر
بسیاری از انتخابهایی که در بالا توضیح داده شد به این خلاصه میشوند که اطلاعات ساختمان برای چه چیزی باید استفاده شود. در [ 3 ] نویسندگان عملکرد و قابلیت استفاده 19 مدل شهر سه بعدی فنلاندی را تجزیه و تحلیل کردند و به این نتیجه رسیدند که بسیاری از مدلها انتظارات را برآورده نمیکنند، بهویژه این انتظار را ندارند که یک پلتفرم دیجیتال چند منظوره باشند که بتواند نیازهای مختلف و متفاوت را برای شهر برآورده کند. مقامات، شهروندان و سازمان ها. برای غلبه بر این، جولین و همکاران. مفهومی را برای هماهنگ کردن مدلسازی سهبعدی شهر پیشنهاد میکند که شامل و ترکیب سه تکنیک مختلف برای مدلسازی سهبعدی شهر است: 3D GIS، BIM، و گرافیک کامپیوتری. نویسندگان [ 14]، از سوی دیگر، پیشنهاد می کند که یک مدل شهر سه بعدی نباید بیش از آنچه برای هدف مورد نظر خود مورد نیاز است را شامل شود و بسته به اینکه برنامه برای چه کاربردی باید استفاده شود، پنج سطح یکپارچه سازی BIM-GIS از مدل ها را پیشنهاد می کند.
در سوئد در حال حاضر تمرکز زیادی بر دیجیتالی کردن فرآیند برنامهریزی و ساخت و ساز، در میان سایر موارد برای خودکارسازی فرآیند مجوز ساختمان وجود دارد. در اینجا، موضوع ساختمان نقش مهمی ایفا می کند و مشخصات ساختمان سوئدی باید مورد بازنگری قرار گیرد تا الزامات جدید را شامل شود. تمرکز اصلی CityGML Sve-Test برنامههای کاربردی برای فرآیند برنامهریزی و ساختمان است، اما همچنین باید بتوان مدل را با اطلاعاتی برای کاربردهای اضافی، به عنوان مثال، تحلیل نویز و انرژی یا ناوبری گسترش داد. این کار را می توان با گسترش یک موضوع موجود با اطلاعات اضافی یا با گسترش مدل با موضوعات اضافی (مثلاً مبلمان شهری، تونل ها و پل ها) انجام داد. در صورت استفاده از استاندارد جامعی مانند CityGML، چنین برنامههای افزودنی تسهیل و هماهنگتر خواهند شد.
هم داشتن یک مدل شهر سه بعدی بسیار جامع و هم مدل مینیمالیستی تر دارای مزایا و معایبی است. در یک مدل جامع، “همه چیز” مورد نیاز را می توان گنجاند، به عنوان مثال، CityGML شامل ماژول هایی برای ساختمان ها، تونل ها، پل ها، مبلمان شهری و پوشش گیاهی است. بنابراین اضافه کردن برنامه های جدید نسبتاً ساده است. معایب چنین مدلی این است که پیاده سازی و استفاده از آن دشوار است. پیاده سازی و استفاده از یک مدل حداقلی آسان تر است. معایب در اینجا این است که پیشبینی همه کاربردهای ممکن و قرار گرفتن در برنامههای جدید بدون تغییر مدل دشوار است.
8.4. نسخه سازی مدل های سه بعدی شهر
چشم انداز چرخه حیات یکی دیگر از جنبه های مهم ساختمان ها و مدل های سه بعدی شهر است که در برنامه ریزی شهری استفاده می شود. برای مثال، اشیاء در یک شهر (مانند ساختمانها، تونلها و پلها) برنامهریزی، ساخته، نوسازی و تخریب میشوند. در فرآیند برنامه ریزی می تواند مطلوب باشد که هنگام برنامه ریزی ساخت و ساز جدید، نسخه های جایگزین مختلف ساختمان ها را تجسم کنیم. هنگامی که داده های BIM به عنوان منبع برای مدل سه بعدی شهر استفاده می شود، باید بدانیم که این مدل ها چه زمانی هماهنگ شده اند. به این معنا که جنبههای چرخه حیات مختلفی وجود دارد و باید هنگام اجرای یک مدل شهر سه بعدی در نظر گرفته شوند. برخی از نمونههای موجود در ادبیات که در آن توضیح داده شده است در CityGML 3.0 هستند که در آن یک ماژول نسخهسازی جدید اضافه شده است [ 64 ]]، و یک رویکرد جدید برای نسخهسازی مدلهای شهر سه بعدی در CityJSON توسط [ 65 ] پیشنهاد شده است. استفاده از استاندارد پشتیبانی چرخه عمر محصول [ 66 ] رویکرد دیگری است که توسط [ 67 ] توضیح داده شده است. مدیریت چرخه عمر در این مطالعه گنجانده نشده است، اما نیاز به آزمایش و ارزیابی در مطالعات آینده دارد.
9. نتیجه گیری
در این مطالعه ما یک پیشنهاد برای یک استاندارد ساختمانی سوئدی، CityGML Sve-Test ایجاد کردیم. این به عنوان ADE CityGML توسعه داده شد و ما تصمیم گرفتیم از نسخه پیشنهادی جدید 3.0 CityGML استفاده کنیم زیرا این نسخه شامل بسیاری از ویژگی های جدید است که از دیدگاه سوئدی مورد توجه است. برای مثال، مفهوم فضای جدید بین فضاهای فیزیکی و منطقی تمایز قائل می شود، جایی که فضاهای منطقی می توانند فضاهای قانونی کاداستر سه بعدی را نشان دهند. و امکانات افزایش یافته برای تبدیل آسانتر داده ها و پیوند به استانداردهای دیگر مانند IFC و LADM. CityGML Sve-Test همچنین شامل سیستم طبقه بندی سوئدی CoClass است [ 38] هم برای بهبود تعریف اصطلاحات و هم برای تسهیل قابلیت همکاری با سایر فرآیندهای شهری. برای غلبه بر مشکلات استفاده از یک استاندارد جامع، توسعه و استفاده از دستورالعملهای دقیقی که چگونگی افزودن و بهروزرسانی اشیاء در مدل شهر و همچنین مواردی را که باید از مدل در هنگام ارائه اطلاعات به بازیگران مختلف شامل شود، توضیح میدهد، مهم است.
موارد آزمایشی انجام شده در این مطالعه نشان می دهد که امکان تبدیل یک مدل IFC به مجموعه داده های CityGML Sve-Test وجود دارد و استفاده از CoClass می تواند این تبدیل را تسهیل کند. نشان داده شد که یک مجموعه داده CityGML Sve-Test را می توان برای بررسی خودکار اینکه آیا یک ساختمان با مقررات در یک طرح توسعه دقیق مطابقت دارد استفاده کرد. همچنین امکان وارد کردن و تجسم مجموعه داده های CityGML Sve-Test در نرم افزارهای تجاری S-Visualizer و Revit وجود داشت. در نهایت، نویسندگان [ 52 ] نشان دادند که CityGML 3.0 قابلیت پیوند دادن به اطلاعات قانونی در استاندارد LADM را دارد، که اطلاعات کاداستر را می توان با استفاده از CityGML 3.0 تجسم کرد، و می توان از آن به عنوان پایه ای برای نقشه شاخص کاداستر سه بعدی استفاده کرد. .
گزینه های مختلفی برای مدل های سه بعدی شهر وجود دارد که همگی مزایا و معایبی دارند. ما فرض می کنیم که نیاز به هماهنگی ملی مدل های سه بعدی شهر با تعداد مدل های پیچیده در یک کشور افزایش می یابد. ما بر این باوریم که برای اجرای موفق ملی استانداردهای ساختمان و مدل شهر سه بعدی، مهم است که مشخص کنیم مدل ها باید از چه چیزی پشتیبانی کنند، یعنی برای چه چیزی باید استفاده شوند و چقدر باید پیچیده باشند. سپس اجرا باید در سطح معقولی قرار گیرد. ما همچنین پیشنهاد میکنیم که مدلهای ساختمان و شهر سهبعدی، یا حداقل مدلهای داده آنها، باید با یک استاندارد بینالمللی، به عنوان مثال، CityGML مطابقت داشته باشند. فرمت تبادل (XML/GML، JSON و غیره ) ممکن است در آینده تغییر کند، اما استفاده از یک مدل داده استاندارد و تثبیت شده تضمین می کند که مدل ها هر دو ساختار هماهنگ و مفاهیم هماهنگ دارند. اگر یک سیستم طبقه بندی وجود داشته باشد، باید در استاندارد گنجانده شود تا تعریف اصطلاحات را بهبود بخشد و قابلیت همکاری با داده های BIM را تسهیل کند. این استاندارد همچنین باید با دستورالعملهای اندازهگیری تکمیل شود تا از ایجاد منطبقتر اشیاء موجود در استاندارد اطمینان حاصل شود.
منابع
- مورتون، پی جی؛ هورنای، ام. دالتون، آرسی مدلهای شهر مجازی تامپسون، EM: اجتناب از منسوخ شدن. در فیزیک دیجیتال – مجموعه مقالات سی امین کنفرانس eCAADe، پراگ، جمهوری چک، 12-14 سپتامبر 2012 . Achten, H., Pavlicek, J., Hulin, J., Matejovska, D., Eds. آموزش و تحقیق در طراحی معماری به کمک کامپیوتر در اروپا-eCAADe: بروکسل، بلژیک، 2012; صص 213-224. [ Google Scholar ]
- بیلجکی، اف. استوتر، جی. لدوکس، اچ. زلاتانوا، اس. Çöltekin، A. کاربردهای مدل های سه بعدی شهر: بررسی وضعیت هنر. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2015 ، 4 ، 2842-2889. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- جولین، آ. جعلمه، ک. ویرتانن، جی.-پی. پوکه، م. یلیپولی، ج. واجا، م. هایپا، جی. Hyyppä, H. مشخص کردن پروژههای مدلسازی سه بعدی شهر: به سوی یک سیستم هماهنگ هماهنگ. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 55. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- استوتر، جی. لدوکس، اچ. رویورز، ام. لبه، LVD; کلوستر، آر. یانسن، پی. بیتز، جی. پنینگا، اف. Vosselman, G. ایجاد و اجرای یک استاندارد ملی سه بعدی در هلند Entwicklung und Implementierung eines nationalen 3D Standards in den Niederlanden. فتوگرام -فرنرکوند. -Geoinf. 2013 ، 2013 ، 381-392. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- گروبر، U. ریکن، جی. سیفرت، ام. آلمان در راه کاداستر سه بعدی. در مجموعه مقالات کنگره FIG، کوالالامپور، مالزی، 16 تا 21 ژوئن 2014. [ Google Scholar ]
- لیو، ایکس. وانگ، ایکس. رایت، جی. چنگ، JCP; لی، ایکس. لیو، آر. بررسی پیشرفتهای در مورد ادغام مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). Isprs Int. J. Geo-Inf. 2017 ، 6 ، 53. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- زلاتانوا، اس. Isikdag، U. تحلیل SWOT در اجرای مدلهای اطلاعات ساختمان در محیط جغرافیایی. در مدیریت داده های شهری و منطقه ای ; Informa UK Limited: لندن، انگلستان، 2009; صص 15-30. [ Google Scholar ]
- د لات، آر. ون برلو، L. ادغام BIM و GIS: توسعه پسوند CityGML GeoBIM. در پیشرفت در علوم ژئو اطلاعات سه بعدی ؛ یادداشت های سخنرانی در اطلاعات جغرافیایی و نقشه برداری. Kolbe, TH, König, G., Nagel, C., Eds.; Springer-Verlag: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2011; ص 211-225. [ Google Scholar ]
- المکاوی، م. اوستمن، ا. حجازی، اول. یک مدل ساختمان واحد برای GIS شهری سه بعدی. ISPRS Int. J. Geo-Inf 2012 ، 1 ، 120-145. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- اکهلم، ا. Häggström، L. طبقه بندی ساختمان برای BIM – بازنگری در چارچوب. در مجموعه مقالات بیست و هشتمین کنفرانس W78، سوفیا آنتیپولیس، فرانسه، 25 تا 28 اکتبر 2011. [ Google Scholar ]
- لااکسو، ام. Kiviniemi، A. استاندارد IFC – مروری بر تاریخ، توسعه، و استانداردسازی. J. Inf. تکنولوژی ساخت و ساز Itcon 2012 ، 17 ، 134-161. [ Google Scholar ]
- سان، ج. اولسون، پی. اریکسون، اچ. Harrie, L. ارزیابی جنبه های هندسی ادغام مدل های BIM در مدل های شهر. جی. اسپات. علمی 2019 ، 1–21. در دسترس آنلاین: https://doi.org/10.1080/14498596.2019.1636722 (در 29 ژانویه 2020 قابل دسترسی است). [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- گروه کاری کیفیت SIG3D، 2017. راهنمای مدلسازی برای اشیاء سه بعدی قسمت 2: مدلسازی ساختمانها (LoD1، LoD2 و LoD3)، نسخه 2.0.1 EN. در دسترس آنلاین: https://files.sig3d.org/file/ag-qualitaet/201711_SIG3D_Modeling_Guide_for_3D_Objects_Part_2.pdf، (در 18 اکتبر 2019 دسترسی پیدا کرد).
- Kang, T. توسعه یک استاندارد نقشه برداری مفهومی برای پیوند ساختمان و اطلاعات مکانی. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 162. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- گروگر، جی. کلبه، تی. ناگل، سی. Häfele, KH (Eds.) OGC 12-019 OpenGIS City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard, 2012. در دسترس آنلاین: https://www.opengeospatial.org/standards/citygml (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- بیلجکی، اف. لدوکس، اچ. Stoter, J. تعریف مجدد سطح جزئیات برای مدل های سه بعدی. GIM Int. 2014 ، 28 ، 21-23. [ Google Scholar ]
- Löwner، M.-O.; گروگر، جی. بنر، جی. بیلجکی، اف. Nagel, C. پیشنهاد برای LOD جدید و مفهوم چند نمایندگی برای CityGML. ISPRS Ann. فتوگرام Remote Sens. Spatial Inf. Sci 2016 ، IV(2/W1) ، 3-12. [ Google Scholar ]
- ISO 16739:2013: کلاس های بنیاد صنعت (IFC) برای به اشتراک گذاری داده ها در صنایع ساخت و ساز و مدیریت تاسیسات، 2013
- ISO 19152:2012: اطلاعات جغرافیایی – مدل دامنه مدیریت زمین (LADM)، 2012
- لی، جی. لی، کی جی. زلاتانوا، اس. کلبه، تی. ناگل، سی. Becker, T. (Eds.) OGC IndoorGML، نسخه 1.0.2. سند OGC 14-005r4. کنسرسیوم فضایی باز، 2016. در دسترس آنلاین: https://www.opengeospatial.org/standards/indoorgml (در 29 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
- کوتزنر، تی. Kolbe، T. CityGML 3.0: Sneak Preview. در مجموعه مقالات PFGK18-Photogrammetrie-Fernerkundung-Geoinformatik-Kartographie، 37. Jahrestagung در مونیخ، مونیخ، آلمان، 6–9 آوریل 2018; صص 835-839. [ Google Scholar ]
- OGC. مدل مفهومی CityGML 3.0، 2019. در دسترس آنلاین: https://github.com/opengeospatial/CityGML-3.0CM (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- تگتمایر، دبلیو. زلاتانوا، اس. ون اوستروم، پی. Hack, H. 3D-GEM: توسعه ژئوتکنیکی به سمت یک مدل اطلاعات سه بعدی یکپارچه برای توسعه زیرساخت. محاسبه کنید. Geosci. 2014 ، 64 ، 126-135. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- لی، ال. وو، جی. زو، اچ. دوان، ایکس. Luo, F. مدلسازی سه بعدی ساختار مالکیت واحدهای کاندومینیوم. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2016 ، 59 ، 50-63. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- اوهوری، کالیفرنیا؛ بیلجکی، اف. کومار، ک. لدوکس، اچ. Stoter، J. مدلسازی شهرها و مناظر به صورت سه بعدی با CityGML. در مدل سازی اطلاعات ساختمان ; Springer Science and Business Media LLC: برلین، آلمان، 2018؛ صص 199-215. [ Google Scholar ]
- بیلجکی، اف. کومار، ک. Nagel, C. CityGML Application Domain Extension (ADE): مروری بر تحولات. Geospat را باز کنید. Datasoftw. ایستادن. 2018 ، 3 ، 13. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- CityJSON. مشخصات، 2019. در دسترس آنلاین: https://cityjson.org/specs/ (دسترسی در 18 اکتبر 2019).
- لدوکس، اچ. اوهوری، کالیفرنیا؛ کومار، ک. دوکای، بی. لابتسکی، ا. Vitalis، S. CityJSON: یک رمزگذاری فشرده و آسان برای استفاده از مدل داده CityGML. Geospat را باز کنید. Datasoftw. ایستادن. 2019 ، 4 ، 4. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- الهام بخشیدن. مشخصات داده ها در مورد ساختمان ها – دستورالعمل های فنی، نسخه 3.0، مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا. 2013. در دسترس آنلاین: https://inspire.ec.europa.eu/id/document/tg/bu (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- دستورالعمل 2007/2/EC پارلمان اروپا و شورای ایجاد زیرساخت برای اطلاعات فضایی در جامعه اروپا (INSPIRE)، 2007. در دسترس آنلاین: https://inspire.ec.europa.eu/documents/directive-20072ec -European-European-and-Council-14-Mars-2007- تاسیس (دسترسی در 18 اکتبر 2019).
- ISO 6707-1:2014: ساختمان ها و کارهای مهندسی عمران — واژگان — قسمت 1: اصطلاحات عمومی، 2014.
- DGIWG. راهنمای پیادهسازی دیکشنری دادههای ویژگی DGIWG (DFDD). 2010. در دسترس آنلاین: https://www.dgiwg.org/dgiwg/htm/documents/standard_operating_procedures.htm (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- ISO 29481-1:2010(E): Building Information Modeling – Information delivery manual – Part 1: Methodology and Format, 2010. موجود آنلاین: https://www.iso.org/standard/45501.html (در 29 ژانویه در دسترس است 2020).
- لمن، سی. ون اوستروم، پی. Bennett, R. مدل دامنه مدیریت زمین. سیاست کاربری زمین 2015 ، 49 ، 535-545. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- OGC. استاندارد مدل مفهومی OGC Land and Infrastructure, Open Geospatial Consortium, Document OGC 15-111r1, 2016. در دسترس آنلاین: https://www.opengeospatial.org/standards/infragml (در 29 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
- ساختمان SGP، 2018. Geodataspecifikation Byggnad، نسخه 3.0. در دسترس آنلاین: https://www.lantmateriet.se/globalassets/om-lantmateriet/var-samverkan-med-andra/svensk-geoprocess/specifikationer/sgp_geodataspecifikation_byggnad_v3.0.pdf، (دسترسی در 18 اکتبر 2019).
- اریکسون، اچ. هری، ال. Paasch, JM چه نیازی به قطعات ساختمانی است؟ – مقایسه CityGML، INSPIRE Building و استاندارد ساختمان سوئدی. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2018 ، جلد XLII-4/W10 ، 27–32. [ Google Scholar ]
- CoClass، 2016. سیستم طبقه بندی ساخت و ساز دیجیتال سوئدی برای محیط ساخته شده. در دسترس آنلاین: https://byggtjanst.se/tjanster/coclass/ (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- ISO 12006-2:2015. ساخت و ساز ساختمان – سازماندهی اطلاعات در مورد کارهای ساختمانی – قسمت 2: چارچوب برای طبقه بندی، 2015. در دسترس آنلاین: https://www.iso.org/standard/61753.html (در 29 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
- SS-EN 81346-1 سیستمهای صنعتی، تاسیسات و تجهیزات و محصولات صنعتی – اصول ساختاری و تعیینهای مرجع – قسمت 1: قوانین اساسی، 2010. موجود آنلاین: https://www.sis.se/produkter/terminologi-och-dokumentation /dokumentation-av-tekniska-produkter/ssen813461/ (دسترسی در 29 ژانویه 2020).
- بلابوئر، جی. گوس، جی. لدوکس، اچ. پنینگا، اف. رویورز، ام. استوتر، جی. ووسلمن، جی. Commandeur، T. مشخصات فنی برای ساخت 3D IMGeo-CityGML، نسخه 2.1. در دسترس آنلاین: https://www.geonovum.nl/uploads/documents/20170102Guidetotender3DCityGMLIMGeo_v2.1_0.pdf (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- روشلاوب، آر. Batscheider، J. تبدیل یک مدل ساختمان سه بعدی مطابق با کاداستر باواریا به INSPIRE. بین المللی جی. اسپات. زیرساخت داده Res. 2018 ، 13 ، 62-77. [ Google Scholar ]
- آیدار، SA; یومرالی اوغلو، ت. Özbek، ED Modeling Turkey National 2D Geo-Data Model as a CityGML Application Domain Extension در UML. بین المللی جی. محیط زیست. ژئوانفورماتیک 2016 ، 3 ، 1-10. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- Svensk Geoprocess, 2018. Mätningsanvisningar Geometrisk vid utbyte. در دسترس آنلاین: https://www.lantmateriet.se/contentassets/ebf6dbb6f41743f8b21754bc46a2386d/sgp_matningsanvisningar_v3.2.pdf، (دسترسی در 18 اکتبر 2019).
- OGC. آزمایش قابلیت همکاری با کیفیت OGC CityGML، کنسرسیوم فضایی باز، سند OGC 16-064، 2016. در دسترس آنلاین: www.opengeospatial.net/doc/PER/citygml-quality-ie (در 29 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
- استافز، آر. تاوشر، اچ. Biljecki, F. دستیابی به تبدیل کامل و تقریباً بدون ضرر از IFC به CityGML. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 355. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- اولسون، پی. یوهانسون، تی. اریکسون، اچ. لیتن، تی. Bengtsson، LH; اکسلسون، جی. روس، یو. نلند، ک. رایدن، بی. هری، L. جریان داده های دیجیتال ناگسستنی در فرآیند محیط ساخته شده – مطالعه موردی در سوئد. در مجموعه مقالات هفته جغرافیایی ISPRS، Enschede، هلند، 10-14 ژوئن 2019؛ جلد XLII-2/W13. [ Google Scholar ]
- استوتر، جی. لبه، LVD; بیتز، جی. لدوکس، اچ. رویورز، ام. یانسن، پی. پنینگا، اف. ووسلمن، جی. Elberink، SO مدل سازی سه بعدی با پوشش ملی: مورد هلند. ژئو اسپات. Inf. علمی 2013 ، 16 ، 267-276. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- ال-مکاوی، MSA; Paasch, JM; Paulsson, J. ادغام جنبه های قانونی در سیستم های کاداستر سه بعدی. بین المللی J. E-Plan. Res. 2015 ، 4 ، 47-71. [ Google Scholar ]
- لارسون، ک. پااش، جی. Paulsson, J. تبدیل طرح های مرزی کاداستر آنالوگ دوبعدی به اطلاعات دیجیتالی سه بعدی – مشکلات و چالش هایی که توسط یک مورد سوئدی نشان داده شده است. در مجموعه مقالات ششمین کارگاه بین المللی کاداستر سه بعدی FIG، دلفت، هلند، 2 تا 4 اکتبر 2018. [ Google Scholar ]
- گودژ، ک. پاچلسکی، دبلیو. ون اوستروم، پی. Coors, V. امکانات استفاده از CityGML برای نمایش سه بعدی ساختمانها در کاداستر. در مجموعه مقالات چهارمین کارگاه بین المللی کاداسترهای سه بعدی، دبی، امارات متحده عربی، 9 تا 11 نوامبر 2014. صص 339-362. [ Google Scholar ]
- سان، م. اولسون، P.-O.; پالسون، جی. هری، ال. سان، ج. Mi, S. استفاده از BIM و GIS برای نمایش و تجسم کاداستر سه بعدی. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 503. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- بنر، جی. گایگر، ا. Häfele، مفهوم KH برای صدور مجوز ساختمان بر اساس اطلاعات جغرافیایی سه بعدی استاندارد. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2010 ، جلد XXXVIII-4/W15 ، 9-12. [ Google Scholar ]
- ون برلو، ال. دایکمنز، تی. Stoter, J. آزمایش برای یکپارچه سازی برنامه ریزی فضایی سه بعدی هلندی و BIM برای بررسی پروانه های ساختمانی. ایسپرس ان. فتوگرام از راه دور. حس اسپات. Inf. علمی 2013 ، 2 ، 279-284. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- اولسون، P.-O.; اکسلسون، جی. هوپر، م. هری، ال. اتوماسیون مجوز ساخت با ادغام BIM و داده های مکانی. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 307. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- نواردو، اف. ایلول، سی. هری، ال. زمینی، I.; شریعت، م. اوهوری، کالیفرنیا؛ Stoter, J. فرصتها و چالشهای GeoBIM در اروپا: توسعه یک مورد استفاده از مجوزهای ساختمانی برای افزایش آگاهی و بررسی چالشهای قابلیت همکاری فنی. جی. اسپات. علمی 2019 ، 1–25. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- نوول، آر. باهو، ج.م. کادن، آر. Kaempf، J. سیپریانو، پی. لاستر، ام. Haefele, KH; مونوز، ای. تورنیر، او. Casper, E. توسعه انرژی گسترش دامنه برنامه CityGML برای شبیه سازی انرژی شهری. در مجموعه مقالات چهاردهمین کنفرانس انجمن بین المللی شبیه سازی عملکرد ساختمان، حیدرآباد، هند، 7-9 دسامبر 2015; صص 559-564. [ Google Scholar ]
- کومار، ک. لدوکس، اچ. فرمانده، TJF; Stoter، JE مدلسازی نویز شهری در CityGML ADE: مورد هلند، در ISPRS Ann. ISPRS Ann. فتوگرام Remote Sens. Spatial Inf. علمی 2017 ، جلد IV-4/W5 ، 73-81. [ Google Scholar ]
- کومار، ک. لابتسکی، ا. اوهوری، کالیفرنیا؛ لدوکس، اچ. Stoter، J. هماهنگ کردن استانداردهای OGC برای محیط ساخته شده: یک برنامه افزودنی CityGML برای LandInfra. Isprs Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 26. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- ShapeChange، 2019. موجود به صورت آنلاین: https://shapechange.net/transformations/citygml-transformer/ (در 18 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
- SS 637040:2016، اطلاعات جغرافیایی – طرح توسعه تفصیلی – طرح کاربردی برای مقررات، 2016. در دسترس آنلاین: https://www.sis.se/en/produkter/mathematics-natural-sciences/astronomy-geodesy-geography/ss6370402016/ (در 29 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
- لدوکس، اچ. آرویو اوهوری، ک. کومار، ک. دوکای، بی. لابتسکی، ا. Vitalis، S. CityJSON: یک رمزگذاری فشرده و آسان برای استفاده از مدل داده CityGML، Open Geospatial Data. نرم افزار ایستادن. 2019 ، 4 ، 4. [ Google Scholar ]
- استوتر، جی. لدوکس، اچ. پنینگا، اف. ون دن برینک، ال. رویورز، ام. ورمیج، م. Wiersma، MG به سوی یک رویکرد استانداردسازی سه بعدی عمومی برای هلند که از برنامهها و کدگذاریهای مختلف پشتیبانی میکند، در Int. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2019 ، جلد XLII-4/W15 ، 89–96. [ Google Scholar ]
- چاتورودی، ک. اسمیت، CS; ژسکیر، جی. کوتزنر، تی. Kolbe، TH مدیریت نسخه ها و تاریخچه در مدل های شهری سه بعدی معنایی برای نسل بعدی CityGML. در پیشرفت علم اطلاعات جغرافیایی برای جهانی در حال تغییر . Springer Science and Business Media LLC: برلین، آلمان، 2016. ص 191-206. [ Google Scholar ]
- ویتالیس، اس. لابتسکی، ا. اوهوری، کالیفرنیا؛ لدوکس، اچ. Stoter, J. یک ساختار داده برای ترکیب نسخه سازی در مدل های شهر سه بعدی. ISPRS Ann. فتوگرام از راه دور. حس اسپات. Inf. علمی 2019 ، 4 ، 123-130. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ISO 10303-239:2012. سیستمهای اتوماسیون صنعتی و یکپارچهسازی – نمایش و تبادل دادههای محصول – قسمت 239: پروتکل کاربردی: پشتیبانی چرخه عمر محصول (PLCS)، 2012. موجود به صورت آنلاین: https://www.iso.org/standard/54791.html (دسترسی در 29 ژانویه 2020).
- ترندی، وی. آزمایشگاه همکاری BIM برای بهبود از طریق پورت پشتیبانی زندگی. Procedia Econ. مالی 2015 ، 21 ، 383-390. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]

شکل 1. مفهومی برای هماهنگ کردن مدلسازی سه بعدی شهر از [ 3 ].

شکل 2. نمونه هایی از سطوح جزئیات (LOD) ( a ) در CityGML 2.0 از [ 16 ] و (b ) در CityGML 3.0 از [ 17 ].

شکل 3. نمونه هایی از اجرای CityJSON از یک ساختمان با دو بخش، از [ 28 ].

شکل 4. مراجع خارجی در CityGML از استاندارد CityGML 2.0 [ 15 ].

شکل 5. استخراج از CityGML 3.0. اشیاء زرد به ماژول Building ، اشیاء قرمز به ماژول ساخت و ساز ، اشیاء آبی به ماژول Core و اشیاء سبز نشان دهنده هندسه هستند.

شکل 6. بخش های انتخاب شده از CityGML 3.0 و ایجاد اشیاء Application Domain Extension (ADE) (به رنگ قرمز).

شکل 7. مهد کودک Lotsen، مدل Revit.

شکل 8. ساختمان های موجود و ردپایی از لوتسن در بالای خطوط کانتور سه بعدی.

شکل 9. ( الف ) LOD1، ( ب ) تبدیل LOD2، و ( ج ) مدل اصلی.

شکل 10. ( الف ) Lotsen، یک مدل ساختمان پیچیده و ( ب ) Myran، یک مثال ساده تر با ترجمه صحیح صحیح.

شکل 11. گردش کار برای مورد آزمایشی برای مطالعه بررسی خودکار مقررات در یک طرح توسعه دقیق.

شکل 12. ( الف ) LOD 1 CityGML 3.0 مدل ADE و ( ب ) ساختمان (قهوه ای) واقع در منطقه در طرح توسعه که در آن طبق درخواست مجوز ساختمان قرار می گیرد.

شکل 13. مقررات موجود در منطقه ای که بنا بر اساس درخواست پروانه ساختمانی در آن قرار خواهد گرفت.

شکل 14. تجسم در S-Visualizer: (الف) ساختمان Lotsen، LotsenLOD1GML ، (ب) ساختمان های موجود اطراف، ExistingBuGML ، (ج) ویژگی های مربوطه CityGML Sve-Test ساختمان (a).

شکل 15. مجموعه داده ExistingBuGML در قالب CityGML Sve-Test وارد شده و در Revit نمایش داده می شود.

شکل 16. یک نقشه شاخص کاداستر سه بعدی ساده شده بر اساس ادغام CityGML 3.0 و مدل دامنه مدیریت زمین (LADM). دو واحد کاداستر سه بعدی، یکی به رنگ سبز و دیگری به رنگ زرد نشان داده شده است [ 52 ].
بدون دیدگاه