چکیده

رشد مناطق شهری پرجمعیت باعث شده است که سیستم‌های ثبت سنتی کاداستر در نمایش موقعیت‌های پیچیده و چندسطحی دارایی در نقشه‌های دوبعدی با مشکلات زیادی مواجه شوند. این چالش ها، همراه با توسعه سریع فناوری های سه بعدی، تحقیق و پیشرفت سیستم های کاداستر سه بعدی را مجبور کرده است. هدف این مطالعه بررسی چگونگی استفاده از مدل اطلاعات ساختمان (BIM) به عنوان منبع داده برای سیستم کاداستر سه بعدی مبتنی بر مدل دامنه مدیریت زمین (LADM) و چگونگی بهبود این فرآیند است. قالب کلاس‌های بنیاد صنعت (IFC) و مدل مبتنی بر LADM انتخاب شدند زیرا هر دو استانداردهای باز بین‌المللی هستند که تأثیر قابل‌توجهی در حوزه خودشان دارند. نمونه داده ها برای سیستم کاداستر سه بعدی از مدل BIM استخراج شد. این مقاله یک فرمت فرمت IFC را پیشنهاد می‌کند که امکان تعریف هندسه سه بعدی را بر اساس استاندارد LADM فراهم می‌کند. به منظور نشان دادن این گسترش، مجتمع مسکونی و تجاری West 65، بلگراد، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد. فرمت فرمت IFC ارائه شده در اینجا گامی به سوی هماهنگ سازی داده ها بین BIM در قالب IFC و سیستم های کاداستر سه بعدی است. باید داده های مناسب تری را در طرح IFC فعلی ارائه دهد و جریان داده ها را بین پروژه های BIM و داده های کاداستر سه بعدی امکان پذیر کند. فرمت فرمت IFC ارائه شده در اینجا گامی به سوی هماهنگ سازی داده ها بین BIM در قالب IFC و سیستم های کاداستر سه بعدی است. باید داده های مناسب تری را در طرح IFC فعلی ارائه دهد و جریان داده ها را بین پروژه های BIM و داده های کاداستر سه بعدی امکان پذیر کند. فرمت فرمت IFC ارائه شده در اینجا گامی به سوی هماهنگ سازی داده ها بین BIM در قالب IFC و سیستم های کاداستر سه بعدی است. باید داده های مناسب تری را در طرح IFC فعلی ارائه دهد و جریان داده ها را بین پروژه های BIM و داده های کاداستر سه بعدی امکان پذیر کند.

کلید واژه ها:

BIM ; IFC _ کاداستر سه بعدی ; LADM ; تجسم سه بعدی

1. مقدمه

شهرهای مدرن معمولاً مناطق شهری پرجمعیت هستند که واحدهای دارایی در بالا و زیر سطح زمین قرار دارند. این شامل واحدهای دارایی است که مستقیماً روی هم قرار دارند و بنابراین ساختارهای پیچیده ای ایجاد می کنند. از آنجایی که این واحدها در نقشه‌های کاداستر دوبعدی ثبت و نمایش داده می‌شوند (از جمله قطعات زمین، همچنین با مرزها در فضای دوبعدی نشان داده می‌شوند)، موانع زیادی برای غلبه بر وجود دارد. به عنوان مثال، در مناطقی که به شدت مورد استفاده قرار می گیرند، تمایل به استفاده از فضای بالا و زیر سطح نیز وجود دارد، به عنوان مثال، ساخت و سازها روی هم، زیرساخت های بالا/زیر زمین، افزایش تعداد کابل ها و لوله ها، و آپارتمان های بالای مغازه ها. /دفاتر / سایر آپارتمان ها [ 1]. همه این موارد ثبت و ارائه واحدهای املاک شهری را محدود می کند. به عبارت دیگر، طرح‌های کاداستر دوبعدی می‌توانند مبهم شوند و ساختارهای پیچیده خاصی را نمی‌توان به‌طور واضح نشان داد. نیاز به غلبه بر این مشکلات، در ترکیب با توسعه فن آوری های مدرن (سیستم های اطلاعات جغرافیایی سه بعدی، تجسم سه بعدی، مدل های اطلاعات ساختمان، و غیره)، تحقیقات قابل توجهی را در مورد کاداسترهای سه بعدی آغاز کرده است [ 2 ، 3 ].
تحقیقات قبلی در مورد کاداسترهای سه بعدی نشان داده است که راه حل های فنی و مجموعه داده های مورد نیاز آنها پیچیده تر از سیستم های کاداستر دو بعدی سنتی است [ 4 ]. هم دستیابی و هم ایجاد هندسه سه بعدی برای اهداف کاداستر سه بعدی یک فرآیند پیچیده است. از آنجایی که مجموعه داده های پیچیده، به عنوان مثال، اشیاء سه بعدی، در یک سیستم کاداستر سه بعدی ارائه می شوند، منابع داده های مختلفی برای پشتیبانی از اجرای سیستم های کاداستر سه بعدی و به حداقل رساندن منابع مالی و انسانی لازم مورد نیاز است. منابع داده قابل اعتمادی که داده‌های مکانی را با ویژگی‌های کیفی داخلی بالا [ 5 ] مانند کامل بودن، سازگاری منطقی، دقت موقعیتی و غیره ارائه می‌دهند، برای دستیابی به داده‌های کاداستر با کیفیت بالا و مفید بسیار مهم هستند.
در عین حال، تأثیر فناوری دیجیتال جدید (که سرشار از داده است) از طریق یک مفهوم نسبتاً جدید: مدل اطلاعات ساختمان (BIM) در سراسر صنعت ساخت و ساز [ 6 ] گسترده تر می شود. این به عنوان “بیان فعلی نوآوری دیجیتال” در صنعت ساخت و ساز درک می شود [ 7 ]. BIM یک محفظه اطلاعاتی یکپارچه و منسجم است که هندسه سه بعدی به عنوان عنصر تشکیل دهنده آن است [ 8 ] ] است. این رویکرد از ورود مجدد داده ها (فرایند مستعد خطا) و هرگونه وقفه در جریان اطلاعات، با ارائه محتوای اطلاعاتی منسجم در طول چرخه عمر یک ساختمان، جلوگیری می کند. یک مدل BIM همچنین یک مدل دیجیتال جامع را نشان می دهد که هر جنبه ای از یک ساختمان را در طول چرخه عمر آن در بر می گیرد. 9 ] در بر می‌گیرد، در نتیجه منجر به افزایش بهره‌وری و کیفیت [ 6 ، 10 ] از طریق بهبود ارتباطات و همکاری در یک پروژه ساخت‌وساز می‌شود. علاوه بر این، BIM می تواند منابع داده قابل اعتماد مورد نیاز برای یک سیستم کاداستر سه بعدی را فراهم کند و به اجرای سیستم های کاداستر سه بعدی کمک کند.
ابزارهای نرم افزاری BIM در حال حاضر در بازار برای رشته های مختلف موجود است [ 11 ، 12 ]، و BIM از همکاری میان سهامداران در پروژه های ساخت و ساز [ 9 ] با پشتیبانی قابلیت همکاری پشتیبانی می کند. قالب خنثی آن قابلیت همکاری بین ابزارهای مختلف نرم افزار BIM و همچنین فروشندگان مختلف را فراهم می کند [ 8 ]. با در نظر گرفتن این موضوع، یکی از اهداف اصلی سازمان buildingSMART توسعه و ایجاد یک قالب خنثی برای تبادل و اشتراک گذاری بین ابزارهای نرم افزار BIM معروف به کلاس های بنیاد صنعت (IFC) است. 13 ].]. IFC یک فروشنده خنثی، باز و استاندارد شده توسط سازمان بین المللی استانداردسازی است که تلاش می کند تبادل بین رشته های مختلف و ابزارهای نرم افزار BIM از فروشندگان مختلف را فراهم کند [ 14 ]. بنابراین، IFC منبع غنی داده در مورد یک تسهیلات است.
مطالعات متعددی وجود دارد که مدل‌های BIM را به‌عنوان منبع داده در حوزه کاداستر سه‌بعدی بررسی کرده‌اند، حوزه‌هایی مانند جستجوی اطلاعات کاداستر سه‌بعدی از مدل‌های BIM [ 15 ، 16 ]، بهبود جریان‌های کاری زیربخش ساختمان [ 17 ]، توسعه روشی برای پیوند کاداستر. اطلاعات در مدل دامنه مدیریت زمین (LADM) تا مدل های سه بعدی فضاهای فیزیکی [ 18 ]، و بهبود قابلیت همکاری بین BIM و GIS [ 19 ]. این نشان می دهد که مشارکت BIM در توسعه کاداستر سه بعدی دارای پتانسیل قابل توجهی است و تحقیقات آینده باید روش ها و رویکردهای جدیدی را در مورد نحوه استفاده از داده های BIM در سیستم های کاداستر سه بعدی ارائه دهد.
در این مطالعه، تحقیق ما به این سوال می پردازد که آیا قالب IFC منبع داده مناسبی برای کاداسترهای سه بعدی است یا خیر. به طور دقیق‌تر، هدف بررسی رویکرد دیگری است – اینکه چگونه یک مدل BIM در قالب IFC می‌تواند مستقیماً به عنوان منبع داده برای یک سیستم کاداستر سه بعدی مبتنی بر LADM استفاده شود. به عنوان نتیجه تحقیق، ما گسترشی از تفکیک پروژه BIM فضایی سلسله مراتبی را برای شامل هندسه کاداستر سه بعدی، یعنی فضاهای قانونی پیشنهاد می کنیم. این بدان معنی است که پسوند IFC باید دارای فضاهای قانونی باشد، همانطور که در استاندارد LADM تعریف شده است. ایده بهبود گردش کار و تبادل داده از BIM به سیستم های کاداستر سه بعدی است. قالب IFC و مدل مبتنی بر LADM انتخاب شده اند زیرا هر دو استانداردهای باز و بین المللی هستند که تأثیر زیادی بر هر دو حوزه دارند. IFC یک فرمت خنثی است و LADM به طور گسترده به عنوان پایه ای برای مدل های کاداستر سه بعدی پیشنهادی جدید استفاده می شود. از این رو، اگر یک ارتباط عملکردی بین استانداردهای IFC و LADM وجود داشته باشد، به احتمال زیاد چنین ارتباطی بین مدل‌های BIM و سیستم‌های کاداستر سه بعدی در عمل وجود خواهد داشت. مهم است که تاکید شود که داده‌های BIM ساخته‌شده تنها از نقطه نظر کاداستر مرتبط هستند، زیرا مجموعه داده‌های کاداستر حاوی اطلاعاتی در مورد واحدهای دارایی ساخته شده است، و به این ترتیب داده‌های BIM در این تحقیق در نظر گرفته می‌شوند.
این مقاله به شرح زیر است: بخش 2 شرحی از کاداستر سه بعدی را ارائه می دهد و هندسه را در استاندارد LADM تعریف می کند که به عنوان پایه ای برای سیستم های کاداستر سه بعدی پیشنهادی استفاده می شود. همچنین مدل BIM را ارائه می دهد و IFC را معرفی می کند. بخش 3 شامل تجزیه و تحلیل محتوای موجود IFC به منظور کاداسترهای سه بعدی است. همچنین حاوی پیشنهادی برای یک پسوند طرح IFC برای استفاده مناسب تر از قالب IFC (مدل ساخته شده) در فرآیند ثبت نام است. در نهایت، بخش 4 شامل مطالعه موردی است و بینشی در مورد نحوه استفاده از BIM برای اهداف کاداستر سه بعدی ارائه می دهد. علاوه بر این، پیشنهادهایی برای تحقیقات بیشتر ارائه می دهد. بخش 5 مقاله را به پایان می رساند.

2. وضعیت هنر

2.1. هندسه کاداستر سه بعدی

کاداستر سه بعدی به منظور غلبه بر مشکلات سیستم های کاداستر سنتی با توجه به ثبت و تجسم موقعیت های پیچیده سه بعدی معرفی شد [ 1 ، 2 ، 20 ]. راه های مختلفی برای معرفی هندسه سه بعدی به یک سیستم کاداستر وجود دارد، به عنوان مثال، از طریق رویکرد ترکیبی یا کامل، یا با استفاده از سطوح یا جامدات سه بعدی. یک رویکرد بسیار جامع در استاندارد LADM تعریف شده است.
LADM [ 21 ] استانداردی از سازمان بین المللی استانداردسازی و یک مدل داده مفهومی و انتزاعی است که واژگان جهانی استاندارد شده ای را برای اداره زمین ارائه می دهد [ 22 ]. این می تواند به عنوان هسته اصلی هر سیستم مدیریت زمین عمل کند و راه اندازی کارآمد چنین سیستم هایی را تسهیل می کند. علاوه بر این، جنبه‌های مختلفی مانند نسخه‌سازی/تاریخچه کامل، ادغام با اسناد منبع قانونی و مکانی، طیف وسیعی از گزینه‌های هندسه و توپولوژی دوبعدی و سه بعدی، شناسه‌های منحصربه‌فرد و ابرداده را ترویج می‌کند [ 23 ]. جنبه حقوقی استاندارد LADM بسیار مهم است. پااش و همکاران [ 24] یک طبقه بندی دقیق از بخش قانونی LADM را پیشنهاد کرد که شامل توسعه بیشتر حقوق، محدودیت ها و مسئولیت های LADM (RRR) و همچنین کلاس و لیست کدهای مرتبط است.
LADM برای ایجاد یک مدل مفهومی مستقل از راه حل های فنی ایجاد شد و روابط حقوقی را توصیف می کند. یکی از ویژگی های اساسی استاندارد آن این است که تعریف شی در فضای سه بعدی را امکان پذیر می کند [ 25 ]. در زمینه کاداستر سه بعدی، تعریف یک شی در فضای سه بعدی به ثبت یک ملک با هندسه سه بعدی اشاره دارد. همانطور که توسط استاندارد LADM پیشنهاد شده است، هندسه سه بعدی به عنوان مجموعه ای از سطوح سه بعدی ارائه می شود که یک بدنه بسته را تشکیل می دهند.
ویژگی کلیدی هندسه سه بعدی در سیستم های کاداستر این است که مرزهای قانونی اموال را نشان می دهد که لزوماً با مرزهای فیزیکی مطابقت ندارند. مرز قانونی یک علامت گذاری مرزی است که در آن یک مجموعه از حقوق پایان می یابد و دیگری شروع می شود. به عنوان مثال، مرز بین دو آپارتمان در یک سیستم کاداستر به عنوان وسط دیوار نشان داده می شود تا لبه دیوار. علاوه بر این، یک مرز قانونی می تواند شامل امتدادهایی در اطراف یک شی باشد که به فضای قانونی آن تعلق دارد. یک سیستم کاداستر سه بعدی به طور بالقوه می تواند از هر دو نوع هندسه، مرزهای فیزیکی و مرزهای قانونی استفاده کند. با این حال، مرزهای قانونی مهم تر است. این بدان معناست که هندسه سه بعدی باید با فضایی مطابقت داشته باشد که فضای قانونی سه بعدی یک ملک را تعریف می کند، نه توصیف فیزیکی آن.
BIM هندسه دقیق تری نسبت به آنچه برای کاداستر سه بعدی لازم است ارائه می دهد. به عنوان مثال، یک پروژه BIM، بر خلاف سیستم کاداستر سه بعدی، تمرکز بیشتری بر ابعاد آرماتور، ضخامت دیوار و هندسه اتاق‌های داخل آپارتمان دارد. با این حال، اجزای هندسه BIM باید با نیازهای کاداستر سه بعدی تطبیق داده شود، به عنوان مثال، هندسه BIM باید شامل مرزهای قانونی باشد [ 26 ]. داده های BIM قبل از استفاده در کاداستر سه بعدی باید از قبل پردازش شوند، یا یک مدل BIM باید گسترش یابد تا هندسه مورد نیاز کاداستر سه بعدی را شامل شود.
اگرچه یک سیستم کاداستر دارای مرزهای قانونی است، ثبت نام تنها پس از ساخت و ساز انجام می شود. این بدان معنی است که تمام نسخه های قبلی پروژه که به دلیل تکامل آن وجود داشته است، از نظر کاداستر سه بعدی جالب نیستند. از این رو، سیستم‌های کاداستر سه‌بعدی با استخراج هندسه سه‌بعدی از پروژه‌های BIM ساخته‌شده، به‌ویژه برای سازه‌هایی که به راحتی قابل بررسی نیستند، مانند سازه‌های زیرزمینی، سود می‌برند.

2.2. BIM و مدیریت داده

تعدادی از تعاریف BIM در دسترس است، و مطابق با “استاندارد ملی BIM – ایالات متحده (NBIMS-US)”، BIM نشان دهنده “نمایندگی دیجیتالی ویژگی های فیزیکی و عملکردی یک تاسیسات” است. این استاندارد سه عملکرد BIM را برجسته می کند: فرآیندهای تجاری، نمایش دیجیتال و سازماندهی و کنترل [ 9 ]. مطالعه دیگری BIM را از جنبه اجرای آن در صنعت و کل بازار به عنوان “مجموعه ای از فناوری ها، فرآیندها و سیاست های متقابل” در طول چرخه حیات یک تسهیلات تعریف می کند [ 27 ]. BIM نحوه طراحی، ساخت و مدیریت ساختمان ها را تغییر می دهد [ 28 ]. به عنوان یک منبع غنی از اطلاعات، می تواند طراحی و ساخت را پشتیبانی و بهبود بخشد [ 6 ، 29 ، 30 ] و همچنین عملیات ساختمانی در دوره پس از اشغال [ 31 ]. BIM که چرخه عمر ساختمان را در بر می گیرد، تلاش می کند تا از تمام جنبه های مرتبط ساختمان پشتیبانی کند. بنابراین، تحقیقات جدید [ 15 ، 16 ] نشان داده است که چگونه BIM می تواند اطلاعاتی را برای کاداسترهای سه بعدی فراهم کند، با توجه به اینکه بسیاری از کشورها علاقه مند به توسعه آن هستند.
علاوه بر این، صنعت ساخت و ساز بسیار پراکنده است و شامل رشته های مختلف [ 14 ] است که باعث پیچیدگی در ارتباطات و همکاری در یک پروژه می شود. ایده اساسی BIM بهبود این جنبه های پروژه است، به منظور ایجاد و استفاده مجدد از اطلاعات ثابت توسط ذینفعان مختلف [ 6 ]] و ارائه یک منبع اطلاعاتی مشترک در مورد یک تاسیسات از اولین تصور تا تخریب. بنابراین، استانداردسازی در حوزه مدیریت اطلاعات از این اصول اساسی BIM پشتیبانی می کند. ISO 19650 مجموعه ای از استانداردها در این حوزه است که به طور کامل به عنوان “سازماندهی و دیجیتالی کردن اطلاعات در مورد ساختمان ها و کارهای مهندسی عمران، از جمله مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM)” شناخته می شود. بخش‌های 1، 2 و 3 از این مجموعه، «مدیریت اطلاعات در مرحله بلوغ را که به‌عنوان مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) مطابق با سری ISO 19650 توصیف می‌شود، پوشش می‌دهد» [ 32 ، 33 ، 34 ].
در مورد پذیرش و استفاده از BIM، کارشناسان رشته های جداگانه عمدتاً از ابزارهای نرم افزاری تخصصی BIM برای انجام وظایف خود، یعنی ایجاد مدل های تک رشته ای BIM استفاده می کنند. با این حال، یک مدل جامع BIM نیازمند هماهنگی بین مدل‌های تک رشته‌ای BIM برای تبدیل شدن به یک مدل مرکزی چند رشته‌ای BIM است. 35 ]]. این فرآیند نیازمند تبادل اطلاعات متعدد است. برای دستیابی به قابلیت همکاری بین آن مدل‌های تک رشته‌ای جداگانه BIM (که در واقع به معنای تحقق قابلیت همکاری بین ابزارهای مختلف نرم‌افزار BIM و فروشندگان مختلف نرم‌افزار است)، یک قالب داده جهانی و خنثی، مانند IFC، مورد نیاز است. IFC فرمتی است که در سطح جهانی برای تبادل داده های BIM در صنعت ساخت و ساز پذیرفته شده است. با این حال، علیرغم حضور IFC در صنعت ساخت و ساز، هنوز باید تلاش های قابل توجهی در هنگام پیاده سازی و حل و فصل هماهنگی داده ها و اشتراک گذاری و تبادل اطلاعات صورت گیرد. این همچنان موانعی را برای دستیابی کامل به BIM ایجاد می کند [ 14 ].
به طور کلی، محتوای اطلاعاتی BIM استاندارد نیست و به هدف خاصی بستگی دارد. BIM شامل هندسه و معناشناسی سه بعدی است: هندسه سه بعدی مبنایی را برای استخراج نقشه های فنی منسجم فراهم می کند، در حالی که در عین حال مبنایی برای تشخیص برخورد [ 36 ] و در نتیجه وضوح برخورد در مرحله طراحی [ 37 ] است. در عین حال، معناشناسی BIM را با داده های الفبایی عددی برای تکمیل معنای اشیاء (اشیاء فیزیکی و غیر فیزیکی) تامین می کند. بنابراین، معناشناسی شامل خواص شیء متعددی مانند خواص و مواد مکانیکی و حرارتی است. علاوه بر این، شامل ارتباط، تجمع و سایر روابط بین اشیاء است که بخشی از مدل هستند [ 14 ]]. در نتیجه امکان انجام تحلیل ها، شبیه سازی ها و کنترل های پیشرفته مختلف وجود دارد.
در نهایت، BIM یک مدل مبتنی بر شی است که حاوی یک منبع غنی از داده ها در مورد یک ساختمان است. در تحقیق حاضر، داده ها برای ثبت در سامانه کاداستر سه بعدی تجزیه و تحلیل و انتخاب می شوند.

2.3. فرمت IFC برای BIM

IFC به عنوان یک استاندارد بین المللی توسط ISO پذیرفته شده است که به عنوان ISO 16739-1:2018 “کلاس های بنیاد صنعت (IFC) برای به اشتراک گذاری داده ها در صنایع ساخت و ساز و مدیریت تاسیسات – قسمت 1: طرح داده ها” تعیین شده است. به طور کلی، این یک استاندارد باز است که داده‌های BIM مورد نیاز برای تبادل و اشتراک بین برنامه‌های نرم‌افزاری BIM را که در پروژه‌های ساختمانی یا از طریق مدیریت تسهیلات استفاده می‌شوند، پوشش می‌دهد. استاندارد شامل داده‌های مربوطه هم برای ساختمان‌ها و هم برای زیرساخت [ 38 ] است.
استاندارد مشخص شده برای IFC، طرح واره داده را تعیین می کند، که مبنایی برای فرمت فایل منسجم و جهانی در فرآیند تبادل اطلاعات یا اشتراک گذاری داده است. بسیار مهم است که بگوییم طرح داده IFC یک طرح باز و غیر اختصاصی است. طرح IFC بر اساس زبان EXPRESS برای مشخصات داده است که در ISO 10303-11 [ 38 ] منتشر شده است. از این رو، فرمت IFC یک رویکرد ثابت برای انتقال داده به BIM ارائه می دهد. بنابراین، برنامه های کاربردی نرم افزار BIM گواهی شده می توانند مدل های BIM خود را به این مدل خنثی IFC ترجمه کنند.
IFC یک سیستم طبقه بندی جامع برای داده های مربوط به یک تاسیسات ساخته شده در طول چرخه عمر آن است [ 38 ، 39 ]. جمع آوری و طبقه بندی داده های ساخت و ساز در IFC در دهه 1990 آغاز شد. این اولین بار توسط یک نهاد تجاری آغاز شد، اما خیلی سریع IFC توسط اتحاد بین المللی سازگاری تصاحب شد. امروزه مشخصات فنی IFC توسط سازمان buildingSMART تولید و توسعه می‌یابد و در وب‌سایت آن به صورت عمومی در دسترس است [ 13 ].]. سازمان buildingSMART در قالب‌های خنثی فروشنده مشغول است و دائماً مشخصات افزونه‌های افزونه نرم‌افزار را به‌روزرسانی می‌کند. پروژه های جدید در حال توسعه در این حوزه به گسترش مداوم مشخصات IFC کمک می کنند. IFC شامل داده های مربوطه برای توصیف یک پروژه ساختمان دیجیتال، BIM است. بنابراین، IFC بر هندسه، ویژگی‌های شی و روابط تأکید می‌کند.
طرحواره IFC [ 13 ، 38 ] شی گرا است و کلاس های IFC عناصر اصلی طرحواره هستند. علاوه بر این، کلاس ها بر اساس عملکرد و تخصص خود گروه بندی می شوند تا واحدهایی را تشکیل دهند که Layers in نام دارند. شکل 1 لایه ها نامگذاری شده اند.آ). آن لایه‌ها به‌طور سلسله مراتبی سازمان‌دهی شده‌اند، همانطور که کل طرح IFC است. یک جنبه بسیار مهم طرحواره، وراثت بین طبقات IFC در این سازمان سلسله مراتبی است. یک کلاس ریشه اولیه طرحواره کلاس IfcRoot (که متعلق به لایه Core است) است، که کلاس‌های لایه‌های بالایی از آن مشتق شده‌اند، به جز کلاس‌های لایه Resource، که داده‌های آنها برای ارجاع از کلاس‌های بالا استفاده می‌شود. به عنوان مثال، کلاس های مشتق شده از IfcRoot). ارث از IfcRoot به سه جهت تقسیم می شود: اشیاء فیزیکی و مفهومی (IfcObjectDefinition)، روابط بین آن اشیاء (IfcRelationships) و خواص آنها (IfcProperyDefinition). اساساً، این تحقیق به کلاس هایی هدایت می شود که داده های مکانی را تعریف می کنند، که در تمام لایه های طرحواره IFC پخش شده اند. به گونه ای که شامل کلاس های مربوطه به منظور کاداستر سه بعدی باشد. در نتیجه، کاوش طرحواره IFC بر روی زیر کلاس های ابرکلاس انتزاعی IfcSpatialElement متمرکز است.شکل 1 ب).

3. روش ها و ابزار

این تحقیق به این سوال می پردازد که آیا قالب IFC برای سیستم های کاداستر سه بعدی بر اساس استاندارد LADM مناسب است یا خیر. نمونه ای از چنین سیستم کاداستر سه بعدی توسط Višnjevac و همکارانش توضیح داده شده است. [ 4 ]. از این رو، این تحقیق شامل تجزیه و تحلیل کلاس های IFC موجود است که شامل تعاریفی از ساختار فضایی یک ساختمان است. پس از آن، گسترش پیشنهادی طرح IFC ارائه می شود که باید داده های مناسب تری را در طرح IFC فعلی با هدف اطمینان از هماهنگی داده ها بین BIM در قالب IFC و سیستم های کاداستر سه بعدی ارائه دهد. همچنین برخی مطالعات مربوط به محتوای IFC وجود دارد که شکل سیستم های کاداستر سه بعدی را در نظر می گیرد. به عنوان مثال، سیستم کاداستر سه بعدی در هلند [ 15] یا سیستم کاداستر سه بعدی مورد استفاده در تحقیقات ب. عطازاده و همکاران. [ 16 ].
هماهنگ سازی داده ها بین BIM ها در قالب IFC و سیستم های کاداستر سه بعدی مبتنی بر LADM باید تحویل طراحی به عنوان ساخته شده را که در نقشه فرآیند در شکل 2 نشان داده شده است، ارائه دهد . در مورد مشاهده شده، BIM در قالبی خنثی، به عنوان مثال، IFC به مقامات عمومی تحویل داده می شود. این فرمت تحویل یک توصیه رایج در استانداردها یا راهنماهای ملی BIM در کشورهایی است که BIM را پذیرفته اند. یک مثال “استاندارد ملی BIM – ایالات متحده (NBIMS-US)” است. نقشه فرآیند در شکل 2فرآیند پیشنهادی تحویل مدل BIM ساخته شده توسط سرمایه گذاران به مقام دولتی ذیصلاح برای ثبت در کاداستر را شرح می دهد. بنابراین، مدل‌های BIM ساخته‌شده در قالب IFC باید شامل یک مدل کاداستری باشد که حاوی داده‌های تعریف‌شده توسط الزامات اطلاعاتی برای تحویل طراحی به‌عنوان ساخته شده باشد [ 32 ]. مقام عمومی در این تبادل اطلاعات شرکت می کند و در مورد ثبت نام (تصمیم در نقشه فرآیند) تصمیم می گیرد.

3.1. تجزیه و تحلیل طرحواره فعلی IFC

مهم است که تأکید شود طرحواره IFC [ 38 ] فرصتی برای تجزیه فضایی یک ساختمان فراهم می کند. این تفکیک توسط زیر کلاس های IfcSpatialStructureElement تعریف می شود (توجه داشته باشید که دامنه طرحواره IFC برای ساختمان ها در نظر گرفته می شود که در شکل 1 ب نشان داده شده است). این زیر کلاس ها یک ساختمان (IfcBuilding)، یک داستان ساختمان (IfcBuildingStorey)، یک فضا (IfcSpace) و یک سایت (IfcSite) هستند. تجزیه این طبقات فضایی با استفاده از ویژگی IsDecomposedBy ارائه می شود ، که در واقع یک تجزیه فضایی ساختمان، و همچنین عناصر تشکیل دهنده و سلسله مراتبی پایین تر آن را فراهم می کند. تجزیه در شکل 1 نشان داده شده است .
بنابراین، تجزیه یک ساختمان (به عبارت دیگر، تجزیه نمونه ای از کلاس IfcBuilding) منجر به ایجاد داستان های ساختمانی (نمونه های کلاس IfcBuildingStorey) می شود. در مورد یک ساختمان پیچیده، به بخش هایی از ساختمان منجر می شود. سپس، آن قطعات نیز نمونه هایی از کلاس IfcBuilding هستند، اما با مقادیر متفاوت از ویژگی CompositionType . بنابراین، این ویژگی می تواند نشان دهد که یک ساختمان یک واحد، بخشی از یک ساختمان یا یک مجتمع است. به عبارت دیگر، IfcBuilding مجموعه ای از طبقات ساختمان یا احتمالاً قطعات ساختمان است [ 38 ].
علاوه بر این، تجزیه یک داستان ساختمان (نمونه‌های کلاس IfcBuildingStorey) منجر به فضاها (نمونه‌های کلاس IfcSpace) می‌شود. در همین حال، بر اساس قیاس با کلاس IfcBuilding، می تواند به طور بالقوه به بخشی از یک داستان ساختمان تجزیه شود. در این صورت، آن بخش نمونه ای از کلاس IfcBuildingStorey نیز هست و سپس مقدار مشخصه CompositonType آن برابر با PARTIAL است. بنابراین، IfcBuildingStorey تجمیع فضاها یا بخش‌های یک داستان است [ 38 ].
IfcBuilding و IfcBuildingStorey محفظه ای برای عناصر با عناصر فضایی پایین سلسله مراتبی نشان می دهند. نمونه‌های این کلاس‌ها نمایش‌های هندسی خود را در حین صدور فایل رایج به فرمت IFC ندارند. هندسه آنها بر اساس هندسه عناصر تشکیل دهنده آنها است. در همان زمان، کلاس IfcSpace دارای یک نمایش هندسی است و توسط عناصر ساختمانی متصل و وجه های داخلی آنها محدود می شود، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. این پایین ترین کلاس فضایی در سلسله مراتب در نظر گرفته شده است. کلاس IfcSpace یک واحد عملکردی را در ساختمان تعریف می کند [ 38 ].
در نهایت، داده‌های بسیار مرتبط برای کاداسترهای سه‌بعدی در نمایش‌های هندسی عناصر وجود دارد – ویژگی Representation. این نمایش‌ها توسط کلاس‌های IfcGeometryResource (بخشی از طرحواره IFC که در پایین‌ترین لایه طرح – لایه منبع قرار دارد) تعریف می‌شوند. IfcGeometryResource شامل امکانات توصیفات هندسی عناصر با استفاده از روش‌های: هندسه جامد سازنده، نمایش مرزی و روش‌های ترکیبی است که توسط سی. ایستمن و همکارانش توضیح داده شده است. [ 40 ].
به غیر از ویژگی های برجسته کلاس IfcBuilding، سایر ویژگی های مرتبط برای کاداستر سه بعدی عبارتند از:
  • ElevationOfRefHeight — ارتفاع مرجع نشان دهنده ارتفاع 0.00 (بالاتر از سطح دریا) است.
  • ElevationOfTerrain – حداقل سطح زمین در ارتفاع.
  • آدرس ساختمان
یک طبقه ساختمان حاوی ویژگی Elevation است که ارتفاع پایه داستان را نسبت به سطح 0.00 نشان می دهد ( ویژگی ElevationOfRefHeight IfcBuilding) [ 38 ]. داده های مربوط به آن ویژگی ها در بخش بعدی نشان داده شده است.
همانطور که در ابتدای این بخش اشاره شد، تمام کلاس های توصیف شده متعلق به ارث بری کلاس IfcSpatialStructureElement هستند. جهت دیگر ارث بردن از سوپرکلاس IfcSpatialElement کلاس IfcSpatialZone است ( شکل 1 ب). کلاس IfcSpatialZone امکان تعریف منطقه ای با اشغال خاص را فراهم می کند. این کلاس یک کلاس غیر سلسله مراتبی است و نشان دهنده افزودنی به ترکیب فضایی سلسله مراتبی یک پروژه است. این کلاس به طور همزمان تعیین مناطق دیگر را ارائه می دهد: یک منطقه ایمنی آتش نشانی، یک منطقه ساخت و ساز، یک منطقه روشنایی، یک منطقه حرارتی و . حرارتی و غیره [13 ، 35 ]. در همین حال، این تحقیق اهمیت استخراج چنین مناطق اشغالی را به یک طبقه جدید، که باید به تجزیه فضایی سلسله مراتبی یک ساختمان وابسته شود، برجسته می کند.

3.2. گسترش طرح IFC

تجزیه و تحلیل قبلی از تجزیه فضایی یک ساختمان نشان داده است که تجزیه داستان مستقیماً به واحدهای عملکردی – فضاهایی مانند اتاق ها و سالن ها منجر می شود. حقایق زیر در نظر گرفته می شوند: (1) ساختمان های چند طبقه عمدتاً موقعیت های پیچیده کاداستر هستند. (2) فضاهای قانونی دارای مرزهای مشخص هستند و هیچ تداخلی بین مالکیت وجود ندارد، اگرچه ممکن است بین حقوق، محدودیت ها و مسئولیت های مختلف همپوشانی وجود داشته باشد (RRR). این تحقیق پیشنهاد می کند امکان تجزیه یک داستان به فضاهای قانونی (مانند واحدهای اشغالی) فراهم شود. این امر به ویژه برای ساختمان های چند طبقه مسکونی بسیار مهم است. فضاهای قانونی را می توان بیشتر به فضاهای اساسی تجزیه کرد – IfcSpace. از این رو،شکل 4 ). به این ترتیب، فضاهای قانونی دارای تعاریف معادل از استاندارد LADM [ 21 ] هستند. در زیر یک توسعه پیشنهادی از طرح IFC [ 38 ] برای یک واحد دارایی قانونی توسط یک کلاس فضایی جدید، با برچسب IfcBuildingPropertyUnit ارائه شده است. این طبقه باید یک واحد ملک را به عنوان یک فضای بدون وقفه در مالکیت یکنواخت، مانند یک آپارتمان یا یک منطقه مشترک تعریف کند. نمودارهای توسعه یافته در شکل 4 نشان داده شده است.
کلاس IfcBuildingPropertyUnit از کلاس IfcSpatialElement مشتق شده و بدین ترتیب تمام ویژگی های آن را به ارث می برد. در این وراثت، برجسته کردن ویژگی ای که موقعیت را در سیستم مختصات فراهم می کند، مهم است. نوع آن IfcLocalPlacement است و می‌تواند موقعیتی را نسبت به سیستم مختصات نمونه‌های یک طبقه بالاتر از نظر سلسله مراتبی (یک داستان یا یک ساختمان) ارائه دهد. علاوه بر این، کلاس جدید IfcBuildingPropertyUnit شامل ویژگی های اضافی است: BoundedBy ، Representation و PredefinedType که در زیر توضیح داده شده است:
  • ویژگی BoundedBy مرزهای قانونی یک واحد دارایی را ارائه می کند. مطابق با طرح IFC [ 13 ، 35 ]، مرزها توسط عناصر فیزیکی یا مناطق مجازی تعریف می شوند. یک رابطه بین یک واحد ویژگی (نمونه ای از کلاس IfcBuildingPropertyUnit) و یک عنصر (نمونه ای از کلاس IfcElement) توسط کلاس IfcRelSpaceBoundary ارائه می شود ( شکل 5 ). IfcConnectionGeometry یک مرز قانونی را فراهم می کند. در مورد یک سیستم کاداستر مشاهده شده [ 4 ]، این IfcConnectionGeometry باید به صفحه وسط عناصر مرز مشترک اشاره کند، با هدف تطبیق با مرزهای قانونی (توضیح داده شده در بخش 2.1 )، همانطور که در نشان داده شده است.شکل 5 :
  • خصیصه Representation باید نمایش هندسی فضاهای فیزیکی یک واحد ملکی (با رعایت سیستم کاداستر و تعریف استاندارد LADM) را تعریف کند.
  • لیستی از مقدار یک ویژگی PredefinedType با توجه به تحقیق فعلی، پیشنهاد شده در [ 4 ] اختصاص داده شده است: آپارتمان، منطقه مشترک، دفاتر، گاراژ، فضای ذخیره سازی و غیره.
برای سایر ویژگی های ارثی [ 38 ]:
  • ویژگی IsDecomposedBy تجزیه یک واحد ویژگی را به فضاهای اصلی (نمونه‌های کلاس IfcSpace) ارائه می‌کند.
  • ویژگی Decomposes تعریف می کند که یک واحد دارایی به داستان تعلق دارد. علاوه بر این، در موارد خاص که یک آپارتمان در دو سطح گسترش می یابد، متعلق به داستانی است که پایه آن را در بر می گیرد. به همین ترتیب، یک فضای مشترک که معمولاً در چندین سطح امتداد می یابد، متعلق به پایین ترین سطح یعنی طبقه همکف است. این توسط رابطه IfcRelAggregates ارائه شده است.
  • ویژگی ContainElements فرصتی را برای یک واحد ملکی فراهم می کند تا عناصر ساختمانی (مانند دیوارها) را مطابق با حقوق مالکیت تعریف شده در یک سیستم کاداستر شامل شود. این به عناصر ساختمان و سایر عناصری اشاره دارد که از طریق واحد ملک امتداد دارند.

4. اجرا و بحث

پس از تجزیه و تحلیل و گسترش پیشنهادی IFC، نتایج در این فصل برای یک پروژه مورد مطالعه به منظور ارائه هندسه سه بعدی برای یک سیستم کاداستر سه بعدی پیشنهادی اعمال شد [ 4 ]]. مجتمع مسکونی و تجاری West 65 واقع در بلگراد، صربستان، برای مطالعه موردی انتخاب شد. پروژه ساخت و ساز در BIM تهیه شد. این مجموعه مدرن شامل یک برج بلند برای فضای مسکونی و تجاری و یک مرکز خرید در دو سطح است. این پروژه بسیار چشمگیر و غیر معمول برای این منطقه است. این برج دارای چهل طبقه و حدود 300 واحد مسکونی است. ارتفاع کلی برج حدود 155 متر است. بنابراین، پس از اتمام پروژه، این ساختمان به بلندترین ساختمان مسکونی در صربستان تبدیل خواهد شد. برج بر روی شمع بنا شده است. این مجموعه در زیر زمین از دو سطح برای پارکینگ تشکیل شده است که با مرکز خرید و برج مشترک است. در لحظه انجام این تحقیق پروژه در حال ساخت می باشد (مرحله ساخت برج از دو منظر در شکل 6 نشان داده شده است.آ. انتظار می رود این برج تا تابستان 2021 تکمیل شود.
با توجه به واحدهای مسکونی متعددی که به صورت عمودی در چهل طبقه قرار گرفته اند و همچنین فضاهای زیرزمینی، برج وضعیت پیچیده کاداستر را نشان می دهد. بنابراین، برج به منظور القاء در سیستم کاداستر 3 بعدی پیشنهادی جدا شده و مشاهده می شود [ 4 ].
طراحی پروژه در Autodesk Revit 2017 تهیه شد. برای هدف این تحقیق، پروژه با استفاده از رابط برای صادرات IFC Revit به یک فایل IFC صادر شد. دو نما از BIM این پروژه در شکل 6 ب نشان داده شده است که با استفاده از یک نمایشگر مدل IFC رایگان، BIMvision [ 41 ] تهیه شده است.

4.1. استخراج داده از فایل IFC مطالعه موردی

داده های IFC ارائه شده مربوط به برج، یعنی قسمت مسکونی است. آنها برای فرآیند ثبت نام منحصراً در یک سیستم کاداستر سه بعدی پیشنهادی انتخاب و مشاهده شدند. درخواست‌ها برای داده‌ها در مقاله قبلی [ 4 ] تعریف شده‌اند که پیشنهادی را برای این سیستم کاداستر سه بعدی ارائه می‌کند.
داده های استخراج شده مربوط به داستان ها، از فایل IFC برج، در جدول کنار شکل 7 ارائه شده است. جدول حاوی نام و ارتفاع پایه داستان (ویژگی Elevation) است. کلاس IfcBuildingStorey هر سطحی را در یک ساختمان، بالاتر یا زیر زمین نشان می دهد. علاوه بر این، فاصله بین طبقه ها 3.4 متر است (مقدار محاسبه شده). مطابق با الزامات تحقیق Višnjevac و همکاران. [ 4]، بالاترین نقطه این پروژه 153.6 متر است که می توان از عناصر قرار گرفته بر روی بالاترین طبقه استخراج کرد. پایین ترین نقطه این پروژه به شمع های موجود در فونداسیون در 40- متری متصل می شود. با وجود پسوند IFC (کلاس IfcBuildingPropertyUnit)، کل واحدهای ساختمان را می توان مستقیماً شمارش کرد. تعداد کل طبقه های ساختمان مستقیماً از داده های IFC به دست می آید.
برای تحلیل بیشتر، داستان شماره 6 (نام: 6. SPRAT) انتخاب شده است. مقادیر نشان می دهد که پایه داستان انتخاب شده در ارتفاع 26.7 متری است. مدل یک داستان جدا شده در شکل 8 الف نشان داده شده است و مطابق با توضیحات فعلی برای داده ها در IFC است. این داستان شامل چندین فضا (نمونه های کلاس IfcSpace) است و تجسم آنها در شکل 8 ب نشان داده شده است. اینها واحدهای کاربردی در یک داستان خاص هستند، مانند اتاق ها و لابی ها. این داده‌های IFC با استفاده از رابط IFC در Revit و گزینه‌های آن صادر شده‌اند که امکان صادرات مرزهای فضایی را فراهم می‌کند.
استخراج واحدهای دارایی جداگانه (مانند آپارتمان یا مناطق مشترک) توسط کلاس IfcBuildingPropertyUnit پیشنهادی ارائه می شود. یک نمونه از کلاس پیشنهادی در مدل نشان داده شده است شکل 9 نشان داده شده است. این یک آپارتمان را تعریف می کند که در طبقه ششم قرار دارد. این مدل مرزهای قانونی یک آپارتمان مشاهده شده را نشان می دهد. این کاملاً مطابق با تعریف کلاس پیشنهادی، IfcBuildingPropertyUnit انجام می شود. در حوزه هندسه فضای قانونی، لبه های ردپای آن با لبه های بیرونی مرزهای بیرونی یا عناصر مرز داخلی خط وسط منطبق است. ارتفاع نمایش فاصله بین خطوط میانی عناصر مرزی میانی را در بر می گیرد. بنابراین، نمایش هندسی این فضای قانونی با هندسه سه بعدی محدودیت های مالکیت قانونی، که توسط Višnjevac و همکاران پیشنهاد شده است، مطابقت دارد. [ 42 ]. به این ترتیب، داده های IFC می توانند به طور خودکار هندسه سه بعدی را در فرآیند ثبت ارائه دهند.

4.2. بحث

رویه و مثال مطالعه موردی نشان می‌دهد که گسترش قالب IFC باید به منظور پشتیبانی و ساده‌سازی نگهداری سیستم‌های کاداستر سه بعدی مدرن در نظر گرفته شود. علاوه بر این، مطالعه موردی و هندسه تولید شده نشان می‌دهد که مدل BIM می‌تواند به منظور حمایت از مرزهای قانونی، که از نقطه نظر کاداستر سه بعدی مهم هستند، گسترش یابد. علاوه بر این، مرزهای قانونی تهیه شده بر اساس پسوندهای پیشنهادی IFC را می توان به راحتی در قالبی صادر کرد که مطابق با تعریف هندسه LADM 3D باشد. مزیت اصلی رویکردی که شامل پسوند IFC برای پشتیبانی از داده های مورد نیاز برای یک سیستم کاداستر سه بعدی است، این واقعیت است که جریان داده آسان بین پروژه های BIM و داده های کاداستر سه بعدی را تضمین می کند و فرآیند ثبت را کارآمدتر می کند.
اگر پسوند پیشنهادی IFC استاندارد شود، یعنی بخشی از نسخه های آینده استاندارد IFC (پس از توسعه و مشخصات بیشتر)، آنگاه پشتیبانی کاداستر سه بعدی به بخشی جدایی ناپذیر از استاندارد تبدیل خواهد شد. این بدان معناست که هرگونه به روز رسانی بیشتر شامل کاداستر سه بعدی و با استاندارد LADM خواهد بود. علاوه بر این، این مهم است زیرا IFC یک مشخصات فرمت فایل خنثی و باز است که توسط یک فروشنده یا گروهی از فروشندگان کنترل نمی شود. بنابراین، گسترش پیشنهادی به کاداستر سه بعدی به طور بالقوه می تواند در بسیاری از راه حل های نرم افزاری توسط فروشندگان مختلف که از فرمت IFC پشتیبانی می کنند، گنجانده شود. این بدان معنی است که استفاده از BIM به عنوان منبع داده برای کاداستر سه بعدی از طریق توسعه بیشتر این استانداردها ردیابی خواهد شد.
پتانسیل تعمیم رویکرد پیشنهادی در امکان گنجاندن پسوند پیشنهادی IFC به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از استاندارد IFC منعکس می شود. علاوه بر این، این تحقیق بر اساس استاندارد LADM است و به این معنی است که رویکرد پیشنهادی در هر کشوری که این استانداردهای بین‌المللی را اعمال می‌کند، قابل استفاده است. بسیاری از جنبه های خاص کشور باید بیشتر تعریف شوند، اما این رویکرد یک نمای استاندارد و جهانی از داده های کاداستر سه بعدی در مدل های BIM ارائه می دهد.
راه‌های دیگری برای صادرات کاداستر سه بعدی از داده‌های BIM وجود دارد، اما مزایای رویکردی که در آن گسترش پیشنهادی IFC بخشی از نسخه‌های استاندارد آینده است، قابل توجه است. برای مثال، می‌توان دستورالعملی برای استخراج داده‌ها ایجاد کرد، و همچنین راه خوبی برای صدور هندسه سه بعدی است، اما این دستورالعمل بخشی از استاندارد نخواهد بود. این بدان معنی است که در صورت به روز رسانی استاندارد، دستورالعمل ها باید تغییر کنند. اگر برنامه افزودنی پیشنهادی IFC به بخشی از استاندارد IFC تبدیل شود، استفاده از داده‌های BIM در کاداستر سه بعدی را بیشتر از داشتن دستورالعملی برای صادرات داده افزایش می‌دهد. مزیت اضافی توسعه IFC پیشنهادی این است که یک مدل BIM همچنین شامل تجسم سه بعدی داده های کاداستر است. این بدان معناست که کاربر یک مدل BIM می تواند اشیاء سه بعدی را از هر طرف مشاهده کند و اطلاعات اضافی دریافت کند. که شامل حدود قانونی است. مرزهای قانونی، همراه با سایر عناصر BIM، زمینه اضافی را فراهم می کند و BIM را با جزئیات بیشتر می کند. مدل‌های اطلاعات ساختمان جنبه‌های زیادی دارند و شامل کلاس‌های مرتبط با هدف کاداسترهای سه‌بعدی، آنها را برای کسب‌وکارها و سازمان‌های دولتی که برنامه‌ریزی، طراحی، ساخت، بهره‌برداری و نگهداری ساختمان‌ها را انجام می‌دهند، مفیدتر می‌سازد. این امر به ویژه برای برنامه‌ریزی و حفظ جنبه‌های چرخه عمر BIM مزایایی را به همراه خواهد داشت، زیرا این فرآیندها با گنجاندن اطلاعات اضافی در مورد مرزهای قانونی بهبود خواهند یافت. آنها را برای مشاغل و سازمان های دولتی که برنامه ریزی، طراحی، ساخت، بهره برداری و نگهداری ساختمان ها را انجام می دهند مفیدتر می کند. این امر به ویژه برای برنامه‌ریزی و حفظ جنبه‌های چرخه عمر BIM مزایایی را به همراه خواهد داشت، زیرا این فرآیندها با گنجاندن اطلاعات اضافی در مورد مرزهای قانونی بهبود خواهند یافت. آنها را برای مشاغل و سازمان های دولتی که برنامه ریزی، طراحی، ساخت، بهره برداری و نگهداری ساختمان ها را انجام می دهند مفیدتر می کند. این امر به ویژه برای برنامه‌ریزی و حفظ جنبه‌های چرخه عمر BIM مزایایی را به همراه خواهد داشت، زیرا این فرآیندها با گنجاندن اطلاعات اضافی در مورد مرزهای قانونی بهبود خواهند یافت.

5. نتیجه گیری ها

این مطالعه بررسی کرد که چگونه فرمت IFC می تواند به عنوان منبع داده برای کاداسترهای سه بعدی استفاده شود و تغییرات پیشنهادی که تبادل داده های روان تری را بین مدل های IFC و سیستم های کاداستر سه بعدی مبتنی بر LADM امکان پذیر می کند. برای دستیابی به این هدف، یک فرمت فرمت IFC که امکان تعریف هندسه سه بعدی، همانطور که توسط استاندارد LADM تعریف شده است، پیشنهاد شد. استخراج داده شرح داده شده، که بر اساس توسعه پیشنهادی طرحواره IFC است، یک روش راحت را ارائه می دهد که جمع آوری داده های ساده را برای سیستم کاداستر سه بعدی مبتنی بر LADM تضمین می کند. به این ترتیب، مدل‌های BIM می‌توانند هندسه‌ای از پیش تعریف‌شده برای کاداسترهای سه‌بعدی داشته باشند، همانطور که شامل داده‌های مختلف برای جنبه‌های مختلف یک ساختمان می‌شود.
علاوه بر این، مشخص شد که فرمت IFC یک منبع داده مناسب برای نیازهای کاداستر سه بعدی است. در قالب فعلی، IFC می تواند به عنوان منبع داده برای سیستم های کاداستر سه بعدی استفاده شود، اما پردازش داده های اضافی مورد نیاز است. با پیشرفت‌های بیشتر (توسعه پیشنهادی)، مدل IFC می‌تواند یک منبع داده سازگار و آسان‌تر برای سیستم‌های کاداستر سه بعدی باشد. مزیت اصلی گسترش پیشنهادی IFC این است که جریان داده‌های آسان از مدل‌های BIM به سیستم‌های کاداستر سه بعدی مبتنی بر LADM را امکان‌پذیر می‌کند و ثبت ساخت‌وساز را در یک سیستم کاداستر سه‌بعدی آسان‌تر می‌کند. این گسترش با ارائه پشتیبانی از طریق هندسه کاداستر سه بعدی از پیش تعریف شده در مدل های BIM، تأثیر مثبتی بر ایجاد و توسعه سیستم های کاداستر سه بعدی خواهد داشت. علاوه بر تمام مزایای به دست آمده توسط سیستم های کاداستر سه بعدی،
با این حال، برای پشتیبانی کامل از نیازهای کاداستر سه بعدی و منجر به اجرای کامل، توسعه و مشخصات بیشتر مورد نیاز است. این بدان معنی است که برای به حداکثر رساندن مزایایی که توسعه پیشنهادی می تواند ارائه دهد، به کار و استانداردسازی بیشتری نیاز است. لازم است طبقات مرتبطی تعریف و اجرا شود که موارد خاص را در هندسه کاداستر سه بعدی پوشش دهد. به همین دلیل، مایه دلگرمی و امیدواری است که فرمت IFC و LADM استانداردهای باز و بین‌المللی هستند، بنابراین می‌توان انتظار پیشرفت‌های آینده را داشت. این بدان معنی است که نرم افزار (هم برای کاداستر BIM و هم برای کاداستر سه بعدی) از فرمت های توصیه شده توسط استانداردهای IFC و LADM پشتیبانی می کند که ارتباط قوی بین BIM و داده های کاداستر سه بعدی ایجاد می کند. در مرحله فعلی،

منابع

  1. استوتر، جی. Salzmann, M. Towards a 3D cadaster: نیازهای کاداستر و امکانات فنی کجا برآورده می شوند؟ محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2003 ، 27 ، 395-410. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  2. Van Oosterom, P. تحقیق و توسعه در کاداسترهای سه بعدی. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2013 ، 40 ، 1-6. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. ون اوستروم، پی. دیموپولو، ای. مقدمه ای بر موضوع ویژه: پیشرفت تحقیق و توسعه در سیستم های کاداستر سه بعدی. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 59. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  4. Višnjevac، N.; میهایلوویچ، آر. شوشکیچ، م. سیویتینوویچ، ژ. Bajat، B. نمونه اولیه سیستم کاداستر سه بعدی بر اساس یک پایگاه داده NoSQL و یک برنامه تجسم جاوا اسکریپت. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 227. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  5. ISO 19157-1:2013. اطلاعات جغرافیایی — کیفیت داده ها ; سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2013. [ Google Scholar ]
  6. میهیندو، اس. Arayici، Y. ساخت و ساز دیجیتال از طریق سیستم های BIM، مهندسی مجدد شیوه های تجاری ساخت و ساز را هدایت خواهد کرد. در مجموعه مقالات تجسم کنفرانس بین المللی 2008، لندن، انگلستان، 9 تا 11 ژوئیه 2008; ص 29-34. [ Google Scholar ]
  7. سوکار، بی. پویریر، ای. تحول و تبادل اطلاعات چرخه حیات برای ارائه و مدیریت دارایی های دیجیتال و فیزیکی. خودکار ساخت و ساز 2020 , 112 , 103090. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  8. بورمان، ا. کونیگ، ام. کوچ، سی. Beetz, J. مدل سازی اطلاعات ساختمان: چرا؟ چی؟ چگونه؟ در مدل سازی اطلاعات ساختمان ; Borrmann, A., König, M., Koch, C., Beetz, J., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2018. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  9. موسسه ملی علوم ساختمان ایالات متحده؛ استاندارد ملی BIM – ایالات متحده (NBIMS-US). 2015. در دسترس آنلاین: www.nationalbimstandard.org (دسترسی در 15 فوریه 2021).
  10. براید، دی. بروکتاس، ام. Volm, JM مزایای پروژه مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM). بین المللی J. Proj. مدیریت 2013 ، 31 ، 971-980. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  11. اتودسک. Autodesk و BIM Level 2 Mandate. 2016. در دسترس آنلاین: https://thebuildingcoder.typepad.com/files/autodesk_and_uk_bim_level_2_mandate.pdf (در 20 نوامبر 2020 قابل دسترسی است).
  12. سیستم های بنتلی Building Studio از نرم افزار Bentley برای ارائه پروژه های استثنایی و در مقیاس بزرگ استفاده می کند. طراح OpenBuildings کیفیت طراحی را در عین به حداکثر رساندن بهره وری تضمین می کند. 2019. موجود به صورت آنلاین: https://prod-bentleycdn.azureedge.net/-/media/files/documents/case-studies/cs_building_studio_ltr_en_lr.pdf?la=en&modified=20190709194148 (در 2 فوریه (در تاریخ 201 فوریه) قابل دسترسی است.
  13. ساخت SMART. کلاس های بنیاد صنعت. مستندات مشخصات طرحواره IFC4.2. 2019. در دسترس آنلاین: https://standards.buildingsmart.org/IFC/DEV/IFC4_2/FINAL/HTML/ (در 22 ژانویه 2021 قابل دسترسی است).
  14. بورمان، ا. بیتز، جی. کوچ، سی. لیبیچ، تی. کلاس‌های بنیاد صنعتی Muhic، S.: یک مدل داده استاندارد شده برای مبادله خنثی فروشنده مدل‌های ساختمان دیجیتال. در مدل سازی اطلاعات ساختمان ; Borrmann, A., König, M., Koch, C., Beetz, J., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2018. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  15. اولدفیلد، جی. ون اوستروم، پی. بیتز، جی. Krijnen، TF با استانداردهای باز BIM کار می کند تا فضاهای قانونی را برای کاداستر سه بعدی تهیه کند. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2017 ، 6 ، 351. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  16. عطازاده، ب. رجبی فرد، ع. ژانگ، ی. برزگر، م. جستجوی اطلاعات کاداستر سه بعدی از مدل های BIM. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 329. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  17. الفت، ح. عطازاده، ب. شجاعی، د. رجبی فرد، الف. امکان سنجی یک رویکرد مبتنی بر BIM برای پشتیبانی از گردش کار زیربخش ساختمان – مطالعه موردی ویکتوریا، استرالیا. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 499. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  18. سان، ج. می، اس. اولسون، P.-O. پالسون، جی. Harrie, L. 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 ]
  19. جتلوند، ک. اونشتاین، ای. Huang, L. IFC Schemas در ISO/TC 211 UML سازگار برای بهبود قابلیت همکاری بین BIM و GIS. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2020 ، 9 ، 278. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  20. Stoter، JE 3D Cadastre. NCG Nederlandse Commissie voor Geodesie کمیسیون ژئودتیک هلند، ژوئیه 2004. در دسترس آنلاین: https://ncgeo.nl/downloads/57Stoter.pdf (در 19 نوامبر 2020 قابل دسترسی است).
  21. Oosterom، PV; لمن، سی. Uitermark, H. ISO 19152: 2012, Land Administration Domain Model منتشر شده توسط ISO ; ISO: ژنو، سوئیس، 2013. [ Google Scholar ]
  22. لمن، سی. ون اوستروم، پی. Bennett, R. مدل دامنه مدیریت زمین. سیاست کاربری زمین 2015 ، 49 ، 535-545. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  23. ون اوستروم، پی. لمن، سی. مدل دامنه مدیریت زمین (LADM): انگیزه، استانداردسازی، کاربرد و توسعه بیشتر. سیاست کاربری زمین 2015 ، 49 ، 527-534. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  24. Paasch, JM; ون اوستروم، پی. لمن، سی. پاولسون، ج. مدل سازی بیشتر حقوق، محدودیت ها و مسئولیت های LADM (RRRs). سیاست کاربری زمین 2015 ، 49 ، 680-689. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  25. لمن، سی. ون اوستروم، پی. تامپسون، RJ; هسپانها، ج. Uitermark، H. مدل‌سازی واحدهای فضایی (پارسل‌ها) در مدل حوزه مدیریت زمین (LADM). در مجموعه مقالات کنگره بین المللی XXIV FIG، سیدنی، استرالیا، 11 تا 16 آوریل 2010. [ Google Scholar ]
  26. اولدفیلد، جی. ون اوستروم، پی. کواک، دبلیو. ون در وین، جی. Beetz, J. می توان از داده های BIM به عنوان ورودی برای کاداستر سه بعدی استفاده کرد. در پنجمین کارگاه بین المللی کاداستر سه بعدی FIG ; فدراسیون بین المللی نقشه برداران (FIG): کپنهاگ، دانمارک، 2016; صص 199-214. [ Google Scholar ]
  27. Succar، B. چارچوب مدل سازی اطلاعات ساختمان: یک پایه تحقیق و ارائه برای سهامداران صنعت. خودکار ساخت و ساز 2009 ، 18 ، 357-375. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  28. بورتولوزی، بی. افرموف، آی. مدینه، ج. سوبیرج، د. مک آرتور، جی. خودکارسازی ایجاد مدل های اطلاعاتی ساختمان برای ساختمان های موجود. خودکار ساخت و ساز 2019 ، 105 ، 102838. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  29. غفاریان حسینی، ع. توکی، جی. غفاریان حسینی، ع. نیسمیت، ن. ازهر، س. افیمووا، او. رحمی فر، ک. مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM): مزایای روشن، درک اجرای آن، خطرات و چالش ها. تمدید کنید. حفظ کنید. Energy Rev. 2017 , 75 , 1046-1053. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  30. بارلیش، ک. سالیوان، ک. چگونه مزایای BIM را اندازه گیری کنیم – رویکرد مطالعه موردی. خودکار ساخت و ساز 2012 ، 24 ، 149-159. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  31. مک آرتور، جی. چارچوب مدیریت اطلاعات ساختمان (BIM) و مطالعه موردی پشتیبانی برای عملیات ساختمان موجود، تعمیر و نگهداری و پایداری. Procedia Eng. 2015 ، 118 ، 1104-1111. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  32. ISO 19650-1:2018(E). سازماندهی و دیجیتالی کردن اطلاعات در مورد ساختمانها و کارهای مهندسی عمران، از جمله مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)—مدیریت اطلاعات با استفاده از مدلسازی اطلاعات ساختمان—بخش 1: مفاهیم و اصول . سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2018. [ Google Scholar ]
  33. ISO 19650-1:2018(E). سازماندهی و دیجیتالی کردن اطلاعات در مورد ساختمانها و کارهای مهندسی عمران، از جمله مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)—مدیریت اطلاعات با استفاده از مدلسازی اطلاعات ساختمان—بخش 2: مرحله تحویل دارایی ها . سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2018. [ Google Scholar ]
  34. ISO 19650-1:2018(E). سازماندهی و دیجیتالی کردن اطلاعات در مورد ساختمانها و کارهای مهندسی عمران، از جمله مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)—مدیریت اطلاعات با استفاده از مدلسازی اطلاعات ساختمان—بخش 3: فاز عملیاتی داراییها . سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2018. [ Google Scholar ]
  35. ساکار، ب. مدل سازی اطلاعات ساختمان: سازه های مفهومی و ابزارهای بهبود عملکرد. Ph.D. پایان نامه، دانشکده مهندسی و محیط ساخته شده، دانشکده معماری و محیط ساخت، دانشگاه نیوکاسل، کالاگان، NSW، استرالیا، 2013. [ Google Scholar ]
  36. رادکه، AM; والمارک، تی. Tseng، MM یک رویکرد خودکار برای شناسایی و حل و فصل برخوردهای فضایی در طراحی ساختمان. در مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی IEEE 2009 در مهندسی صنایع و مدیریت مهندسی، هنگ کنگ، چین، 8-11 دسامبر 2009. ص 2084–2088. [ Google Scholar ]
  37. بورمان، ا. برخان، وی. اصول مدلسازی هندسی. در مدل سازی اطلاعات ساختمان ; Borrmann, A., König, M., Koch, C., Beetz, J., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2018; ص 27-41. [ Google Scholar ]
  38. ISO 16739-1:2018. کلاس های بنیاد صنعت (IFC) برای به اشتراک گذاری داده ها در صنایع ساخت و ساز و مدیریت تاسیسات — بخش 1: طرح داده ; سازمان بین المللی استانداردسازی: ژنو، سوئیس، 2018. [ Google Scholar ]
  39. راهنمای پیاده سازی مدل Liebich, T. IFC 2x Edition 3. 2009. در دسترس آنلاین: www.buildingsmart-tech.org (در 9 فوریه 2021 قابل دسترسی است).
  40. ایستمن، سی ام. ایستمن، سی. تیچولز، پی. ساکس، آر. Liston, K. BIM Handbook: راهنمای مدلسازی اطلاعات ساختمان برای مالکان، مدیران، طراحان، مهندسان و پیمانکاران . جان وایلی و پسران: هوبوکن، نیوجرسی، ایالات متحده آمریکا، 2011. [ Google Scholar ]
  41. BIMVision. نمایشگر مدل IFC رایگان. در دسترس آنلاین: https://bimvision.eu/en/functionality/ (در 29 ژانویه 2021 قابل دسترسی است).
  42. Višnjevac، N.; میهایلوویچ، آر. شوشکیچ، م. سیویتینوویچ، ژ. ماروشان، س. باجات، ب. توسعه سیستم کاداستر سه بعدی صربستان – چالش ها و جهت گیری ها. در مجموعه مقالات ششمین کارگاه بین المللی کاداستر سه بعدی FIG، دلفت، هلند، 2 تا 4 اکتبر 2018؛ صص 383-405. [ Google Scholar ]
Ijgi 10 00297 g001 550
شکل 1. ( الف ) نمودار لایه های IFC. ( ب ) نمودار ارث. ( ج ) تجزیه این طبقات فضایی (برگرفته از استاندارد ISO 16739-1).
Ijgi 10 00297 g002 550
شکل 2. فرآیند تحویل طرح ساخته شده به یک مقام دولتی.
Ijgi 10 00297 g003 550
شکل 3. یک مرز و نمایش نمونه ای از کلاس IfcSpace.
Ijgi 10 00297 g004 550
شکل 4. ( الف ) IfcBuildingPropertyUnit در نمودار وراثت. ( ب ) IfcBuildingPropertyUnit در نمودار تجزیه.
Ijgi 10 00297 g005 550
شکل 5. تصویر ویژگی BoundedBy برای کلاس جدید IfcBuildingPropertyUnit.
Ijgi 10 00297 g006 550
شکل 6. ( الف ) عکس فاز ساخت پروژه غرب 65 ( ب ) مدل پروژه ساختمانی.
Ijgi 10 00297 g007 550
شکل 7. محتویات IfcBuilding و داستان انتخاب شده.
Ijgi 10 00297 g008 550
شکل 8. ( الف ) مدل BIM طبقه ششم. ب ) بازنمایی فضاهای موجود در طبقه ششم.
Ijgi 10 00297 g009 550
شکل 9. نمایش واحد IfcBuildingProperty.

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید