طرحواره های IFC در UML مطابق با ISO/TC 211 برای بهبود قابلیت همکاری بین BIM و GIS

خلاصه

هدف این مطالعه بهبود قابلیت همکاری بین حوزه‌های کاربردی مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) با پیوند دادن و هماهنگ کردن مفاهیم اصلی اطلاعات است. بسیاری از مطالعات ادغام طرحواره های کاربردی و نمونه های داده را بر اساس مدل BIM IFC و مدل GIS CityGML بررسی کرده اند. این مطالعه ادغام بین مفاهیم انتزاعی اصلی از استانداردهای IFC و ISO/TC 211 برای GIS – مستقل از طرحواره های کاربردی خاص را بررسی می کند. الگویی برای تبدیل طرحواره‌های IFC EXPRESS به مدل‌های زبان مدل‌سازی یکپارچه (UML) طبق استانداردهای ISO/TC 211 ایجاد شد. مفاهیم اصلی از دو حوزه کاربردی در مدل UML به هم مرتبط شدند. و تبدیل به طرح‌واره‌های پیاده‌سازی برای زبان نشانه‌گذاری جغرافیا (GML) و EXPRESS آزمایش شدند. نتایج نشان داد که مدل IFC را می توان به عنوان یک مدل UML مطابق با ISO/TC 211 توصیف کرد و مفاهیم انتزاعی از استانداردهای ISO/TC 211 را می توان با مفاهیم اصلی IFC مرتبط کرد. طرح‌واره‌های پیاده‌سازی برای فرمت‌های BIM و GIS را می‌توان از مدل UML مشتق کرد، که امکان پیاده‌سازی در برنامه‌های کاربردی از هر دو حوزه را بدون تبدیل مفاهیم فراهم می‌کند. کار آینده باید شامل پیوند و هماهنگ کردن مفاهیم انتزاعی اصلی از دو حوزه کاربردی باشد. طرح‌واره‌های پیاده‌سازی برای فرمت‌های BIM و GIS را می‌توان از مدل UML مشتق کرد، که امکان پیاده‌سازی در برنامه‌های کاربردی از هر دو حوزه را بدون تبدیل مفاهیم فراهم می‌کند. کار آینده باید شامل پیوند و هماهنگ کردن مفاهیم انتزاعی اصلی از دو حوزه کاربردی باشد. طرح‌واره‌های پیاده‌سازی برای فرمت‌های BIM و GIS را می‌توان از مدل UML مشتق کرد، که امکان پیاده‌سازی در برنامه‌های کاربردی از هر دو حوزه را بدون تبدیل مفاهیم فراهم می‌کند. کار آینده باید شامل پیوند و هماهنگ کردن مفاهیم انتزاعی اصلی از دو حوزه کاربردی باشد.

کلید واژه ها:

مدل های اطلاعاتی ؛ مدل سازی اطلاعات ساختمان ; کلاس های پایه صنعت ; سیستم های اطلاعات جغرافیایی ; زبان مدل سازی یکپارچه

چکیده گرافیکی

1. معرفی

1.1. مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS)

مدل‌های اطلاعاتی برای نمایش دیجیتالی ویژگی‌های دنیای واقعی در یک زمینه جغرافیایی برای درک، استفاده، حفظ و توسعه محیط طبیعی و همچنین محیط ساخته شده، اساسی هستند. حوزه‌های کاربردی مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) چندین دهه است که به موازات یکدیگر با دامنه‌های مختلف و مدل‌های متمایز اطلاعات مکانی وجود داشته و ظهور کرده‌اند. در حالی که برنامه ها و مدل های اطلاعاتی برای BIM عمدتاً محیط ساخته شده را مدیریت می کنند، GIS محیط طبیعی و ساخته شده در فضای باز را مدیریت می کند.

ذینفعان از دو حوزه کاربردی، مدل‌های اطلاعاتی دامنه خاص را بر اساس زبان‌های مدل‌سازی مفهومی متمایز توسعه داده‌اند. مدل اطلاعات اصلی برای BIM در کلاس‌های بنیاد صنعت (IFC) [ 1 ] تعریف شده است که با زبان مدل‌سازی EXPRESS [ 2 ] توضیح داده شده است. در حوزه کاربرد GIS، کمیته فنی ISO 211 (ISO/TC 211) مفاهیمی را برای مدل‌سازی اطلاعات مکانی تعریف کرده است که مبتنی بر استفاده رسمی از زبان مدل‌سازی یکپارچه (UML) [ 3 ، 4 ، 5 ] و معماری مبتنی بر مدل است. MDA) [ 6]. مفاهیم ISO/TC 211 به طور گسترده در مدل‌های اطلاعاتی قابل پیاده‌سازی در حوزه کاربرد GIS، که توسط سهامدارانی مانند INSPIRE و کنسرسیوم فضایی باز (OGC) توسعه یافته است، استفاده می‌شود [ 7 ].

دامنه‌های دو حوزه کاربردی در سال‌های گذشته به طور فزاینده‌ای یکدیگر را قطع کرده‌اند. برنامه ریزی، ساخت، استفاده و حفظ محیط ساخته شده در BIM به شناخت محیط اطراف بستگی دارد – محیط طبیعی و همچنین محیط ساخته شده. بنابراین، برنامه های کاربردی BIM نیاز به ادغام اطلاعات از مجموعه داده های جغرافیایی در پروژه های BIM و مرتبط ساختن سازه های جدید با محیط موجود دارند. به همین ترتیب، توسعه محیط ساخته شده بر محیط طبیعی تأثیر می گذارد. برنامه های GIS به اطلاعات پروژه های BIM به منظور به روز رسانی و ترکیب محیط موجود با ساخت و سازهای جدید نیاز دارند. بنابراین، ادغام BIM و GIS یک موضوع امیدوارکننده برای تبادل دانش بین دامنه ای در نظر گرفته شده است [ 8 ، 9 ،10 ]. ادغام به ویژه با استفاده گسترده از BIM برای زیرساخت‌ها مرتبط شده است، زیرا پروژه‌های زیرساختی در مناطق جغرافیایی بزرگ گسترش می‌یابند و بیشتر به سایر ویژگی‌های محیط طبیعی و ساخته شده نسبت به آنچه که معمولاً در BIM انجام می‌شود مربوط می‌شود [ 11 ].

درک مشترک از نمایش دیجیتالی ویژگی‌های دنیای واقعی در یک زمینه جغرافیایی، یک پایه اساسی برای یکپارچگی موفق بین BIM و GIS در نظر گرفته می‌شود. ناهمگونی بین مدل‌های اطلاعاتی کاربردی که با زبان‌های مدل‌سازی مختلف توصیف شده‌اند، چالشی برای چنین درک مشترکی است [ 12 ، 13 ، 14 ].

1.2. مشارکت و سوالات تحقیق

این مطالعه به ادغام فناوری‌ها و رویکردهای مورد استفاده برای مدل‌سازی اطلاعات در حوزه‌های کاربردی BIM و GIS می‌پردازد. بسیاری از مطالعات ادغام مدل‌های اطلاعاتی را در سطوح طرح‌واره و نمونه برنامه‌ای مورد بررسی قرار داده‌اند – معمولاً مدل‌ها و داده‌های IFC و OGC CityGML [ 15 ]. با این حال، CityGML تنها یکی از چندین طرحواره کاربردی GIS است که ممکن است با IFC ادغام شود. بنابراین، هدف ما امکان ادغام مفاهیم اصلی مستقل از طرحواره های کاربردی خاص است. ما در حال بررسی این هستیم که آیا مدل‌های اطلاعاتی ناهمگن از دو حوزه کاربردی را می‌توان در یک رویکرد UML و MDA مشترک و هماهنگ با استفاده از مفاهیم اصلی مشترک ادغام کرد.

تمرکز این مطالعه بر روی مفاهیم مدل اطلاعات IFC در حوزه BIM و استانداردهای اصلی و مدل‌های اطلاعاتی از ISO/TC 211 در حوزه GIS است. از آنجایی که نگرانی اصلی مدل سازی اطلاعات است، مسائل پیچیده مربوط به هندسه جامد در BIM و GIS – همانطور که در [ 16 ، 17 ] مورد بحث قرار گرفت، در مطالعه گنجانده نشده است.

این تحقیق به بررسی سه سوال تحقیق می پردازد:

راه حل ها و چالش های بالقوه برای تبدیل مدل های اطلاعاتی برای مدل های IFC به مدل های UML طبق استانداردهای ISO/TC 211 چیست؟
چه روابطی را می توان بین مفاهیم اصلی در مدل های اطلاعاتی برای IFC و مفاهیم مدل های اصلی ISO/TC 211 تعریف کرد؟
راه حل ها و چالش های بالقوه برای استخراج طرحواره های پیاده سازی برای EXPRESS و زبان نشانه گذاری جغرافیایی (GML) از مدل های IFC UML چیست؟

2. بررسی ادبیات

2.1. مدل های اطلاعاتی برای BIM و GIS

BIM در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 به عنوان یک دامنه کاربردی معرفی شد، در حالی که اولین نسخه IFC در سال 1996 منتشر شد . الحاقات بیشتر در حال توسعه طرحواره های توصیف شده با زبان مدل سازی EXPRESS [ 2 ] مشخصات رسمی کامل مدل اطلاعات IFC هستند. علاوه بر این، نمایش مدل در XML و زبان هستی شناسی وب (OWL) نیز موجود است. سایر مشخصات مکمل IFC برای مدیریت اطلاعات – به ویژه، تعاریف نمایش مدل (MVD). کتابچه راهنمای تحویل اطلاعات (IDM)؛ تعریف مجموعه ویژگی (PSD)؛ و فرهنگ لغت چارچوب بین المللی (IFD).

دامنه کاربرد GIS در اواخر دهه 1960 ظهور کرد. از سال 1994، ذینفعان اصلی استانداردسازی در حوزه GIS ISO/TC 211 و OGC [ 7 ] بوده است. استانداردهای توسعه یافته توسط ISO/TC 211 مفاهیم انتزاعی کلی را برای مدل‌های اطلاعات مکانی تعریف می‌کنند، که در آن سه استاندارد اصلی اساس استفاده از UML و MDA هستند: ISO 19103 [ 19 ] استفاده از UML و MDA را رسمیت می‌دهد و انواع داده‌های اصلی را تعریف می‌کند. ISO 19109 [ 20 ] قوانین و معناشناسی بیشتری را برای مدل سازی طرحواره های کاربردی مشخص می کند. در نهایت، ISO 19136 [ 21] فرمت استاندارد تبادل GML را تعریف می کند. معناشناسی مورد نیاز در UML برای پیاده سازی به عنوان طرحواره های GML. و قوانین تبدیل از UML به GML. علاوه بر این، مفاهیم انتزاعی برای هندسه و ارجاع فضایی تعریف شده در ISO 19107 [ 22 ] و ISO 19111 [ 23 ] در محدوده این مقاله حیاتی هستند.

مفاهیم کلی تعریف شده توسط ISO/TC 211 پایه و اساس طرحواره های کاربردی خاص را برای پیاده سازی مستقیم در برنامه های GIS ایجاد می کند. مقامات و سازمان‌ها طرح‌های کاربردی استاندارد شده را در سطوح ملی و بین‌المللی برای موضوعات متعدد، به عنوان مثال، نقشه‌های پایه، زمین‌شناسی، زیرساخت‌ها، پوشش زمین، و مدیریت زمین تعریف کرده‌اند. از جمله این موارد می‌توان به مشخصات داده‌های INSPIRE اروپا [ 24 ]، مشخصات TN-ITS برای مقررات ترافیک جاده‌ای [ 25 ] و مشخصات OGC اشاره کرد. OGC طیف گسترده ای از طرحواره های کاربردی را توسعه داده است، که در آن CityGML [ 15 ] برای مدل های سه بعدی شهر و LandInfra/InfraGML [ 26 ]] برای زیرساخت اغلب به عنوان معادل IFC در حوزه GIS نامیده می شود [ 9 ، 16 ].

در سال های گذشته حرکتی به سمت همکاری نزدیکتر بین buildingSMART و OGC دیده شده است. مدل مفهومی LandInfra با همکاری buildingSMART و OGC [ 27 ] توسعه یافت و پایه و اساس مدل‌های زیرساختی را در هر دو حوزه کاربردی ایجاد کرد. با این حال، مدل‌های اطلاعاتی خاص‌تر برای زیرساخت هنوز به‌طور ناهمگن برای دو حوزه کاربردی توسعه می‌یابند: اتاق زیرساخت ساختمانSMART الحاقاتی را برای IFC توسعه می‌دهد [ 28 ]، در حالی که OGC مدل‌های InfraGML [ 26 ] را توسعه داده است. IFC نسخه 4.1 ترازها را به عنوان یک مفهوم اصلی برای زیرساخت، بر اساس مدل مفهومی LandInfra معرفی کرد. افزونه های بیشتر برای اطلاعات پل در استاندارد کاندید IFC نسخه 4.2 معرفی شده است [29 ]، در حالی که توسعه برای جاده، راه آهن و سایر حوزه های زیرساختی در دست توسعه است. به موازات توسعه IFC برای زیرساخت، OGC استانداردهای رمزگذاری InfraGML [ 26 ] را توسعه داده است، که در آن مدل Alignments در بخش 3 [ 30 ] بر اساس مدل مفهومی LandInfra برای هم ترازی است.

2.2. ادغام BIM و GIS

ادغام BIM و GIS به یک فعالیت تحقیقاتی جامع در هر دو حوزه کاربردی تبدیل شده است. مطالعات مروری اخیر افزایش جهانی در تحقیقات در مورد ادغام بین BIM و GIS را نشان داد: ژو و همکاران. [ 9 ] به تکامل از سه استناد در مورد BIM و GIS در سال 2009 به 37 در سال 2014 و 313 در سال 2017 اشاره کرد. در حالی که سونگ و همکاران [ 10 ] همان تکامل استنادها و روند مشابهی را برای انتشارات مشاهده کرد. آنها به طور متوسط شش مقاله منتشر شده در طول سال های 2008 تا 2014، 19 مقاله در سال 2015 و 27 مقاله در سال 2016 پیدا کردند. لیو و همکاران. [ 8 ]، و همچنین ژو و همکاران. [ 9]، از دست دادن اطلاعات را چالشی برای ادغام در نظر گرفت و دریافت که تبدیل معناشناسی موضوعی چالش برانگیزتر از تبدیل هندسه است. لیو و همکاران [ 8 ] به باز بودن و همکاری در توسعه مدل های اطلاعاتی به عنوان کلیدهای یکپارچه سازی موفق اشاره کرد. آنها اکثر راه حل های فعلی برای تبادل معناشناسی را به عنوان پروژه خاص دسته بندی کردند.

لیو و همکاران [ 8 ] دریافت که مشخصات OGC CityGML، IndoorGML و LandInfra/InfraGML با دامنه BIM تقاطع دارند و ممکن است مانع بین BIM و GIS را کاهش دهند. با این حال، آنها خاطرنشان کردند که مشخصات OGC تنها از دیدگاه های خاص راه حل ها را ارائه می دهد. دانکرز و همکاران [ 16 ]؛ دنگ و همکاران [ 17 ]؛ هور و همکاران [ 31 ]؛ کانگ و هونگ [ 32 ]; Knoth و همکاران [ 33 ]؛ اوهوری و همکاران [ 34 ]؛ و Vilgertshofer و همکاران. [ 35 ] چند نمونه از مقالاتی هستند که ادغام بین BIM و GIS را از طریق نقشه برداری طرحواره بین IFC و CityGML توصیف می کنند. نیستروج و همکاران [ 36] مدل های اطلاعاتی را برای تبادل اطلاعات دارایی های جاده ای مورد بحث قرار داد و اشاره کرد که پیاده سازی InfraGML ممکن است آسان تر از IFC باشد زیرا برنامه های GIS به طور گسترده از فرمت GML پشتیبانی می کنند. کاویشا و همکاران [ 11 ] استانداردهای LandInfra/InfraGML و توسعه‌های IFC Infrastructure را مورد بحث قرار داد و خاطرنشان کرد که LandInfra/InfraGML می‌تواند به پر کردن شکاف بین BIM و GIS کمک کند.

گروه کاری مشترک OGC و buildingSMART Integrated Digital Built Environment (IDBE) چالش ها و احتمالات یکپارچه سازی بین IFC، CityGML و InfraGML را مورد بحث قرار دادند [ 14 ]. آنها به چهار چالش غالب اشاره کردند: اهداف مختلف، مفهوم سازی متفاوت از اشیاء دنیای واقعی، زبان های مدل سازی مختلف و تفاوت در بازنمایی فضایی. از جمله اقدامات پیشنهادی برای بهبود قابلیت همکاری و یکپارچگی، واژگان مشترک و هماهنگی مفاهیم بود.

در سطح انتزاعی تر، Onstein و Tognoni [ 12 ] و Roxin و همکاران. [ 13 ] مفاهیم اصلی IFC را با مفاهیم معادل استانداردهای ISO/TC 211 مقایسه کرده اند. Onstein و Tognoni [ 12 ] طرح هسته IFC را با مدل ویژگی عمومی ISO 19109 (GFM) در یک مطالعه موردی در مورد مجوزهای ساختمانی مقایسه کردند. روکسین و همکاران [ 13 ] پیشنهاد کرد که طرحواره های IFC و مدل های ISO/TC 211 در سطوح مختلف انتزاع شرح داده شده در ISO 19103 همسو شوند – رویکردی که در کار مشترک بین ISO/TC 59/SC 13 و ISO/TC 211 در ISO فنی مورد بحث قرار گرفته است. گزارش (TR) 23262 [ 37] همچنین. ISO TR 23262 موانع را بررسی می کند و اقداماتی را برای بهبود قابلیت همکاری بین استانداردهای GIS و BIM پیشنهاد می کند.

تبدیل بین مدل های اطلاعاتی عمدتاً با ابزارهای اسکریپت نویسی و ETL (Extract, Transform, Load) [ 36 ] اجرا شده است. علاوه بر این، فناوری‌های وب معنایی مانند هستی‌شناسی‌های OWL یک رویکرد امیدوارکننده برای ادغام در نظر گرفته شده‌اند. یک هستی شناسی مرجع – که به عنوان LinkSet نیز شناخته می شود – می تواند روابط بین مفاهیم را در مدل های مختلف توصیف کند و سپس برای پیوند دادن اطلاعات بر اساس مدل های اطلاعاتی ناهمگن استفاده شود. این رویکرد در، به عنوان مثال، لیو و همکاران شرح داده شده است. [ 8 ]؛ هور و همکاران [ 31 ]؛ و روکسین و همکاران [ 13 ]، و در پروژه INTERLINK اروپا برای زیرساخت اجرا شد [ 38 ، 39 ].

2.3. EXPRESS و UML

زبان EXPRESS در بخش 11 سری ISO 10303 STEP (استاندارد برای تبادل داده های مدل محصول) استاندارد شده است [ 2 ]. EXPRESS یک نحو رسمی و واژگانی دارد، در حالی که نمایش گرافیکی زیرمجموعه ای از زبان را می توان با EXPRESS-G توصیف کرد. UML توسط گروه مدیریت شی (OMG) توسعه و نگهداری می شود و به عنوان ISO/IEC 19505 بخش 1 و 2 استاندارد شده است [ 4 ، 5 ]. UML عمدتاً یک زبان گرافیکی است اما شامل معناشناسی برای مستندسازی و پیاده‌سازی مصنوعات تعریف‌شده در مدل‌ها است. برنامه های افزودنی و محدودیت ها برای استفاده خاص از UML را می توان در پروفایل هایی مانند نمایه ISO/TC 211 UML که در ISO 19103 تعریف شده است، رسمیت داد [ 19 ].

چند نشریه در مورد تبدیل بین EXPRESS و UML بحث کرده اند: آرنولد و پودل [ 40 ] یک نقشه برداری بین نمودارهای کلاس EXPRESS-G و UML را توصیف کردند. Krause و Kaufmann [ 41 ] نگاشت مفاهیم را در سطح metamodel توصیف کردند، در حالی که پروژه “exff” (exPRESS به صورت رایگان) [ 42 ] قوانین نگاشت را از EXPRESS به فرمت UML Interchange XMI تعریف کرد. OMG یک نمایش کامل از EXPRESS در UML با متامدل UML برای EXPRESS [ 43 ] تعریف می کند.

یک کار ضروری برای تبدیل از EXPRESS به دیگر زبان‌های مدل‌سازی توسط Pauwels و Terkaj [ 44 ] انجام شد. آنها تبدیلی از EXPRESS به OWL را برای مدل IFC توصیف کردند. بر اساس کار آنها، OWL به یک قالب رسمی برای طرحواره های IFC تبدیل شده است [ 1 ]. کار با اصلاحات بیشتر برای مدولارسازی [ 45 ] و هندسه [ 46 ] تکمیل شده است. چندین اصل تبدیل شرح داده شده توسط Pauwels و Terkaj ممکن است برای تبدیل از EXPRESS به UML نیز اعمال شود.

پروژه‌های زیرساختی IFC برای راه‌آهن و راه‌آهن از UML به‌عنوان ابزار اصلی خود برای مدل‌سازی اطلاعات استفاده کرده‌اند، و buildingSMART انتقال آتی از EXPRESS به UML را به‌عنوان زبان مدل‌سازی اصلی برای IFC اعلام کرده است [ 47 ]. هدف حفظ مدل مفهومی در UML و تولید طرح‌واره‌های پیاده‌سازی برای EXPRESS، XML و OWL است. نسخه پیش‌نویس مدل IFC-UML و اسکریپت‌های تبدیل اخیراً در دسترس قرار گرفته است [ 48 ]. مدل IFC-UML مستقل از نمایه‌های UML و قوانین تعریف‌شده توسط ISO/TC 211 توسعه یافته است. بنابراین – اگرچه مدل‌های اطلاعاتی از هر دو حوزه کاربردی در UML در دسترس هستند – به دلیل استفاده متفاوت از زبان مدل‌سازی همچنان ناهمگن هستند.

3. مواد و روش

شکل 1 ، مواد و روش مورد استفاده برای بررسی سؤالات تحقیق را در فرآیندی با پنج مرحله نشان می دهد. دانش پایه از طریق مطالعات دقیق مشخصات زبان EXPRESS و UML و استفاده از آنها برای مدل های اطلاعاتی IFC و ISO/TC 211 ایجاد شد. مواد منبع برای مطالعات در جدول 1 فهرست شده است.

بر اساس دانش گام اول، ما توانستیم راه حل ها و چالش های بالقوه برای تبدیل را شناسایی کنیم و الگویی برای تبدیل از مفاهیم IFC ارائه شده در EXPRESS به نمایندگی در UML طبق استانداردهای ISO/TC 211 ایجاد کنیم. الگوی تبدیل در بخش 4.1 توضیح داده شده است ، با نتایج مثال در بسته UML و نمودارهای کلاس.

نمایش UML مطابق با ISO/TC 211 از IFC برای مقایسه و ارتباط مفاهیم اصلی IFC با مفاهیم اصلی استانداردهای ISO/TC 211، همانطور که در بخش 4.2 توضیح داده شد، استفاده شد . بر اساس نتایج و دانش مراحل قبلی، ما الگوهای تبدیل از UML به طرحواره های پیاده سازی را برای EXPRESS و GML ایجاد کردیم که در بخش 4.3 توضیح داده شده است . در نهایت، نتایج حاصل از تبدیل دو طرفه در بخش 5 ارزیابی و مورد بحث قرار می‌گیرد .

منابع داده و ابزارهای مورد استفاده برای تبدیل های دو جهته در جدول 2 فهرست شده اند ، در حالی که مدل های کامل UML، طرحواره های پیاده سازی و اسکریپت های تبدیل به صورت آنلاین در [ 49 ] موجود هستند. نماد بسته UML و نمودارهای کلاس همانطور که در بخش 4 ارائه شده است در مشخصات UML [ 3 ] مشخص شده است و برای استفاده در مدل های ISO/TC 211 UML در ویکی ISO/TC 211 در بهترین شیوه های UML [ 50 ] نشان داده شده است. توضیحات بیشتر UML را می توان به عنوان مثال در [ 51 ] یافت.

4. نتایج

4.1. تبدیل مدل های IFC به مدل های UML مطابق با ISO/TC 211

4.1.1. نمای کلی الگوی تبدیل

ما الگویی را برای تبدیل از مدل های اطلاعاتی IFC به مدل UML با توجه به پروفایل ها و قوانین تعریف شده توسط ISO/TC 211 ایجاد کردیم: نمایه UML تعریف شده در ISO 19103، با پسوندهای تعریف شده در ISO 19109 و ISO 19136. ISO 19109 GFM؛ و قوانین مدلسازی تعریف شده در ISO 19103، ISO 19109، و ISO 19136. الگوی تبدیل، تبدیل از طرحواره های EXPRESS را توصیف می کند، زیرا IFC-UML رسمی هنوز در حال توسعه است. جدول 3 یک نمای کلی از الگوی تبدیل را ارائه می دهد، در حالی که بندهای بعدی جزئیات بیشتر الگوی تبدیل را توضیح می دهند.

الگوی تبدیل تفاوت‌های بین زبان‌های EXPRESS و UML و همچنین استفاده خاص از EXPRESS برای IFC و UML برای استانداردهای ISO/TC 211 و OGC را در نظر می‌گیرد. مفاهیم طرح‌واره‌های IFC EXPRESS به‌عنوان مفاهیمی که در نمایه توسعه‌یافته ISO/TC 211 UML و ISO 19109 GFM شرح داده شده است، پیاده‌سازی می‌شوند.

هدف این الگو کاهش ناهمگونی بین BIM و GIS با انتقال طرح‌واره‌های IFC به محیط UML مشابه مدل‌های اطلاعات GIS و امکان نگهداری آینده مدل‌های IFC هماهنگ با استانداردهای ISO/TC 211 و OGC است. رویکرد ما گسترده تر از آن چیزی است که در [ 44 ] توضیح داده شد، جایی که دامنه هستی شناسی تبدیل شده تبدیل فایل های IFC موجود به RDF است. رویکرد ما همچنین با کار بر روی IFC-UML رسمی [ 48 ] متفاوت است، زیرا ما مدل IFC را به مفاهیم اصلی ISO/TC 211 مرتبط می‌کنیم.

از آنجایی که الگوی تبدیل ما از پروفایل ها و قوانین تعریف شده در استانداردهای ISO/TC 211 پیروی می کند، تفاوت هایی با مدل پیش نویس ساختمانSMART IFC-UML [ 48 ] دارد. تفاوت ها در جدول 4 ذکر شده است . مهمترین؛ مدل IFC-UML بیشتر از معنای EXPRESS به طور خاص تعریف شده است. برعکس، الگوی ما انواع اولیه EXPRESS را به انواع ISO 19103 تبدیل می کند. انتخاب انواع به اتحادیه ها. و توابع و قوانین را به عنوان عملیات در رابط ها گروه بندی کنید.

4.1.2. طرحواره

گروه بندی مدل ها در قسمت های کوچکتر به ویژه برای مدل های بزرگ با عناصر زیاد مفید است. مفهوم ساختاری اصلی EXPRESS طرح واره است که محدوده مجموعه ای از موارد را که بخشی یا تمام یک مدل را تشکیل می دهند، تعریف می کند [ 2 ]. مشخصات IFC چهار لایه مفهومی را با مجموع 38 طرحواره تعریف می کند، همانطور که در [ 29 ] ارائه شده است: لایه منبع (21 طرحواره)، لایه هسته (چهار طرحواره)، لایه تعامل پذیری (پنج طرحواره) و لایه دامنه (8 طرحواره). طرحواره ها). با وجود ساختار لایه و طرحواره، مشخصات رسمی IFC در یک طرح EXPRESS بزرگ توضیح داده شده است – به عنوان مثال، IFC نسخه 4.2 [ 29 ]. با این حال، پیش نویس IFC 4.3 مشخصات جاده ها [ 53] که در تبدیل مورد استفاده قرار گرفت در طرحواره های جداگانه با توجه به معماری طرحواره در [ 29 ] شرح داده شد.

مفهوم بسته در UML برای ساختاردهی و سازماندهی کلاس ها و انواع داده ها در مدل های UML، معادل طرحواره ها در EXPRESS استفاده می شود. بنابراین، هر طرح EXPRESS را می توان به یک بسته UML تبدیل کرد. لایه‌های مفهومی IFC با گروه‌بندی بسته‌ها در چهار بسته اصلی که لایه‌ها را نشان می‌دهند، حفظ می‌شوند، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. علاوه بر این، ISO 19109 کلیشه “ApplicationSchema” را برای بسته های UML که حاوی یک طرح مفهومی برای یک مدل دامنه خاص هستند، تعریف می کند. طبق قوانین ISO 19109، یک طرح کاربردی نباید دارای طرح کاربردی دیگری باشد. بنابراین کلیشه فقط به بسته IFC ریشه در مدل UML اضافه می شود.

ساختار Reference در EXPRESS موجودیت ها و انواعی از طرحواره های دیگر را مشخص می کند که در طرح فعلی مجددا استفاده می شوند. یک مثال معمولی استفاده مجدد از عناصر از طرحواره های لایه منبع IFC در طرحواره های لایه Interoperability و Domain است. الگوی تبدیل ما دستورات REFERENCE FROM را از EXPRESS به وابستگی های بسته به بسته در UML تبدیل می کند و وابستگی ها را بیشتر به بسته های لایه مفهومی IFC، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، جمع می کند. این وابستگی های بسته عمدتاً برای تجسم وابستگی ها استفاده می شوند. وابستگی‌های رسمی در مدل UML از عناصر موجود در هر بسته و روابط آنها و دامنه‌های ارزش ویژگی از بسته‌های دیگر مشتق شده‌اند.

4.1.3. وجود، موجودیت

مفهوم Entity در EXPRESS و مفهوم Class در UML در چندین مطالعه معادل در نظر گرفته شده است، برای مثال [ 40 ، 41 ]. ISO 19109 GFM متاکلاس UML “Class” را به متاکلاس UML “FeatureType” که با کلیشه “FeatureType” پیاده سازی شده است، تخصصی می کند. بنابراین، ما موجودیت های EXPRESS را با کلیشه “FeatureType” به کلاس های UML تبدیل می کنیم. علاوه بر این، EXPRESS، و همچنین UML، مفاهیمی برای کلاس های انتزاعی و سلسله مراتب کلاس ها دارند. موجودیت‌های EXPRESS انتزاعی به کلاس‌های UML انتزاعی تبدیل می‌شوند، در حالی که عبارت EXPRESS SUPERTYPE OF به تعمیم‌های UML تبدیل می‌شود. شکل 3بخشی از سلسله مراتب کلاس IFC را نشان می دهد و بر وراثت از ابرکلاس انتزاعی هسته IfcRoot به کلاس قابل پیاده سازی IfcFacility تاکید می کند.

4.1.4. انواع داده های پیش فرض و انواع داده های تعریف شده

اعلان های نوع در EXPRESS معادل انواع داده ها در UML در نظر گرفته می شوند [ 40 ، 41 ]. زبان EXPRESS مجموعه ای از انواع داده های ساده پیش فرض را تعریف می کند: باینری، بولی، صحیح، منطقی، NUMBER، REAL و STRING. ISO 19103 انواع داده های معادل را برای استفاده در مدل های UML اطلاعات مکانی تعریف می کند. الگوی تبدیل ما یک نگاشت بین انواع داده های پیش فرض EXPRESS و انواع داده های معادل ISO 19103 را برای استفاده در تبدیل انواع داده های تعریف شده اعمال می کند.

طرحواره های IFC EXPRESS طیفی از انواع داده های اصلی ساده را برای IFC بر اساس انواع داده های پیش فرض EXPRESS تعریف می کنند. به عنوان مثال، IfcInteger (INTEGER)، IfcReal (REAL) و IfcBoolean (BOOLEAN). علاوه بر این، انواع داده های ساده تری مانند IfcAreaMeasure (REAL) و IfcCountMeasure (NUMBER) نیز تعریف شده اند. انواع داده های ساده (هسته ای و خاص) IFC، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، به گونه های داده UML با پیوندهای تحقق از انواع داده های معادل ISO 19103 تبدیل می شوند .

تخصص های محدود انواع داده های ساده IFC، به عنوان مثال، IfcPositiveInteger (IfcInteger) و IfcNormalisedRatioMeasure (IfcRatioMeasure) به گونه های فرعی از نوع داده ای که تخصصی می کنند، تبدیل می شوند، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است. تبدیل محدودیت های EXPRESS در انواع و موجودیت ها در بخش 4.1.9 توضیح داده شده است.

4.1.5. انواع داده های تجمیع

انواع داده های تجمعی EXPRESS مجموعه های مرتب یا نامرتب را نشان می دهند. سه نوع داده انباشته EXPRESS مختلف در طرحواره های IFC EXPRESS استفاده می شود: ARRAY، LIST و SET. آرایه مجموعه ای فهرست شده و مرتب شده با تعداد اعضای ثابت است. یک لیست مجموعه ای مرتب شده با تعداد اعضای قابل انعطاف است. در حالی که یک مجموعه یک مجموعه نامرتب است. انواع داده های تجمیع به طور گسترده برای دامنه های ویژگی در طرح IFC EXPRESS استفاده می شود اما فقط برای چند نوع اعلان: یک آرایه، سه LIST و یک SET، همانطور که در جدول 5 فهرست شده است.

الگوی تبدیل ما برای انواع داده‌های تجمیع، از رویکردی مشابه با تبدیل از EXPRESS به OWL که در [ 44 ] توضیح داده شده است، پیروی می‌کند: انواع داده‌های تجمع به انواع داده‌های UML با ویژگی‌ها (ویژگی‌ها یا انجمن‌ها) تبدیل می‌شوند که مجموعه‌ها را نگه می‌دارد. تعدد ویژگی ها تعداد نمونه های ممکن را مشخص می کند و نمونه های متعدد یک مجموعه را تشکیل می دهند. جزئیات الگوی تبدیل در جدول 6 توضیح داده شده است ، در حالی که شکل 5 پنج نوع داده تجمیع IFC را به عنوان نوع داده UML نشان می دهد.

4.1.6. شمارش ها

مفهوم Enumeration در EXPRESS و UML معادل است و مجموعه ای از نام ها را تعریف می کند که مقادیر معتبر برای یک ویژگی هستند. شمارش های قابل توسعه در EXPRESS با کلمه کلیدی EXTENSIBLE تعریف می شوند و معادل مفهوم CodeList تعریف شده در ISO 19103 هستند. ISO 19103 مستلزم آن است که مفهوم CodeList باید استفاده شود مگر اینکه همه مقادیر ممکن شناخته شده باشند. با این حال، شمارش های توسعه پذیر در IFC استفاده نمی شود. بنابراین، شمارش‌های طرح‌واره‌های IFC EXPRESS، همانطور که برای نمونه‌هایی در شکل 6 نشان داده شده است، به شمارش‌های UML تبدیل می‌شوند .

4.1.7. Datatypes را انتخاب کنید

انتخاب انواع داده در EXPRESS مجموعه ای از انواع داده را تعریف می کند که ممکن است به عنوان دامنه مقدار برای یک ویژگی استفاده شود. فقط یکی از انواع داده ها در انتخاب می تواند برای یک نمونه ویژگی منفرد اعمال شود. نمایه UML در ISO 19103 مفهوم معادل اتحادیه را تعریف می کند. بنابراین، انواع انتخاب IFC EXPRESS به اتحادیه های UML تبدیل می شوند، همانطور که در ISO 19103 تعریف شده است. شکل 7 نمونه هایی از انواع داده های انتخابی IFC را نشان می دهد که به اتحادیه های UML تبدیل شده اند.

4.1.8. ویژگی های

ویژگی‌های EXPRESS برای توصیف ویژگی‌های موجودیت‌ها، مشابه ویژگی‌های UML (ویژگی‌ها و انجمن‌ها)، که برای توصیف ویژگی‌های کلاس‌ها استفاده می‌شوند، استفاده می‌شوند. بنابراین، ویژگی‌های طرحواره‌های IFC EXPRESS به ویژگی‌های UML یا ارتباط تبدیل می‌شوند. با توجه به بهترین شیوه‌های پذیرفته‌شده برای UML [ 58 ]، اگر دامنه ارزش یک نوع داده باشد، ویژگی‌ها باید به‌عنوان ویژگی‌ها مدل‌سازی شوند و اگر دامنه ارزش یک کلاس باشد، تداعی‌شوند. بنابراین، ویژگی‌های IFC EXPRESS با یک نوع داده به عنوان دامنه ارزش، به ویژگی‌های UML تبدیل می‌شوند، در حالی که ویژگی‌های IFC EXPRESS با یک موجودیت به‌عنوان دامنه ارزش، به پیوندهایی تبدیل می‌شوند که به UML FeatureTypes اشاره می‌کنند.

برای مطابقت با ISO 19103 و ISO 19109 و در عین حال حفظ اعلامیه های کامل از EXPRESS، باید برخی نگرانی ها اتخاذ شود. نگرانی ها در الگوی تبدیل ویژگی در جدول 7 توضیح داده شده است.

شکل 8 نمونه هایی از موجودیت های IFC و ویژگی های آنها را نشان می دهد که به کلاس ها و ویژگی های UML تبدیل شده اند. ارتباط از IfcAligment2DHorizontal به IfcAligment2DHorizontalSegment از عبارت ویژگی EXPRESS ” Segments:LIST [1:?] OF IfcAlignment2DHorizontalSegment" تبدیل می شود. مشخصه dim و محدودیت همراه در کلاس IfcCurve از عبارت ویژگی EXPRESS ” DERIVE Dim:IfcDimensionCount:= IfcCurveDim(SELF)" تبدیل می شود. کلاس IfcAlignment ویژگی های به ارث رسیده از کلاس های IfcRoot و IfcObject را نشان می دهد.

4.1.9. محدودیت ها

طرحواره‌های IFC EXPRESS از محدودیت‌ها برای تعیین محدودیت‌ها در انواع، موجودیت‌ها و ویژگی‌ها، بر اساس کلیدواژه‌های EXPRESS UNIQUE، INVERSE، DERIVE و WHERE استفاده می‌کنند، در حالی که محدودیت‌های عناصر UML در زبان محدودیت شی (OCL) [ 59 ] مشخص شده‌اند. سینتکس از محدودیت های EXPRESS ممکن است به OCL ترجمه شود، اما نحو ها به طور قابل توجهی متمایز هستند. ترجمه به صورت خودکار آسان نیست و به احتمال زیاد نیاز به کار دستی دارد.

علاوه بر این، محدودیت‌های WHERE در انواع داده‌ها و ویژگی‌ها ممکن است به قطعات تقسیم شده و در مقادیر برچسب‌گذاری شده ذخیره شوند که می‌توانند برای استخراج نیازمندی‌ها در طرحواره‌های پیاده‌سازی استفاده شوند. به عنوان مثال، محدودیت ” ValidRange: 1 <= SELF <= 31 ” را می توان به عنوان یک مقدار برچسب گذاری شده برای مقدار معتبر پایین تر و یکی برای مقدار معتبر بالاتر ذخیره کرد. مقادیر برچسب‌گذاری شده می‌توانند به‌عنوان محدودیت‌های «minInclusive» و «maxInclusive» در طرح‌واره‌های XML و به‌عنوان یک اعلان WHERE در طرح‌واره‌های EXPRESS پیاده‌سازی شوند. مشابه ترجمه های OCL، تقسیم اعلان و ذخیره قطعات به عنوان مقادیر برچسب گذاری شده، عملیات پیچیده ای است که به احتمال زیاد نیاز به کار دستی دارد.

الگوی تبدیل ما محدودیت‌های EXPRESS را به محدودیت‌های UML با حفظ نحو EXPRESS و با ویژگی‌های محدودیت‌های UML مشتق‌شده، همانطور که در جدول 8 توضیح داده شده است، تبدیل می‌کند. یک برنامه افزودنی آینده ممکن است شامل تبدیل به OCL و تقسیم به مقادیر برچسب‌گذاری شده باشد. شکل 9 نمونه هایی از محدودیت های IFC را در مدل UML نشان می دهد.

علاوه بر حفظ محدودیت‌ها، الگوی تبدیل نام نقش و تعدد را در سمت موجودیت مرتبط از اعلان‌های INVERSE استخراج می‌کند. اعلان INVERSE ” Positions:SET [0:?] OF IfcRelPositions FOR RelatingPositioningElement ” برای IfcPositioningElement به نام نقش “positions” و تعدد 0..* در انتهای انجمن IfcRelPositions استخراج می شود، همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است.

4.1.10. توابع و قوانین

توابع EXPRESS برای محاسبه مقادیر مشخصه های مشتق شده و برای اعتبارسنجی محتوای یک مجموعه داده IFC استفاده می شود، در حالی که قوانین EXPRESS برای محدود کردن محتوای یک مجموعه داده استفاده می شود. مشابه محدودیت ها، توابع و قوانین در نحو خاص EXPRESS نوشته می شوند. مفهوم معادل توابع و قوانین EXPRESS در UML عملیات است.

پیشنهاد ما ایجاد یک رابط UML برای توابع EXPRESS و یکی برای قوانین در هر بسته UML است. هر تابع و قانون از طرحواره EXPRESS منفرد به عنوان عملیات در این رابط ها تعریف می شود و نحو اصلی EXPRESS به عنوان کد حفظ می شود. با رویکرد رابط، عملیات مربوطه را می توان در کلاس هایی که باید در آن استفاده شود، تحقق بخشید. به عنوان مثال، کلاس IfcCurve عملیات ifcCurveDim را به منظور محاسبه ویژگی مشتق شده “dim”، همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است، پیاده سازی می کند .

4.2. ارتباط مدل IFC با مفاهیم انتزاعی از استانداردهای ISO/TC 211

4.2.1. مفاهیم اصلی

ISO 19103 رویکرد MDA را برای مدل های اطلاعات مکانی با چهار لایه انتزاعی تعریف می کند، همانطور که در شکل 11 نشان داده شده است. متامدل ها در سطح اول نحوه تعیین مدل های اطلاعاتی را مشخص می کنند. طرحواره های انتزاعی در سطح دوم مفاهیم پایه اطلاعات را تعریف می کنند. طرحواره های کاربردی در سطح 2 از مفاهیم انتزاعی مجدد استفاده می کنند و مدل های دامنه خاصی را تعریف می کنند. در حالی که سطح چهارم شامل طرحواره های پیاده سازی برای فناوری های پیاده سازی خاص است. طرح‌واره‌های مفهومی در سطح دو و سه مستقل از فناوری‌های پیاده‌سازی هستند، در حالی که طرح‌واره‌های پیاده‌سازی در سطح چهار از طرح‌واره‌های مفهومی مبتنی بر قوانین تبدیل‌ها مشتق شده‌اند.

مدل IFC یک مدل دامنه خاص برای محیط ساخته شده است، شبیه به OGC CityGML و LandInfra/InfraGML. الگوی تبدیل شرح داده شده در بخش 4.1 مدل اطلاعات IFC را به یک طرح کاربردی مفهومی (سطح سه در شکل 11 ) بر اساس متامدل های سطح بالای شکل 11 – نمایه UML ISO 19103 و ISO 19109 GFM – تبدیل می کند. علاوه بر این، مدل IFC شامل چندین مفهوم اصلی است که ممکن است با مفاهیم معادل از طرح‌واره‌های انتزاعی ISO/TC 211 در سطح 2 مقایسه و مرتبط شوند. به‌ویژه، طرح‌واره‌های موجود در لایه‌های هسته و منبع از ساختار طرحواره اصلی IFC حاوی مفاهیم انتزاعی هستند که در آن‌ها مفاهیم معادل را می توان در طرحواره های ISO/TC 211 یافت.

اساسی ترین مفاهیم برای اشیا، خواص و روابط در IFC در طرح هسته IFC تعریف شده است. مفاهیم مشابه مفاهیم تعریف شده در ISO 19109 GFM هستند ( شکل 12)) که مفاهیمی را برای انواع ویژگی، انواع ویژگی، و انواع تداعی ویژگی برای استفاده در مدل‌های UML اطلاعات مکانی تعریف می‌کند. با این حال، طرح‌واره‌های IFC Kernel و ISO 19109 GFM بر اساس MDA در سطوح مختلف انتزاع هستند: ISO 19109 GFM یک متامدل است که در مدل‌های UML از طریق کلیشه‌ها پیاده‌سازی می‌شود. در مقابل، طرح هسته IFC کلاس های انتزاعی را با ویژگی هایی تعریف می کند که توسط زیر کلاس های قابل پیاده سازی به ارث می رسند. الگوی تبدیل ما همه موجودیت‌های IFC EXPRESS را به‌عنوان کلاس‌های UML تعریف می‌کند که متاکلاس GFM FeatureType را از طریق کلیشه «FeatureType» پیاده‌سازی می‌کنند. ویژگی های موجودیت از IFC EXPRESS به عنوان GFM PropertyTypes (AttributeType یا FeatureAssociationRole) در UML تعریف می شوند.

شکل 13 برخی از کلاس های اصلی از طرح هسته IFC را نشان می دهد. سوپرکلاس نهایی در IFC IfcRoot است که ویژگی های مشترکی را تعریف می کند که از طریق سلسله مراتبی از زیر کلاس ها به اکثر کلاس های IFC قابل پیاده سازی به ارث می رسد. IfcRoot را می توان تحقق اصلی یک FeatureType GFM و سوپرکلاس IdentifiedType در نظر گرفت. کلاس IfcObject ابرکلاس انتزاعی از کلاس های قابل پیاده سازی است که معمولاً ویژگی های دنیای واقعی را در استانداردهای GIS نشان می دهد. به عنوان مثال، کلاس ثابت IfcAlignment یک زیر کلاس از IfcObject است و همان ویژگی دنیای واقعی را به عنوان Alignment کلاس InfraGML نشان می دهد.

کلاس IfcTypeObject مفهومی را نشان می دهد که کمتر در استانداردهای GIS استفاده می شود. یک نمونه از IfcTypeObject مشخصه هایی را تعریف می کند که برای چندین نمونه از زیر کلاس های IfcObject مشترک هستند. اطلاعات کامل برای یک ویژگی خاص در دنیای واقعی – به عنوان مثال، یک نرده – ممکن است با دو نمونه در یک مجموعه داده IFC توصیف شود: یک نمونه از یک زیر کلاس IfcObject (IfcRailing) با اطلاعات فردی مانند مکان، و یک نمونه از یک مورد مرتبط. زیر کلاس IfcTypeObject (IfcRailingType) که حاوی اطلاعات استاندارد برای همه نمونه های این نوع خاص از نرده است.

IfcPropertyDefinition مفهومی را برای تخصیص انعطاف پذیر خصوصیات به اشیاء منفرد و نوع اشیاء از طریق مجموعه ویژگی ها (IfcPropertySet) تعریف می کند. در حالی که استانداردهای GIS اغلب ویژگی‌های ثابت را برای هر نوع ویژگی تعریف می‌کنند، IFC استفاده گسترده‌ای از مجموعه‌های ویژگی‌هایی دارد که خارج از طرحواره‌های IFC تعریف شده‌اند، بر اساس ساختار Property Set Definition [ 61 ]. یک مفهوم معادل در InfraGML وجود دارد، با کلاس‌های Property و PropertySet که می‌توانند به هر نمونه ویژگی اختصاص داده شوند. مفهوم مجموعه ویژگی یک رویکرد انعطاف‌پذیر را نشان می‌دهد، اما برای پیاده‌سازی و تبادل اطلاعات چالش‌برانگیزتر است، زیرا توصیف محتوا خارج از طرحواره تعریف می‌شود.

زیر کلاس های IfcRelationship برای مرتبط کردن نمونه های کلاس های IFC استفاده می شود، جایی که کلاس رابطه نوع رابطه را تعریف می کند: assign، associate، connect، declare، decompose یا define. بر خلاف تداعی ویژگی های GFM، روابط IFC کلاس هایی هستند که ممکن است دارای ویژگی باشند. علاوه بر این، طرحواره های IFC روابط خاصی را بین کلاس های خاص تعریف نمی کنند. فقط مفاهیم روابط بین نمونه ها تعریف شده است. مشابه مجموعه‌های دارایی، این رویکرد انعطاف‌پذیرتر است اما ممکن است برای اجرا و تبادل اطلاعات چالش‌برانگیزتر باشد.

4.2.2. طرحواره های منابع IFC و طرحواره های مفهومی انتزاعی ISO/TC 211

رابطه بین انواع داده های ساده IFC EXPRESS و انواع داده های ISO 19103 در الگوی تبدیل در بخش 4.1 تعریف شده است.، که در آن انواع داده های ساده IFC به طور خودکار به عنوان تحقق انواع داده های ISO 19103 تعریف می شوند. علاوه بر این، سایر مفاهیم انتزاعی تعریف شده در طرحواره های منبع IFC و طرحواره های مفهومی انتزاعی ISO/TC 211 نیز می توانند معادل در نظر گرفته شوند. قابلیت همکاری بهبود یافته بین طرحواره های IFC و GIS را می توان با استفاده از انواع داده های ISO/TC 211 – و نگاشت آنها به انواع XML – در طرحواره های IFC به دست آورد. بنابراین، ما روابط بین سه طرحواره منبع IFC و احتمالاً طرحواره های ISO/TC 211 معادل: IfcDateTimeResource، IfcMeasureResource و IfcGeometryResource را بررسی کردیم. سایر طرحواره های منابع IFC نیز کاندیدای ارتباط با طرحواره های ISO/TC 211 هستند و می توانند از طریق مطالعات بیشتر مورد بررسی قرار گیرند. جدول 9 سه طرحواره منبع IFC انتخاب شده و نمونه ISO/TC 211 آنها را فهرست می کند.

طرح IFC IfcDateTimeResource انواع داده را برای اطلاعات مربوط به زمان تعریف می کند. انواع داده ها به عنوان انواع داده های ساده در طرحواره های EXPRESS تعریف می شوند که با توضیحات متنی استفاده و قالب در اسناد IFC پشتیبانی می شوند. برای مثال، IfcDate به عنوان رشته ای تعریف می شود که باید به صورت YYYY-MM-DD فرمت شود، در حالی که IfcTime باید به صورت hh:mm:ss قالب بندی شود. الزامات قالب فقط در اسناد متنی تعریف شده است. آنها در طرحواره تعریف نشده اند. ISO 19103 و ISO 19108 مفاهیم مشابهی را برای انواع تاریخ و زمان تعریف می کند و ISO 19136 نگاشت های پیش فرض را برای انواع طرحواره XML استاندارد تعریف می کند. طرح XML محدودیت های ساختاری را در رشته های تاریخ و زمان تعیین می کند. ما انواع داده های تاریخ و زمان IFC را به عنوان تحقق انواع داده های معادل ISO 19103 و ISO 19108 تعریف کرده ایم، همانطور که در نشان داده شده است.شکل 14 .

طرح IFC IfcMeasureResource انواع داده را برای اطلاعات اندازه گیری تعریف می کند. مشابه انواع داده های تاریخ و زمان IFC، انواع داده های اندازه گیری IFC به عنوان انواع داده های ساده با توضیحات متنی محتوای مورد انتظار تعریف می شوند. واحد اندازه گیری بخشی از هر مقدار اندازه گیری شده نیست – به جز در کلاس عمومی IfcMeasureWithUnit – اما واحدهای پیش فرض برای یک مجموعه داده IFC را می توان در ویژگی unitsInContext در کلاس IfcProject مشخص کرد. ISO 19103 انواع اندازه گیری را برای استفاده در مدل های اطلاعات مکانی تعریف می کند که در آن واحد اندازه گیری برای هر مقدار اندازه گیری شده داده می شود. به منظور استفاده از انواع داده ISO 19103 برای IFC، ما انواع داده های اندازه گیری IFC را به عنوان تحقق انواع داده های اندازه گیری معادل ISO 19103 تعریف کرده ایم، همانطور که برای برخی از نمونه ها در شکل 15 نشان داده شده است.. چندین نوع داده اندازه گیری IFC در ISO 19103 دارای انواع داده های معادل نیستند. این ها به عنوان تحقق های کلاس اصلی Measure تعریف می شوند.

4.2.3. مفاهیم هندسه

تبدیل ویژگی‌های هندسی بین IFC و مدل‌های اطلاعاتی مبتنی بر مفاهیم ISO/TC 211 موضوع پیچیده‌ای است که در بسیاری از مطالعات مورد بحث قرار گرفته است (به عنوان مثال، دانکرز و همکاران [ 16 ]؛ دنگ و همکاران [ 17 ]؛ کانگ و هونگ [ 17]). 32 ] و اوهوری و همکاران [ 16 و 34 ]). چالش اصلی استفاده از جامدات جارو شده و جامدات سازنده برای هندسه محصولات در IFC است، در حالی که مدل های اطلاعات GIS از نمایش مرزی (BREP) برای نشان دادن هندسه ویژگی ها استفاده می کنند [ 17 ].]. مفاهیم هندسه در IFC در سه طرحواره منبع IFC تعریف شده اند: مفاهیم اساسی هندسه در IfcGeometryResource تعریف شده است. مفاهیم پیچیده تر برای نمایش هندسه جامد محصولات در IfcGeometricModelResource و IfcGeometryConstraintResource تعریف شده است. ما مطالعات خود را در مورد هندسه به روابط بین مفاهیم اساسی برای هندسه در IfcGeometryResource و مدل هندسه هسته ISO/TC 211 در ISO 19107 محدود کرده‌ایم [ 22 ]. ما پیشنهاد می کنیم که چندین نوع هندسه IFC را می توان به عنوان تحقق انواع هندسه معادل ISO 19107 تعریف کرد، همانطور که برای نمونه هایی در شکل 16 نشان داده شده است. با این حال، همه انواع هندسه IFC در ISO 19107 تعریف نشده اند و بالعکس.

4.3. اشتقاق مدل محور طرحواره های پیاده سازی

4.3.1. تبدیل از UML به GML

ISO 19136 فرمت تبادل GML را برای اطلاعات مکانی تعریف می کند. و قوانین تبدیل از UML به طرحواره های پیاده سازی XML برای GML. نرم افزار منبع باز ShapeChange [ 56 ] قوانین ISO 19136 و همچنین قوانین اضافی را برای استخراج خودکار طرحواره های پیاده سازی GML پیاده سازی کرده است. مدل UML تبدیل شده ما از IFC بر اساس ISO 19109 طراحی شده است و طرحواره های پیاده سازی GML می توانند مستقیماً با ShapeChange استخراج شوند. ما از همان ساختار مدولار شده برای طرحواره‌های GML مانند مدل UML، با یک طرح اصلی برنامه و فایل‌های طرحواره GML جداگانه برای هر بسته UML استفاده کردیم.

ارتباطات تحقق شرح داده شده در بخش 4.1 و بخش 4.2 برای نگاشت طرح خودکار بین انواع داده های IFC و ISO/TC 211، به منظور بهبود قابلیت همکاری با برنامه های کاربردی GIS و پایگاه های داده استفاده شد. کلاس‌های IFC (نوع ویژگی و انواع داده) برای نگاشت احتمالی به انواع داده‌های ISO/TC 211 در صورتی که (1) به عنوان دامنه ارزش یک ویژگی ارجاع داده شوند، و (2) از طریق تحقق به یک نوع داده ISO/TC 211 متصل شده باشند، تجزیه و تحلیل شدند. . بسته به پیچیدگی کلاس مرجع و سلسله مراتب تخصص های آن، دو رویکرد برای نگاشت طرحواره اعمال شد: جایگزینی با یک نوع داده ISO/TC 211. یا اصلاح کلاس IFC.

برای سادگی، ما یک فرض را برای کلاس‌های تحلیل‌شده ایجاد کردیم: تخصص‌های یک کلاس تحلیل‌شده مفاهیم معادل را به‌عنوان نوع داده متصل ISO/TC 211 توصیف می‌کنند، اگر سلسله‌مراتب زیرشاخه کاملاً در بسته‌ای مشابه خود کلاس باشد یا ویژگی‌های خاص خود را نداشته باشد. به عنوان مثال، تخصص های یک نوع اندازه گیری در IfcMeasureResource همگی مفاهیمی معادل با تخصص های مربوط به نوع داده اندازه گیری ISO 19103 را توصیف می کنند. بر اساس این فرض، دامنه های ارزش 797 از 827 ویژگی تجزیه و تحلیل شده را می توان با انواع داده های ISO/TC 211 جایگزین کرد. 30 ویژگی باقیمانده همگی به کلاس های IfcSurface یا IfcCurve ارجاع می دهند. IfcSurface دارای تخصص پیچیده IfcSectionedSurface در بسته IfcGeometricModelResource است. در حالی که IfcCurve دارای تخصص پیچیده IfcAlignmentCurve در بسته IfcGeometricConstraintResource است. ما در نظر گرفتیم که تخصص‌های پیچیده باید حفظ شوند و بنابراین نمی‌توان دو کلاس IfcCurve و IfcSurface را با انواع داده‌های Curve و Surface جایگزین ISO 19107 کرد. پیوند به ISO 19107 برای این انواع ویژگی با افزودن ویژگی‌های هندسه با نوع داده Curve برای IfcCurve و Surface برای IfcSurface ایجاد شد.

شکل 17 و شکل 18 نماهای طرحواره XML کلاس های IfcAligment و IfcAlignmentCurve را از طرحواره های پیاده سازی GML مشتق شده نشان می دهد. IfcAlignment یک زیرنوع از IfcLinearPositioningElement است و ارتباط “axis” را به IfcCurve به ارث می برد. IfcAlignmentCurve یک زیرگروه از IfcCurve است که به نوع داده ISO 19107 “Curve” متصل شده است. ویژگی جدید “منحنی” IfcCurve و subtypes را قادر می سازد تا هندسه منحنی مطابق ISO 19107 داشته باشند، در حالی که در همان زمان، پیچیدگی کلاس ها و سلسله مراتب حفظ می شود. نوع ویژگی برای ویژگی “dim” در IfcCurve از “IfcDimensionCount” به نوع XML “integer” نگاشت می شود، در حالی که نوع ویژگی برای ویژگی “tag” در IfcAlignmentCurve از “IfcLabel” به نوع XML “string” نگاشت می شود. . شکل 19قطعه ای از نمونه GML نمونه IfcAlignment و IfcAlignmentCurve را نشان می دهد.

4.3.2. تبدیل از UML به IFC EXPRESS

در حالی که قوانینی برای تبدیل از UML به GML در ISO 19136 تعریف شده است، هنوز چنین قوانینی برای تبدیل به طرحواره های پیاده سازی EXPRESS تعریف نشده است. ما مجموعه ای از قوانین تبدیل را پیشنهاد می کنیم که تبدیل EXPRESS به UML شرح داده شده در جدول 3 ، جدول 6 ، جدول 7 و جدول 8 را معکوس می کند . جدول 10 قوانین پیشنهادی ما را برای تبدیل از UML به EXPRESS خلاصه می کند.

به منظور خودکار کردن تبدیل، ما یک اسکریپت در Enterprise Architect ایجاد کردیم، جایی که قوانین تبدیل را از جدول 10 پیاده سازی کردیم . در مورد طرح‌واره‌های پیاده‌سازی GML، ما از همان ساختار مدولار شده در مدل UML، با یک فایل طرحواره EXPRESS برای هر بسته UML استفاده کردیم. شکل 20 منتخبی از اعلان‌ها را از فایل‌های طرحواره EXPRESS صادر شده نشان می‌دهد که همان کلاس‌های UML را به‌عنوان عصاره‌های طرحواره‌های GML در شکل 17 و شکل 18 نشان می‌دهد .

5. ارزیابی و بحث

مطالعات ادبی نشان داده است که در سال‌های گذشته علاقه و تحقیقات فزاینده‌ای در مورد ادغام BIM و GIS وجود داشته است. تبادل اطلاعات و تبدیل معناشناسی به عنوان یک چالش مهم برای چنین ادغامی شناسایی شده است. با این حال، بیشتر مطالعات ادغام طرحواره های کاربردی و نمونه های داده و نه ادغام در سطح مفهومی انتزاعی را که در آن معناشناسی هسته تعریف می شود، بررسی کرده اند. هدف ما بهبود ادغام مفاهیم اصلی از مدل‌های اطلاعاتی برای BIM و GIS – مستقل از طرح‌واره کاربردی – با انتقال مفاهیم اصلی به یک محیط مشترک بود. رویکرد برای رسیدن به این هدف، توصیف مفاهیم از هر دو حوزه کاربردی در UML بر اساس قوانین مدل‌سازی ISO/TC 211 بود.

اولین سوال پژوهشی ما راه‌حل‌ها و چالش‌های بالقوه برای تبدیل مدل اطلاعات IFC به مدل UML بر اساس استانداردهای GIS را مطرح کرد. ما الگویی ایجاد کردیم که تبدیل اصلی و همچنین استفاده خاص‌تر از EXPRESS برای IFC و UML برای مدل‌های اطلاعات GIS را پوشش می‌دهد، و الگویی را برای تبدیل طرح‌واره‌های IFC Road EXPRESS پیش‌نویس اعمال کردیم. الگوی تبدیل (شرح شده در بخش 4.1 ) و نتایج حاصل از تبدیل نشان می دهد که اکثر مفاهیم EXPRESS مورد استفاده برای IFC دارای مفاهیم معادل در UML مطابق با استانداردها و پروفایل های ISO/TC 211 هستند و می توانند از طریق تبدیل های ساده تبدیل شوند. با این حال، ما چالش‌هایی را با برخی از مفاهیم شناسایی کردیم که به تبدیل پیچیده‌تر و کنترل‌شده‌تری نیاز دارند – به‌ویژه انواع داده‌های تجمیع ( جدول 6)) و ویژگی های تجمع ( جدول 7 )؛ محدودیت ها ( جدول 8 ); و توابع و قوانین.

ما یک نمایش UML از انواع داده های انباشته EXPRESS را تعریف کردیم که مجموعه ها را حفظ می کرد، اما ممکن است برای ادغام های پیچیده سایر تجمع ها به بهبود بیشتری نیاز باشد. برای محدودیت ها، توابع و قوانین، نحو مجزا برای فناوری های مختلف پیاده سازی یک چالش است. ما ترجمه‌ای از نحو EXPRESS به OCL و مقادیر برچسب‌گذاری شده را برای پیاده‌سازی در فناوری‌های دیگر غیر از EXPRESS در نظر گرفتیم. سپس باید همه کدها در نحو مجزا نگهداری شوند، یا قوانین تبدیل پیچیده از OCL به EXPRESS باید ایجاد شوند. اینکه آیا چنین ترجمه ای مورد نیاز است یا نه به استفاده از فناوری های پیاده سازی بستگی دارد. ما معتقدیم که ترجمه برای فعال کردن استفاده از طرحواره‌های پیاده‌سازی GML برای کنترل داده‌ها بر اساس محدودیت‌ها، توابع و قوانین مرتبط است.

سوال تحقیق دوم ما در مورد روابطی بود که می‌توان بین مفاهیم مدل اطلاعات IFC و استانداردهای ISO/TC 211 اصلی تعریف کرد. نتایج در بخش 4.2نشان می دهد که نمایش UML مطابق با ISO/TC 211 از مدل IFC برای مقایسه و پیوند مفاهیم تعریف شده در حوزه های کاربردی مختلف مفید است. کلاس های اصلی IFC در طرح هسته IFC را می توان تحقق اصلی متاکلاس های ISO 19109 GFM در نظر گرفت. علاوه بر این، انواع داده‌های اساسی IFC برای تاریخ، زمان و معیارها را می‌توان به انواع داده‌های معادل استانداردهای ISO/TC 211 مرتبط کرد. بنابراین، یک درک مشترک از این نوع داده ها ممکن است به دست آید. با این حال، ما سوال خواهیم کرد که آیا بهینه است که هر یک از دو حوزه کاربردی این و سایر انواع داده های جهانی را تعریف کنند. در عوض، ارجاع به انواع داده‌های مستقل از دامنه برنامه – که در واژگان خارجی اصلی تعریف شده‌اند – باعث بهبود قابلیت همکاری بین دو حوزه برنامه و همچنین با سایر حوزه‌ها می‌شود.

برخلاف انواع داده‌ها برای تاریخ، زمان و اندازه‌گیری‌ها، انواع داده‌ها و مفاهیم هندسه به طور طبیعی متعلق به یکی از دو حوزه کاربردی مورد بحث است. ما پیوندهایی را بین چندین مفهوم هندسه اصلی در مدل IFC و مدل‌های ISO/TC 211 تعریف کردیم، اما همچنین مشاهده کردیم که همه انواع هندسه را نمی‌توان یک به یک مرتبط کرد. هماهنگی بیشتر انواع هندسه بین دو حوزه کاربردی باعث بهبود قابل توجه قابلیت همکاری خواهد شد. انواع هندسه پایه فقط باید در یکی از حوزه های کاربردی تعریف شوند، و سپس در هر دو، و همچنین در هر حوزه کاربردی دیگری در رابطه با اطلاعات مکانی استفاده شوند.

سومین سوال تحقیق راه‌حل‌ها و چالش‌های بالقوه را برای استخراج طرح‌واره‌های پیاده‌سازی برای EXPRESS و GML از مدل‌های UML IFC مطرح کرد. نتایج در بخش 4.3نشان می دهد که تبدیل به GML و EXPRESS مستقیماً از مدل UML امکان پذیر است، که توسط برخی از معناشناسی خاص پیاده سازی در مقادیر برچسب گذاری شده پشتیبانی می شود. ما یک نگاشت به انواع داده های ISO/TC 211 برای تبدیل GML به منظور دستیابی به قابلیت همکاری بهتر با برنامه ها و پایگاه های داده GIS اعمال کردیم. نگاشت انواع داده‌های هندسی برای فعال کردن قابلیت همکاری که شامل ویژگی‌های هندسه می‌شد ضروری بود و همچنین چالش‌برانگیزترین بخش بود، به دلیل مدل‌های هندسی متمایز در IFC و ISO 19107. اگر این دو حوزه کاربردی از یک مدل مشترک استفاده می‌کردند، تبدیل پیچیده‌تر خواهد بود. از انواع داده های هندسی

انتظار می رود مدل IFC-UML توسعه یافته توسط buildingSMART در آینده جایگزین طرحواره های EXPRESS به عنوان مدل مفهومی اصلی IFC شود. مقایسه در جدول 4نشان می دهد که تفاوت های جزئی بین پیش نویس مدل IFC-UML و مدل UML مطابق با ISO/TC 211 ما وجود دارد. اگر مدل نهایی IFC-UML ساختاری مشابه پیش نویس داشته باشد، الگوی تبدیل ما باید برای تبدیل از مدل IFC-UML به یک مدل UML مطابق با ISO/TC 211 تطبیق داده شود. با این حال، ما در نظر داریم که راه‌حل بهتر مدل‌سازی مدل اصلی IFC-UML بر اساس پروفایل‌ها و قوانین ISO/TC 211 است. تبدیل دو جهته ما نشان داده است که تمام معناشناسی مدل IFC می تواند در یک مدل مطابق با ISO/TC 211 حفظ شود و طرحواره های پیاده سازی می توانند از مدل مشتق شوند.

6. نتیجه گیری و کار بیشتر

این مطالعه بررسی کرده است که آیا مفاهیم اصلی هماهنگ شده UML برای مدل های اطلاعاتی در BIM و GIS می تواند راهی برای بهبود قابلیت همکاری بین دو حوزه کاربردی باشد. ما یک الگوی تبدیل از طرح‌واره‌های IFC EXPRESS از دامنه برنامه BIM به مدل‌های UML بر اساس استانداردهای ISO/TC 211 از دامنه برنامه GIS ایجاد کردیم. این مدل بیشتر با پیوندهای بین مفاهیم اصلی از مدل‌های IFC و ISO/TC 211 اصلاح شد و برای تبدیل به طرح‌واره‌های پیاده‌سازی در قالب‌های GML و EXPRESS آزمایش شد.

این تحقیق نشان داد که تمام معناشناسی مدل IFC را می توان به یک مدل UML مطابق با ISO/TC 211 تبدیل کرد و طرحواره های پیاده سازی برای هر دو حوزه کاربردی را می توان از مدل UML مشتق کرد. برخی از معنای خاص پیاده سازی برای GML و EXPRESS باید به عنوان مقادیر برچسب گذاری شده حفظ شوند. پیاده سازی مستقل از فناوری پیشرفته را می توان با ترجمه محدودیت ها، قوانین و توابع مشخص شده در نحو EXPRESS به OCL و مقادیر برچسب گذاری شده برای پیاده سازی در طرحواره های GML به دست آورد. مهمترین؛ نمایش مدل های اطلاعاتی از هر دو حوزه کاربردی در یک محیط مشترک برای درک، پیوند، نقشه برداری و استفاده مجدد از مفاهیم بین IFC و استانداردهای اصلی GIS مفید بود.

قابلیت همکاری بهبود یافته در سطح طرحواره برنامه و نمونه داده ممکن است با استفاده از مفاهیم اصلی مشترک به عنوان پایه ای برای طرحواره های کاربردی در هر دو حوزه به دست آید. تبادل اطلاعات برای استفاده در برنامه ریزی، ساخت، استفاده و حفظ محیط ساخته شده با درک مشترک معناشناسی برای نمایش دیجیتالی پدیده های دنیای واقعی، موضوعی پیچیده تر خواهد بود. ما چنین درک مشترکی را مهمتر از انتخاب زبان مدلسازی می دانیم.

کار بیشتر پس از این مطالعه باید شامل پیوند بهبود یافته و هماهنگی مفاهیم اصلی باشد. مفاهیم اختصاصی دامنه باید با مفاهیم مشترک جایگزین شوند و واژگان تعریف شده خارجی باید در صورت امکان در هر دو حوزه کاربردی مجدداً استفاده شوند. یک مدل مشترک برای انواع هندسه به ویژه برای بهبود قابلیت همکاری مهم است.

منابع

buildingSmart International. پایگاه داده مشخصات IFC 2019. در دسترس آنلاین: https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/ (در 10 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
ISO سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و یکپارچه‌سازی – نمایش و تبادل داده‌های محصول – بخش 11: روش‌های توصیف: راهنمای مرجع زبان EXPRESS ; ISO/TC 184 SC 4، ISO 10303-11:2004; ISO: ژنو، سوئیس، 2004. [ Google Scholar ]
گروه مدیریت شی مشخصات زبان مدلسازی یکپارچه نسخه 2.5.1 ; گروه مدیریت شی: Needham، MA، ایالات متحده آمریکا، 2017. [ Google Scholar ]
ISO فناوری اطلاعات — زبان مدل سازی یکپارچه گروه مدیریت شی (OMG UML) — بخش 2: روبنا ; ISO/IEC JTC 1/SC 7، ISO/IEC 19505-2:2012; ISO: ژنو، سوئیس، 2012. [ Google Scholar ]
ISO فناوری اطلاعات — زبان مدل سازی یکپارچه گروه مدیریت شی (OMG UML) — بخش 1: زیرساخت ; ISO/IEC JTC 1/SC 7، ISO/IEC 19505-1:2012; ISO: ژنو، سوئیس، 2012. [ Google Scholar ]
گروه مدیریت شی راهنمای معماری مدل محور (MDA) Rev. 2.0 ; گروه مدیریت شی: Needham، MA، ایالات متحده آمریکا، 2014. [ Google Scholar ]
کوتزی، اس. پلوز، آر. برودر، جی. هجلماگر، ج. جونز، ا. جتلوند، ک. گریل مایر، آر. Wasström، C. استانداردها – ایجاد اطلاعات جغرافیایی قابل کشف، در دسترس و قابل استفاده برای کارتوگرافی مدرن. در نقشه برداری سرویس گرا: تغییر پارادایم در تولید نقشه و مدیریت اطلاعات جغرافیایی . Döllner, J., Jobst, M., Schmitz, P., Eds. انتشارات بین المللی Springer: چم، سوئیس، 2019; صص 325-344. [ Google Scholar ]
لیو، ایکس. وانگ، ایکس. رایت، جی. چنگ، جی سی. 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 ]
ژو، جی. رایت، جی. وانگ، جی. وانگ، ایکس. بررسی انتقادی ادغام سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل سازی اطلاعات ساختمان در سطح داده. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 66. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
آهنگ، ی. وانگ، ایکس. تان، ی. وو، پی. سوتریسنا، م. چنگ، جی. Hampson، K. روندها و فرصت های یکپارچه سازی BIM-GIS در معماری، مهندسی و صنعت ساخت و ساز: مروری از دیدگاه آماری مکانی-زمانی. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2017 ، 6 ، 397. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
کومار، ک. لابتسکی، ا. اوهوری، کالیفرنیا؛ لدوکس، اچ. Stoter, J. استاندارد LandInfra و نقش آن در حل باتلاق BIM-GIS. Geospat را باز کنید. نرم افزار داده ایستادن. 2019 ، 4 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
اونشتاین، ای. توگنونی، MG “مجوزهای ساختمانی” به عنوان اثبات مفاهیم در ادغام اطلاعات GIS و BIM: مطالعه موردی. WIT Trans. محیط ساخته شده 2017 ، 169 ، 155-166. [ Google Scholar ]
روکسین، ا. Hbeich، E. قابلیت همکاری معنایی بین BIM و GIS – بررسی استانداردهای موجود و به تصویر کشیدن یک رویکرد جدید. در مجموعه مقالات سی و ششمین CIB W78–فناوری اطلاعات برای ساخت و ساز، نورث آمبریا، انگلستان، 18 تا 20 سپتامبر 2019. [ Google Scholar ]
گیلبرت، تی. رونزدورف، سی. پلوم، ج. سیمونز، اس. Nisbet، N. گرولر، اچ.-سی. کلبه، تی. ون برلو، ال. مرسر، A. استانداردهای داده های محیطی ساخته شده و ادغام آنها: تجزیه و تحلیل IFC، CityGML و LandInfra . کنسرسیوم فضایی باز: Wayland، MA، USA. buildingSMART International: لندن، بریتانیا، 2020. [ Google Scholar ]
کنسرسیوم فضایی باز OGC CityGML. 2019. در دسترس آنلاین: https://www.opengeospatial.org/standards/citygml (در 18 فوریه 2020 قابل دسترسی است).
دانکرز، اس. لدوکس، اچ. ژائو، جی. Stoter, J. تبدیل خودکار مجموعه داده های IFC به ساختمان های CityGML LOD3 از نظر هندسی و معنایی درست. ترانس. GIS 2016 , 20 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
دنگ، ی. چنگ، جی سی. Anumba، C. نقشه برداری بین BIM و 3D GIS در سطوح مختلف جزئیات با استفاده از میانجیگری طرحواره و مقایسه نمونه. خودکار ساخت و ساز 2016 ، 67 ، 1-21. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
ISO کلاس های بنیاد صنعت (IFC) برای به اشتراک گذاری داده ها در صنایع ساخت و ساز و مدیریت تاسیسات — بخش 1: طرح داده ; ISO/TC 59/SC 13، ISO 16739-1:2018; ISO: ژنو، سوئیس، 2018. [ Google Scholar ]
ISO اطلاعات جغرافیایی – زبان طرحواره مفهومی ; ISO/TC 211، ISO 19103:2015; ISO: ژنو، سوئیس، 2015. [ Google Scholar ]
ISO اطلاعات جغرافیایی — قوانین برای طرحواره کاربردی ; ISO/TC 211، ISO 19109:2015; ISO: ژنو، سوئیس، 2015. [ Google Scholar ]
ISO اطلاعات جغرافیایی — زبان نشانه گذاری جغرافیایی (GML) ; ISO/TC 211، ISO 19136:2007; ISO: ژنو، سوئیس، 2007. [ Google Scholar ]
ISO اطلاعات جغرافیایی — طرح واره فضایی ; ISO/TC 211، ISO 19107:2019؛ ISO: ژنو، سوئیس، 2019. [ Google Scholar ]
ISO اطلاعات جغرافیایی – ارجاع توسط مختصات ; ISO/TC 211، ISO 19111:2019؛ ISO: ژنو، سوئیس، 2019. [ Google Scholar ]
الهام بخشیدن. مشخصات داده INSPIRE. 2020. در دسترس آنلاین: https://inspire.ec.europa.eu/data-specifications/2892 (در 31 مارس 2020 قابل دسترسی است).
CEN/TC 278. سیستم‌های حمل و نقل هوشمند – داده‌های فضایی ITS – تبادل داده‌ها در مورد تغییرات در ویژگی‌های جاده‌ای . CEN/TS 17268:2018 I; CEN: بروکسل، بلژیک، 2018. [ Google Scholar ]
کنسرسیوم فضایی باز OGC LandInfra/InfraGML. 2017. در دسترس آنلاین: https://www.opengeospatial.org/standards/infragml (در 18 فوریه 2020 قابل دسترسی است).
کنسرسیوم فضایی باز استاندارد مدل مفهومی OGC® زمین و زیرساخت (LandInfra) ; کنسرسیوم فضایی باز: Wayland، MA، ایالات متحده آمریکا، 2016. [ Google Scholar ]
buildingSmart International. اتاق زیرساخت. 2019. در دسترس آنلاین: https://www.buildingsmart.org/standards/rooms/infrastructure (در 30 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
buildingSmart International. کلاس های بنیاد صنعت نسخه 4.2 bSI پیش نویس استاندارد. 2019. در دسترس آنلاین: https://standards.buildingsmart.org/IFC/DEV/IFC4_2/FINAL/HTML/ (در 10 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
کنسرسیوم فضایی باز OGC InfraGML 1.0—Part 3—Alignments—Encoding Standard ; کنسرسیوم فضایی باز: Wayland، MA، ایالات متحده آمریکا، 2017. [ Google Scholar ]
حر، ع.-ح. جدیدی، ع. Sohn, G. BIM-GIS مدل اطلاعات مکانی یکپارچه اطلاعات مکانی با استفاده از وب معنایی و نمودارهای RDF. ISPRS Ann. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2016 ، 3 ، 73-79. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
کانگ، TW; اتوماسیون نقشه برداری هنگ، CH IFC-CityGML LOD با استفاده از اسکن بافر صفحه نمایش مبتنی بر چند پردازش از جمله قانون نقشه برداری. KSCE J. مهندس عمران. 2018 ، 22 ، 373-383. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Knoth، L. شولز، جی. استروبل، جی. میتلبوک، ام. وکنر، بی. آتزل، سی. رجبی فرد، ع. عطازاده، ب. مدل های ساخت متقابل دامنه-گامی به سوی قابلیت همکاری. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 363. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
Arroyo Ohori، GAK; دیاکیت، AA; کریجنن، تی. لدوکس، اچ. Stoter، JE پردازش مدل های BIM و GIS در عمل. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2018 ، 7 ، 311. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
ویلگرتسهوفر، اس. امان، جی. ویلنبورگ، بی. بورمان، ا. Kolbe، T. پیوند مدل های BIM و GIS در زیرساخت با مثال IFC و CityGML. محاسبه کنید. مهندس عمران 2017 ، 2017 ، 133-140. [ Google Scholar ]
Niestroj، MG; مک میکین، دی. Helmholz, P. بررسی اجمالی استانداردها نسبت به تبادل اطلاعات دارایی جاده. بین المللی قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2018 ، XLII-4 ، 443-450. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
ISO GIS (Geospatial)/BIM قابلیت همکاری ; ISO/TC 59/SC 13, ISO/WD TR 23262; ISO: ژنو، سوئیس، 2019. [ Google Scholar ]
پروژه INTERLINK. بررسی اجمالی چارچوب EUROTL. 2018. در دسترس آنلاین: https://www.roadotl.eu/static/eurotl-ontologies/index.html (در 10 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
لویتن، بی. بومز، ام. اوکیف، آ. ون ندروین، اس. بیکر، جی. Wikström، L. یک رویکرد داده پیوندی ترکیبی برای پشتیبانی از مدیریت دارایی. در چرخه حیات سیستم‌های مهندسی: تأکید بر زیرساخت‌های عمرانی پایدار، مجموعه مقالات پنجمین سمپوزیوم بین‌المللی مهندسی عمران چرخه حیات (IALCCE 2016) دلفت، هلند، 16–19 اکتبر 2016 ؛ CRC Press: Boca Raton، FL، USA; گروه تیلور و فرانسیس: لندن، بریتانیا، 2016. [ Google Scholar ]
آرنولد، اف. Podehl, G. Best of Both Worlds—A Mapping from EXPRESS-G to UML ; Springer: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 1999. [ Google Scholar ]
Krause، FL; Kaufmann، U. Meta-Modeling for Interoperability in Product Design. CIRP Ann. 2007 ، 56 ، 159-162. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
پروژه Exff. 2003. در دسترس آنلاین: https://exff.sourceforge.net/docs/e2u_mapping.html (در 15 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
گروه مدیریت شی متامدل مرجع برای زبان مدلسازی اطلاعات EXPRESS ; گروه مدیریت شی: Needham، MA، ایالات متحده آمریکا، 2015. [ Google Scholar ]
پاولز، پی. ترکاج، W. EXPRESS به OWL برای صنعت ساخت و ساز: به سوی هستی شناسی ifcOWL قابل توصیه و قابل استفاده. خودکار ساخت و ساز 2016 ، 63 ، 100-133. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
ترکاج، و. Pauwels, P. روشی برای تولید هستی شناسی ifcOWL مدولار. در مجموعه مقالات هشتمین کارگاه بین المللی درباره هستی شناسی های رسمی با صنعت، بولزانو، ایتالیا، 21 تا 23 سپتامبر 2017. [ Google Scholar ]
مک گلین، ک. واگنر، آ. پاولز، پی. بونما، پ. کلی، پی. O’sullivan، D. پیوند هندسه جغرافیایی و ساختمانی با استانداردهای موجود و در حال توسعه در وب. خودکار ساخت و ساز 2019 ، 103 ، 235–250. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Van Berlo, L. Future Technology Presentation buildingsmart Summit پکن ; Linkedin: Sunnyvale، CA، USA، 2019. [ Google Scholar ]
buildingSmart International. NextGen-IFC. 2019. در دسترس آنلاین: https://github.com/buildingSMART/NextGen-IFC (در 24 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
Jetlund، K. IFC2GML. 2020. در دسترس آنلاین: https://github.com/jetgeo/IFC2GML (در 23 آوریل 2020 قابل دسترسی است).
ISO/TC 211. مقدمه ای بر UML. 2018. در دسترس آنلاین: https://github.com/ISO-TC211/UML-Best-Practices/wiki/Introduction-to-UML (در 20 مارس 2020 قابل دسترسی است).
مایل، RR; Hamilton, K. Learning UML 2.0 , 1st ed.; O’Reilly: سباستوپل، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 2006. [ Google Scholar ]
شنک، دی. ویلسون، پی. مدل‌سازی اطلاعات: راه EXPRESS . انتشارات دانشگاه آکسفورد: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 1994. [ Google Scholar ]
buildingSMART International. IFC4x3—FIRST_DRAFT 2019. منتشر نشده.
ISO/TC 211. گروه تعمیر و نگهداری مدل هماهنگ، مدل هماهنگ ISO/TC 211. 2019. در دسترس آنلاین: https://iso.sparxcloud.com (در 30 اکتبر 2019 قابل دسترسی است).
Sparx Systems Pty Ltd. Enterprise Architect نسخه 15. 2020. در دسترس آنلاین: https://sparxsystems.com/products/ea/index.html (دسترسی در 10 ژانویه 2020).
ابزارهای تعاملی GmbH. تغییر شکل. در دسترس آنلاین: https://shapechange.net (در 15 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
Syncro Soft SRL. Oxygen XML Editor 22. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.oxygenxml.com/xml_editor.html (در 20 مارس 2020 قابل دسترسی است).
Bellekens، G. UML بهترین روش: ویژگی یا انجمن. 2011. در دسترس آنلاین: https://bellekens.com/2011/08/10/uml-best-practice-attribute-or-association/ (در 10 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).
گروه مدیریت شی زبان محدودیت شی نسخه 2.4 ; گروه مدیریت شی: Needham، MA، ایالات متحده آمریکا، 2014. [ Google Scholar ]
جتلوند، ک. اونشتاین، ای. Huang, L. تبادل اطلاعات بین GIS و پایگاه های اطلاعات جغرافیایی ITS بر اساس یک مدل عمومی. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2019 ، 8 ، 141. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
buildingSmart International. PSD: ویژگی مجموعه تعریف XSD. 2013. در دسترس آنلاین: https://standards.buildingsmart.org/IFC/RELEASE/IFC4/FINAL/PSD/PSD_IFC4.xsd (در 10 ژانویه 2020 قابل دسترسی است).