ICS93.080.01CCSP511301Technicalspecificationforintegratedofurbanroadengineeringbuildinginformationmodeland3DgeographicIDB1301/T499—2024前言 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14縮略語 25技術流程圖 26城市道路工程BIM與3DGIS集成的基本要求 37模型創(chuàng)建 3 37.2模型內(nèi)容 48語義匹配 4 48.2對象關系映射 58.3紋理關系映射 58.4模型屬性映射 59空間集成 5 59.2模型解析 6 69.4幾何數(shù)據(jù)轉換 69.5拓撲關系轉換 7 7 710.2系統(tǒng)需求 710.3系統(tǒng)維護 7 7附錄A（規(guī)范性）模型幾何要素映射表 8附錄B（規(guī)范性）模型拓撲元素映射表 圖1城市道路工程建筑信息模型與三維地理信息系統(tǒng)集成技術流程圖 3表1模型單元的分級 3表2模型精細度基本等級劃分 4表A.1模型幾何要素映射表 8表B.1模型拓撲元素映射表 DB1301/T499—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由石家莊市交通運輸局提出。本文件起草單位：石家莊市交通設計咨詢集團有限公司、石家莊鐵道大學、河北物圖科技有限公司、石家莊桑諾科技有限公司。本文件主要起草人：張文勝、程海維、王丙占、包曉梅、劉世偉、姚琳、柯昊辰、張金鋒、溫少芳、宋寧、于雪濤、付凱之、趙翔、劉源、紀強、段釗寧、王鵬、胡軍、郭棟、劉瑋、霍介進、程佳、王寧晨、張志昊、趙麗萍、郝哠哠。DB1301/T499—20241城市道路工程建筑信息模型與三維地理信息系統(tǒng)集成技術規(guī)程本文件確立了城市道路工程建筑信息模型與三維地理信息系統(tǒng)集成的總體框架、業(yè)務流程，規(guī)定了集成步驟及要求，描述了各環(huán)節(jié)追溯記錄。本文件適用于城市道路工程設計、建造、運營和管理等領域。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/TGB/TGB/T5121251301數(shù)字測繪成果質量要求建筑信息模型應用統(tǒng)一標準建筑信息模型設計交付標準CJJ37城市道路工程設計規(guī)范(2016版)CJJ/T100城市基礎地理信息系統(tǒng)技術標準CJJ152城市道路交叉口設計規(guī)程CJJ193城市道路路線設計規(guī)范JTG/T2420公路工程信息模型應用統(tǒng)一標準3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1建筑信息模型buildinginformationmodeling在城市道路建設工程及設施全生命期內(nèi)，對其物理和功能特性進行數(shù)字化，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱。[來源：GB/T51212—2016,2.1,有修改]3.2模型單元modelunit承載工程對象幾何信息和屬性信息的集合，是工程對象的數(shù)字化表述，也是信息錄入和管理的基本操作單位。[來源：GB/T51301—2018,2.0.8,有修改]3.3三維地理信息系統(tǒng)three-dimensionalgeographicinformationsystem利用計算機和地理信息技術，實現(xiàn)對城市各種空間、非空間數(shù)據(jù)的輸入、存貯、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用，并以處理城市道路工程各種空間實體及其關系為主的系統(tǒng)。DB1301/T499—202423.4模型精細度levelofmodeldefinition建筑信息模型中所容納的模型單元豐富程度的衡量指標。[來源：GB/T51301—2018,2.0.11]掃掠實體sweptsolid將對象之間相交的位置定義為交叉段，然后沿某一方向拉伸交叉段對象，得到的特定長度幾何形狀幾何構造實體constructivesolidgeometry通過對象之間的布爾運算得到的幾何對象。3.7紋理texture經(jīng)過正射糾正和統(tǒng)一勻光處理的用于表示物體色調(diào)、飽和度、明度等特征的影像。3.8語義信息semanticinformation對模型對象的意義、屬性、分類的描述。4縮略語BIM：建筑信息模型（buildinginformationmodeling）BRep：邊界表示（boundaryrepresentation）CSG：幾何構造實體（constructivesolidgeometry）DEM：數(shù)字高程模型（digitalelevationmodel）DOM：數(shù)字正射影像（digitalorthophotomap）GIS：地理信息系統(tǒng)（geographicinformationsystem）LOD：細節(jié)層次（levelofdetail）SOA：面向服務的架構（service-orientedarchitecture）5技術流程圖城市道路工程建筑信息模型與三維地理信息系統(tǒng)集成技術流程圖如圖1所示。DB1301/T499—20243圖1城市道路工程建筑信息模型與三維地理信息系統(tǒng)集成技術流程圖6城市道路工程BIM與3DGIS集成的基本要求6.1BIM所包含的信息應符合城市道路工程項目的使用需求，內(nèi)容應與工程性質、階段、目的相適應。6.2BIM模型的創(chuàng)建、使用和管理應遵循GB/T51212和JTG/T2420的要求。6.3BIM與3DGIS系統(tǒng)集成的技術指標、成果形式、數(shù)據(jù)庫結構、服務方式等應滿足城市道路工程信息實際管理和應用的需求。6.4BIM與3DGIS系統(tǒng)的集成過程中應保證所輸入數(shù)據(jù)的準確性和完整性。6.5未包含在本文件中的BIM與3DGIS系統(tǒng)之間映射關系，可以根據(jù)實際情況進行拓展處理，但不應與本文件規(guī)定相沖突。7模型創(chuàng)建7.1.1BIM建模內(nèi)容應符合道路設計相關規(guī)范的要求，包括CJJ37、CJJ152、CJJ193等規(guī)范。7.1.2BIM模型應由模型單元分級創(chuàng)建組合而成，可嵌套設置。模型單元的分級應符合表1的規(guī)定。表1模型單元的分級7.1.3BIM模型包含的最小模型單元應由模型精細度等級衡量，模型精細度基本等級劃分應符合表2的規(guī)定。根據(jù)工程項目的需求，可在基本等級之間擴充模型精細度等級。DB1301/T499—20244表2模型精細度基本等級劃分7.1.4模型單元創(chuàng)建應符合下列要求：a)模型單元和屬性信息應按照JTG/T2420統(tǒng)一分類、命名和編碼；b)模型單元宜應用于城市道路工程項目全生命周期，也可根據(jù)實際情況只應用于特定階段的某些環(huán)節(jié)或任務；c)模型單元及其屬性信息的創(chuàng)建及修改過程中應保證其準確性和唯一性；d)模型單元與3DGIS系統(tǒng)集成內(nèi)容應符合空間轉換和語義映射關系的要求；e)模型單元與3DGIS系統(tǒng)的集成應用擴展應與原有模型的架構協(xié)調(diào)一致；f)特殊模型單元在與3DGIS系統(tǒng)集成過程中如存在本標準未涉及內(nèi)容，在不違反本標準規(guī)定前提下可根據(jù)實情自行擴展處理。7.1.5地形模型的制作應符合下列規(guī)定：a)地形模型應簡潔、完整地表達城市地表起伏形態(tài)特征，便于快速、清晰地判斷城市的地形特征和方位；b)地形模型制作前，應根據(jù)需要合理確定幾何模型表達的精度要求及紋理的分辨率、尺寸；c)地形模型的邊界線必須為閉合多邊形；d)地形模型的幾何精度應符合GB/T17941中關于相應DEM格網(wǎng)精度和應用需求的規(guī)定；e)地形模型的紋理分辨率應符合CJJ/T100中關于相應DOM分辨率和應用需求的規(guī)定；f)相鄰建模單元的地形模型應平滑銜接，不得出現(xiàn)重疊和漏縫；g)地形模型應完整覆蓋整個建模區(qū)域。7.2模型內(nèi)容7.2.1項目模型應由信息模型和地形模型組成。7.2.2信息模型應滿足包括土建工程、路面工程、交通安全設施、綠化、機電工程等工程的建設需求。7.2.3土建工程應包括路基、涵洞、橋梁等內(nèi)容；路面工程應包括路面基層、面層、路基、路面排水系統(tǒng)等內(nèi)容；交通安全設施工程應包括標志、標線、防護欄、防眩設施、隔離柵等內(nèi)容；綠化工程應包括中分帶綠化、路側綠化、場區(qū)綠化等內(nèi)容；機電工程包括監(jiān)控、交通信號設備、通訊、配電、照明等內(nèi)容。7.2.4地形模型應包括地表、自然地物和人工地物等內(nèi)容。8語義匹配8.1.1語義匹配應包含：對象關系映射、紋理關系映射、模型屬性映射三個部分。8.1.2語義映射應從信息交換層中的實體信息映射開始，按需選取一對一映射，一對多映射，或間接映射的方式。語義映射的一般形式化表達如公式(1)所示：DB1301/T499—20245“——語義映射關系；S——模式S中的一個元素；t——模式T中的一個元素。8.1.3語義映射應避免匹配前后的語義矛盾，保證模型信息的完整性、正確性和一致性。8.1.4語義映射應以對象為單位，每個對象類屬于唯一的要素類別。8.1.5語義映射前應對原始的BIM模型數(shù)據(jù)進行過濾，剔除不具備建筑實體間幾何關系的語義信息。8.1.6當本文件規(guī)定的BIM與3DGIS的語義匹配規(guī)則無法滿足應用需要時，可在本文件基礎上對規(guī)則進行擴展。8.2對象關系映射8.2.1BIM模型應包含五個基本關系類型，分別是：分配、關聯(lián)、分解、定義、連通性。8.2.23DGIS應包含十二個空間關系類型，分別是：相離、相等、相接、相交、包含于、包含、交疊、覆蓋、被覆蓋、進入、穿越、被穿越。8.2.3BIM與3DGIS在集成過程中應在3DGIS中正確描述和識別空間中點、線和面的關系和特征。8.2.4BIM與3DGIS集成應保持模型間的對象關系，對于集成目標體系中未定義，且無近似對應的對象關系，則需要進行拓展；對于在目標體系應用中無法體現(xiàn)的關系要素，可不集成。8.3紋理關系映射8.3.1BIM向3DGIS集成過程中，應從BIM材質庫提取對應的紋理圖片，并建立圖片與構件對象的映射關系。8.3.23DGIS向BIM集成過程中，應補充模型紋理對應的材質信息，并與BIM材質庫中的材質進行匹配或更新材質庫。8.4模型屬性映射8.4.1BIM與3DGIS集成時，應對交換后的模型對象統(tǒng)一編號，要求編號具有唯一性。8.4.2BIM與3DGIS屬性信息交換宜借助各自模型框架中定義的屬性擴展機制來擴展定義交換屬性。交換集成過程中3DGIS模型屬性不滿足BIM屬性要求時，應進行屬性拓展。8.4.3BIM建?？苫趯傩詳U展機制對模型對象屬性進行擴展，屬性定義信息應包括:名稱（字符串，定義屬性的語義信息)，描述（解釋屬性的信息文本)，復雜屬性的部分（引用包含屬性的屬性列）。8.4.43DGIS模型建模的屬性拓展機制包括：a)根據(jù)聲明屬性的名稱、數(shù)據(jù)類型和屬性值為BIM對象添加屬性；b)根據(jù)拓展或增加數(shù)據(jù)模型，添加新屬性和定義新的要素類型。8.4.5屬性映射應保證數(shù)據(jù)類型匹配，交換過程無數(shù)據(jù)損失。9空間集成9.1.1空間表達集成內(nèi)容應包含模型解析、空間參考、幾何表達方式和拓撲關系。9.1.2BIM表達方法可采用掃掠實體或幾何構造實體實現(xiàn)。9.1.33DGIS模型建模采用的幾何元素應包括：點、線、面和體。模型表達方法可采用BRep、幾何構造實體、掃掠實體實現(xiàn)。9.1.4BIM與3DGIS空間集成應包括模型解析、坐標交換、幾何數(shù)據(jù)轉換、拓撲關系轉換。DB1301/T499—202469.2模型解析BIM模型解析應按照以下過程進行：a)按照不同類型對BIM模型進行分類；b)對分類完成的BIM模型進行解析，分解成最小模型單元；c)對最小模型單元的幾何信息進行遍歷，將結果保存到格式文件中，并以元素ID為文件名。9.3坐標轉換9.3.1BIM模型坐標應為真實工程坐標。一些分區(qū)模型、構件模型未采用真實工程坐標時，應采用原點(0，0，0)作為特征點。9.3.2城市道路三維模型建模的坐標系應采用2000國家大地坐標系或石家莊地方坐標系。9.3.3BIM與3DGIS集成應通過坐標轉換來計算各個BIM模型在GIS坐標系中的空間位置，坐標轉換如公式(2)所示。x(y)——空間點在全局地理坐標系中的坐標；z()——空間點在局部坐標系中的坐標；——兩個坐標系之間的尺度縮放因子；()——局部坐標系相對全局地理坐標系的位移矩陣；R——局部坐標系相對全局地理坐標系的旋轉矩陣，如公式(3)所示。xxxzcosεsinxxziosεxcosεzinεxcososεxcosεzinεxcosεzxxcosεsinεiεy]εy]yc9.4幾何數(shù)據(jù)轉換9.4.1BIM中表達幾何信息的資源應包括幾何要素和幾何模型，其中幾何要素是用于形成產(chǎn)品模型的形狀或幾何的表達；幾何模型表達了產(chǎn)品模型的形狀或幾何外形。9.4.2BIM與3DGIS模型幾何要素映射關系應符合附錄A的規(guī)定。9.4.3幾何轉換時應保證幾何要素映射關系的正確性。9.4.4BIM向3DGIS模型轉換應執(zhí)行離散化操作，即將參數(shù)化模型轉換為由三角網(wǎng)或規(guī)則格網(wǎng)等構成的三維模型。9.4.53DGIS模型向BIM轉換應執(zhí)行參數(shù)化擬合操作，即根據(jù)模型的幾何特征計算擬合參數(shù)，生成參數(shù)化的構件表達模型。DB1301/T499—202479.5拓撲關系轉換9.5.1BIM建模拓撲元素表達內(nèi)容應包括基本的拓撲實體定義、形成拓撲結構的基本實體集合、拓撲實體的方向。9.5.23DGIS模型拓撲對象元素應包括:節(jié)點、邊、拓撲曲線、面、拓撲表面、拓撲體、拓撲實體、拓撲復合體等。9.5.3BIM與3DGIS拓撲實體要素映射應符合附錄B的規(guī)定。10集成應用10.1基本要求10.1.13DGIS系統(tǒng)技術架構應采用SOA技術架構來實現(xiàn)系統(tǒng)的整合及新應用的擴展，采用數(shù)據(jù)模型來完成數(shù)據(jù)庫的建立和數(shù)據(jù)的存儲，采用信息模型來建立應用與數(shù)據(jù)之