[发明专利]基于语义融合的BIM和GIS集成方法

权利要求书

1.一种基于语义融合的BIM和GIS集成方法，其特征在于，包括：

S1，建立BIM和GIS集成的统一语义框架，形成一个共享领域本体；

S2，从BIM数据模型中获取实例信息对所述共享领域本体进行填充；

S3，对GIS数据进行语义化并通过本体对齐的方式填充进共所述享领域本体；

S4，经过S1～S3，形成BIM和GIS融合的领域本体，基于所述BIM和GIS融合的领域本体，形成基于领域本体语义框架的融合领域知识模型，利用该知识模型实现对底层数据源的查询和基于规则的推理，完成基于语义融合的BIM和GIS的集成。

2.根据权利要求1所述的基于语义融合的BIM和GIS集成方法，其特征在于，所述S1中，基于IFC和CityGML中的概念和架构，得到BIM和GIS对象的组织层次、类的融合以及映射关系，建立BIM和GIS的共享领域本体，所述共享领域本体包括：地理要素类、建筑要素类、构件类、空间类以及类的属性和层次关系。

3.根据权利要求2所述的基于语义融合的BIM和GIS集成方法，其特征在于，采用七步法建立BIM和GIS集成的共享领域本体，包括：

S101，确定待建本体所要研究的知识范畴；

S102，考虑复用本体，查询已经存在的相关本体作为待建本体的参考；

S103，列举术语，将相关的术语用非结构化的列表列举出来，以确定待建本体的类和属性，其中，以名词构成类名的基础，以动词构成属性名的基础；

S104，定义类，对术语中的类定义一个分类组织的层次，定义父类和子类之间的关系；

S105，定义属性，将属性关联到类，并为属性提供定义域和值域声明；

S106，定义刻面，对属性进行进一步的约束，包括属性基数约束、取值约束、关系特征约束；

S107，定义实例，为待建本体中的类添加实例，所述实例从数据源中获取。

4.根据权利要求1所述的基于语义融合的BIM和GIS集成方法，其特征在于，所述S2中，将BIM数据模型转换为基于语义的共有数据模型，生成BIM数据源本体，所述BIM数据源本体包括两部分，其中一部分是以ifcowl为基础的IFC语义框架，另一部分是IFC语义框架中的类和属性的所有实例，完成BIM数据模型的语义化过程；经过语义化的BIM数据模型通过本体对齐的方式填充进共享领域本体进行语义共享。

5.根据权利要求4所述的基于语义融合的BIM和GIS集成方法，其特征在于，所述S2包括如下步骤：

S201，将BIM数据模型即IFC模型转换为基于语义的共有数据模型即RDF模型：

利用开源库IfcOpenShell读取并解析IFC文件，逐条解析获取每行内容，获得描述对象以及该对象对应的所有对象属性和数据属性；

将获得的信息组成RDF三元组的形式，即<描述对象，对象属性，对应对象>或者<描述对象，数据属性，对应值>的形式，生成RDF数据模型；

S202，对RDF数据模型进行实例提取，对生成的带实例的IFC数据源本体进行处理，运用SPARQL查询语言，抽取出目标类下的实例；

S203，通过本体对齐的方式填充实例，建立IFC生成的RDF中的类与共享领域本体中的类的映射关系，从而将目标类的实例填充到共享领域本体对应的类中。

6.根据权利要求1所述的基于语义融合的BIM和GIS集成方法，其特征在于，所述S3中，将GIS数据模型中不同类型的数据源统一为CityGML模型，再将CityGML模型转换为基于语义的共有数据模型，即RDF模型，生成的GIS数据源本体包括两部分，其中一部分是以CityGML为基础的语义框架，另一部分是基于语义框架的类和属性的所有实例，完成GIS数据模型的语义化过程；经过语义化的GIS数据模型通过本体对齐的方式填充进共享领域本体进行语义共享。