一种基于BIM-GIS融合的国土空间规划三维协同设计方法与流程

本发明涉及空间规划，具体是涉及一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法。

背景技术：

1、住房和城乡建设部持续推进bim技术在工程建设领域的深度应用。然而，当前bim技术主要服务于建筑工程微观尺度，gis技术则主要服务于城市与区域宏观尺度，二者在国土空间规划这一兼具宏观管控与微观落地的中间尺度上缺乏有效融合手段。

2、目前对于bim-gis融合技术在国土空间规划领域的应用主要存在以下问题：

3、（1）多尺度数据语义鸿沟尚未打通，bim模型以建筑构件（墙、板、柱、梁、管道等）为基本语义单元，gis数据则以地理要素（点、线、面、体）为基本语义单元，两套语义体系在概念层级、属性粒度、坐标精度等方面存在根本性差异。现有方案通常采用简单的几何格式转换，仅实现了视觉层面的“拼接”，未建立语义层面的映射关系。

4、（2）缺乏面向国土空间规划的多尺度lod自适应转换机制，国土空间规划涵盖多个空间层级，对应比例尺不等。在不同层级查看时，需要bim模型的细节层次（level ofdetail，lod）能够自适应调整。现有bim-gis融合方案通常提供固定lod级别的静态模型，缺乏根据规划层级和视距动态调整lod的自适应机制，导致在宏观层级加载过多细节造成渲染卡顿，在微观层级又缺乏足够细节无法支撑精细化设计。

5、（3）“三线”控制线的三维建模与bim设计的协同衔接缺失，现行国土空间规划的“三线”管控主要以二维平面方式表达——生态保护红线为平面闭合多边形、永久基本农田为平面地块、城镇开发边界为平面范围线。在规划实施层面，建筑项目的bim设计需要判断方案是否满足“三线”的三维管控要求。现有技术缺乏将“三线”从二维平面拓展为三维管控体并与bim设计模型进行实时合规校验的方法，导致bim设计方案与“三线”管控要求之间的冲突往往在审批环节才被发现，造成反复修改。

6、（4）多角色协同设计流程缺乏统一的三维数据底座，国土空间规划涉及多个参与方，各方使用不同的专业软件。现有协同方式主要依赖文件传递和会议沟通，缺乏基于统一三维数据底座的实时协同设计平台，各方的设计变更无法实时同步、冲突无法自动预检，严重制约了规划编制效率和质量。

7、（5）缺乏规划方案三维比选与量化评估能力，现有规划方案比选通常依赖效果图渲染和人工汇报，缺乏基于bim-gis融合数据的量化指标自动计算能力，难以在三维场景中快速对比多个规划方案的关键指标差异，不利于科学决策。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，本技术方案解决了上述背景技术中提出的多尺度数据语义鸿沟尚未打通，缺乏面向国土空间规划的多尺度lod自适应转换机制，“三线”控制线的三维建模与bim设计的协同衔接缺失，多角色协同设计流程缺乏统一的三维数据底座和缺乏规划方案三维比选与量化评估能力的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，包括：

4、基于ifc标准与citygml标准，构建包含bim语义层、gis语义层与映射桥接层的bim-gis语义映射本体模型；

5、获取国土空间规划设计方案；

6、基于映射桥接层，进行规划层级划分，获取对应的细节层次的数据；

7、根据映射桥接层中的控制线三维管控体，对国土空间规划设计方案进行合规校验；

8、获取方案设计变更信息，所述方案设计变更信息包括参与方信息和对应的变更操作信息；

9、基于方案设计变更信息，进行操作冲突检测，获取方案变更结果；

10、根据国土空间规划设计方案，自动提取地块级与片区级规划量化指标，并进行方案比选。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

12、本发明提出一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，通过构建语义映射本体模型和跨尺度几何映射算法，实现了bim建筑构件语义向gis地理要素语义的可控转换，转换过程中通过属性继承链保证了关键规划属性的完整传递，通过层次树索引结构和基于视距-规划层级双重约束的lod调度策略，实现了数据细节的自适应切换，通过构建三维参数化管控模型和实时合规校验，提高了规划方案设计效率，多方案三维对比和差异高亮功能使决策者能够直观、快速地把握方案差异，决策效率显著提升。

1.一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，所述基于ifc标准与citygml标准，构建包含bim语义层、gis语义层与映射桥接层的bim-gis语义映射本体模型，具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，所述基于bim语义层与gis语义层的要素定义，构建映射桥接层，具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，所述基于bim语义层与gis语义层的要素定义，构建映射桥接层，还包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，所述基于映射桥接层，进行规划层级划分，获取对应的细节层次的数据，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，所述根据映射桥接层中的控制线三维管控体，对国土空间规划设计方案进行合规校验，具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计方法，其特征在于，所述基于方案设计变更信息，进行操作冲突检测，获取方案变更结果，具体包括：

8.一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计系统，用于实现如权利要求1-7任一项所述的设计方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计系统，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的一种基于bim-gis融合的国土空间规划三维协同设计系统，其特征在于，所述方案比选模块支持至多5个规划方案在同一三维场景中并排对比，各视图支持同步联动或独立操作；