DB1301-T499-2024城市道路工程建筑信息模型與三維地理%0D%0A信息系統(tǒng)集成技術(shù)規(guī)程

ICS93.080.01

CCSP51

1301

石家莊市地方標準

DB1301/T499—2024

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(shù)規(guī)程

Technicalspecificationforintegratedofurbanroadengineeringbuilding

informationmodeland3Dgeographicinformationsystem

2024-03-19發(fā)布2024-04-18實施

石家莊市市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB1301/T499—2024

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(shù)規(guī)程

1范圍

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(wù)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(shè)計、建造、運營和管理等領(lǐng)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(gòu)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(yīng)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/T17941數(shù)字測繪成果質(zhì)量要求

GB/T51212建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準

GB/T51301建筑信息模型設(shè)計交付標準

CJJ37城市道路工程設(shè)計規(guī)范(2016版)

CJJ/T100城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)技術(shù)標準

CJJ152城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程

CJJ193城市道路路線設(shè)計規(guī)范

JTG/T2420公路工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

建筑信息模型buildinginformationmodeling

在城市道路建設(shè)工程及設(shè)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(shè)計、施工、運

營的過程和結(jié)果的總稱。

[來源：GB/T51212—2016,2.1,有修改]

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]

三維地理信息系統(tǒng)three-dimensionalgeographicinformationsystem

利用計算機和地理信息技術(shù)，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(yīng)用，并以處理城市道路工程各種空間實體及其關(guān)系為主的系統(tǒng)。

1

DB1301/T499—2024

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

實體。

幾何構(gòu)造實體constructivesolidgeometry

通過對象之間的布爾運算得到的幾何對象。

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。

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(gòu)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(wù)的架構(gòu)（service-orientedarchitecture）

5技術(shù)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(shù)流程圖如圖1所示。

2

DB1301/T499—2024

開始

模型創(chuàng)建（見7）

語義匹配（見8）

空間集成（見9）

集成應(yīng)用（見10）

結(jié)束

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(shù)流程圖

6城市道路工程BIM與3DGIS集成的基本要求

BIM所包含的信息應(yīng)符合城市道路工程項目的使用需求，內(nèi)容應(yīng)與工程性質(zhì)、階段、目的相適應(yīng)。

BIM模型的創(chuàng)建、使用和管理應(yīng)遵循GB/T51212和JTG/T2420的要求。

BIM與3DGIS系統(tǒng)集成的技術(shù)指標、成果形式、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、服務(wù)方式等應(yīng)滿足城市道路工程信

息實際管理和應(yīng)用的需求。

BIM與3DGIS系統(tǒng)的集成過程中應(yīng)保證所輸入數(shù)據(jù)的準確性和完整性。

未包含在本文件中的BIM與3DGIS系統(tǒng)之間映射關(guān)系，可以根據(jù)實際情況進行拓展處理，但不應(yīng)

與本文件規(guī)定相沖突。

7模型創(chuàng)建

基本要求

7.1.1BIM建模內(nèi)容應(yīng)符合道路設(shè)計相關(guān)規(guī)范的要求，包括CJJ37、CJJ152、CJJ193等規(guī)范。

7.1.2BIM模型應(yīng)由模型單元分級創(chuàng)建組合而成，可嵌套設(shè)置。模型單元的分級應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1模型單元的分級

模型單元說明

項目級模型單元承擔(dān)工程項目、子項目、階段、專業(yè)的信息

功能級模型單元承擔(dān)分部、單體的信息

構(gòu)件級模型單元承擔(dān)分項、構(gòu)配件、產(chǎn)品的信息

零件級模型單元承擔(dān)組成零件、安裝零件的信息

7.1.3BIM模型包含的最小模型單元應(yīng)由模型精細度等級衡量，模型精細度基本等級劃分應(yīng)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。

3

DB1301/T499—2024

表2模型精細度基本等級劃分

等級代號包含的最小模型單元

1.0級模型精細度LOD1.0項目級模型單元

2.0級模型精細度LOD2.0功能級模型單元

3.0級模型精細度LOD3.0構(gòu)件級模型單元

4.0級模型精細度LOD4.0零件級模型單元

7.1.4模型單元創(chuàng)建應(yīng)符合下列要求：

a)模型單元和屬性信息應(yīng)按照JTG/T2420統(tǒng)一分類、命名和編碼；

b)模型單元宜應(yīng)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(yīng)用于特定階段的某

些環(huán)節(jié)或任務(wù)；

c)模型單元及其屬性信息的創(chuàng)建及修改過程中應(yīng)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(yīng)符合空間轉(zhuǎn)換和語義映射關(guān)系的要求；

e)模型單元與3DGIS系統(tǒng)的集成應(yīng)用擴展應(yīng)與原有模型的架構(gòu)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(yīng)符合下列規(guī)定：

a)地形模型應(yīng)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(yīng)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(yīng)符合GB/T17941中關(guān)于相應(yīng)DEM格網(wǎng)精度和應(yīng)用需求的規(guī)定；

e)地形模型的紋理分辨率應(yīng)符合CJJ/T100中關(guān)于相應(yīng)DOM分辨率和應(yīng)用需求的規(guī)定；

f)相鄰建模單元的地形模型應(yīng)平滑銜接，不得出現(xiàn)重疊和漏縫；

g)地形模型應(yīng)完整覆蓋整個建模區(qū)域。

模型內(nèi)容

7.2.1項目模型應(yīng)由信息模型和地形模型組成。

7.2.2信息模型應(yīng)滿足包括土建工程、路面工程、交通安全設(shè)施、綠化、機電工程等工程的建設(shè)需求。

7.2.3土建工程應(yīng)包括路基、涵洞、橋梁等內(nèi)容；路面工程應(yīng)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(shè)施工程應(yīng)包括標志、標線、防護欄、防眩設(shè)施、隔離柵等內(nèi)容；綠化工程應(yīng)包

括中分帶綠化、路側(cè)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(shè)備、通訊、配電、照明等

內(nèi)容。

7.2.4地形模型應(yīng)包括地表、自然地物和人工地物等內(nèi)容。

8語義匹配

基本要求

8.1.1語義匹配應(yīng)包含：對象關(guān)系映射、紋理關(guān)系映射、模型屬性映射三個部分。

8.1.2語義映射應(yīng)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：

?(?)=?·············································································(1)

4

DB1301/T499—2024

式中：

?——語義映射關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(yīng)用需要時，可在本文件基礎(chǔ)上對規(guī)則

進行擴展。

對象關(guān)系映射

8.2.1BIM模型應(yīng)包含五個基本關(guān)系類型，分別是：分配、關(guān)聯(lián)、分解、定義、連通性。

8.2.23DGIS應(yīng)包含十二個空間關(guān)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(yīng)在3DGIS中正確描述和識別空間中點、線和面的關(guān)系和特征。

8.2.4BIM與3DGIS集成應(yīng)保持模型間的對象關(guān)系，對于集成目標體系中未定義，且無近似對應(yīng)的對

象關(guān)系，則需要進行拓展；對于在目標體系應(yīng)用中無法體現(xiàn)的關(guān)系要素，可不集成。

紋理關(guān)系映射

8.3.1BIM向3DGIS集成過程中，應(yīng)從BIM材質(zhì)庫提取對應(yīng)的紋理圖片，并建立圖片與構(gòu)件對象的映

射關(guān)系。

8.3.23DGIS向BIM集成過程中，應(yīng)補充模型紋理對應(yīng)的材質(zhì)信息，并與BIM材質(zhì)庫中的材質(zhì)進行匹

配或更新材質(zhì)庫。

模型屬性映射

8.4.1BIM與3DGIS集成時，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(fù)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(yīng)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

基本要求

9.1.1空間表達集成內(nèi)容應(yīng)包含模型解析、空間參考、幾何表達方式和拓撲關(guān)系。

9.1.2BIM表達方法可采用掃掠實體或幾何構(gòu)造實體實現(xiàn)。

9.1.33DGIS模型建模采用的幾何元素應(yīng)包括：點、線、面和體。模型表達方法可采用BRep、幾何構(gòu)

造實體、掃掠實體實現(xiàn)。

9.1.4BIM與3DGIS空間集成應(yīng)包括模型解析、坐標交換、幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、拓撲關(guān)系轉(zhuǎn)換。

5

DB1301/T499—2024

模型解析

BIM模型解析應(yīng)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(jié)果保存到格式文件中，并以元素ID為文件名。

坐標轉(zhuǎn)換

9.3.1BIM模型坐標應(yīng)為真實工程坐標。一些分區(qū)模型、構(gòu)件模型未采用真實工程坐標時，應(yīng)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(yīng)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(yīng)通過坐標轉(zhuǎn)換來計算各個BIM模型在GIS坐標系中的空間位置，坐標轉(zhuǎn)換

如公式(2)所示。

??′

′??

(?)=??(?)+(??)·································································(2)

??′??

式中：

?

(?)——空間點在全局地理坐標系中的坐標；

?

?′

(?′)——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；

??

?——局部坐標系相對全局地理坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣，如公式(3)所示。

??????????????????????????

?=[?????????????????????????????????????????+????????????????????]············(3)

???????????????+??????????????????????????????????????????????

幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

9.4.1BIM中表達幾何信息的資源應(yīng)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(guān)系應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。

9.4.3幾何轉(zhuǎn)換時應(yīng)保證幾何要素映射關(guān)系的正確性。

9.4.4BIM向3DGIS模型轉(zhuǎn)換應(yīng)執(zhí)行離散化操作，即將參數(shù)化模型轉(zhuǎn)換為由三角網(wǎng)或規(guī)則格網(wǎng)等構(gòu)成

的三維模型。

9.4.53DGIS模型向BIM轉(zhuǎn)換應(yīng)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(gòu)件表達模型。

6

DB1301/T499—2024

拓撲關(guān)系轉(zhuǎn)換

9.5.1BIM建模拓撲元素表達內(nèi)容應(yīng)包括基本的拓撲實體定義、形成拓撲結(jié)構(gòu)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(yīng)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(fù)合體等。

9.5.3BIM與3DGIS拓撲實體要素映射應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。

10集成應(yīng)用

基本要求

10.1.13DGIS系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)應(yīng)采用SOA技術(shù)架構(gòu)來實現(xiàn)系統(tǒng)的整合及新應(yīng)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(yīng)用與數(shù)據(jù)之間的連接。

10.1.2集成過程應(yīng)保證數(shù)據(jù)的正確性、完整性、拓撲一致性、數(shù)據(jù)拼接合理性及數(shù)據(jù)空間位置關(guān)系保

持協(xié)調(diào)一致。

系統(tǒng)需求

10.2.1集成系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留與企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的接口，具備與多渠道信息系統(tǒng)的集成對接能力，能夠三

維可視化承載和呈現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

10.2.2集成系統(tǒng)應(yīng)支持對大屏幕、PC端、移動端等不同類型終端的接入和顯示。

10.2.3集成系統(tǒng)應(yīng)具有內(nèi)容綜合、形式統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一采集、存貯和管理二三維地理信息及

城市道路工程三維模型。

系統(tǒng)維護

應(yīng)制定系統(tǒng)運行維護管理制度，配備系統(tǒng)管理人員，定期分析應(yīng)用系統(tǒng)日志、數(shù)據(jù)庫日志和業(yè)務(wù)操

作日志等系統(tǒng)運行日志。

11追溯記錄

在執(zhí)行第7章、第8章、第9章、第10章所規(guī)定的各個階段的程序指示過程中，記錄并保存以下內(nèi)容：

a)執(zhí)行各階段程序指示的人員姓名；

b)記錄BIM和3DGIS模型創(chuàng)建過程中的地理信息、設(shè)計信息和構(gòu)建信息；

c)記錄BIM與3DGIS集成的語義匹配各個過程的方法；

d)記錄BIM與3DGIS集成的空間集成各個過程的方法；

e)記錄BIM與3DGIS集成應(yīng)用中的應(yīng)用系統(tǒng)日志、數(shù)據(jù)庫日志和業(yè)務(wù)操作日志等系統(tǒng)運行日志；

f)其他。

7

DB1301/T499—2024

A

A

附錄A

（規(guī)范性）

模型幾何要素映射表

表A.1規(guī)定了文件中BIM與3DGIS模型幾何要素的映射關(guān)系。

表A.1模型幾何要素映射表

BIM幾何元素3DGIS模型幾何元素

點點

笛卡爾點多點

直線

線串

折線

曲線

圓錐曲線

圓

曲線

橢圓

多曲線

有界曲線

有向曲線

裁剪曲線

二維偏置曲線

3D偏置曲線

復(fù)合曲線

復(fù)合曲線段復(fù)合曲線

2D復(fù)合曲線

曲面

基本曲面多邊形

平面表面

掃掠曲面多表面

線性拉伸曲面有向表面

旋轉(zhuǎn)曲面復(fù)合表面

有界曲面三角網(wǎng)面

矩形剪裁曲面

實體模型

流形實體的BRep

小曲面BRep

CSG實體

實體

布爾結(jié)果

復(fù)合實體

掃掠實體

拉伸面實體

回轉(zhuǎn)面實體

半空間實體

8

DB1301/T499—2024

表A.1(續(xù))

BIM幾何元素3DGIS模型幾何元素

箱型半空間

箱域?qū)嶓w

脊線復(fù)合實體

基于面的表面模型

9

DB1301/T499—2024

B