BIM数据转换为机场服务领域本体的方法

埃及信息学杂志23（2022）447一种将BIM数据转换为领域本体的方法--以机场服务为J.J. 埃雷拉-马丁岛Castilla-Rodrígueza，E.J.Gonzáleza，N.马丁-多塔baDepartamento de Ingeniería Informática y de Sistemas 4 Universidad de La Laguna，Avda. Astrofísico Fco.Saánchez s/n，38200，AP 456.西班牙加那利群岛拉古纳bDepartmento de Técnicas y Proyectos en Ingeniería y Arquitectura 7 Universidad de La Laguna，C. Padre Herrera s/n 38200，AP 456.西班牙加那利群岛拉古纳阿提奇莱因福奥文章历史记录：2022年2月3日收到2022年4月3日修订2022年4月10日接受2022年4月29日网上发售关键词：机场设施BIM本体语义网A B S T R A C T建筑信息建模（BIM）作为核心集成设计、建模、资产规划和协作的平台，已经彻底改变了建筑行业。尽管BIM简化了建筑项目中信息的检索和使用，但BIM工具使用的本地格式对数据重用和交换提出了挑战。本文提出了一种将BIM数据映射到特定领域的概念集的方法领域本体是一种广泛使用的知识领域的形式化定义工具，它通过语义Web等技术促进了所提出的映射可用于丰富信息和改善基于语义工具的系统中的数据集成，这些语义工具管理服务或维护设施和建筑基础设施。最后以机场设施管理为例，说明了该方法的实际应用。©2022 The Bottoms.由Elsevier BV代表计算机和人工智能学院发布开罗大学法律系这是一篇CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creative-commons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）上提供。1. 介绍根据联合研究中心（JRC）欧盟委员会技术报告的定义，建筑信息建模（BIM）是一种用于集中集成设计、建模、资产规划和合作的数字工具，它为所有相关方提供建筑物整个生命周期特征的数字表示[1]。在过去的几年里，BIM的普及程度有所增加，组织和公共管理部门的推广导致BIM在建筑，工程，施工和运营（AEC/O）专业人员中广泛采用。欧盟委员会最近向欧洲议会、理事会、欧洲经济和社会委员会以及地区委员会发出的一份信函指出，欧盟将提出一项建议，在建筑和专业公共采购中推广BIM。开罗大学计算机和信息系负责同行审查。为公共客户提供一种方法，以便在公开招标中使用BIM进行成本效益分析。数字工业平台将允许利益相关者收集和更好地利用这些数据[3]。尽管应用程序应该很容易地检索、交换和使用BIM模型中包含的信息，但事实是，大多数基于BIM的软件工具都以本地格式存储信息，这给项目生命周期中的数据重用带来了挑战。从这个意义上说，由BuildingSmart International开发和维护的行业基础类（IFC）数据模型模式试图克服这些困难，并支持行业AEC/O内的互操作性。IFC模式丰富而广泛，但由于需要表示各种AEC/O子域的对象和关系，它也很复杂和冗余[5]。因此，软件开发人员需要明确的指导来处理表示任何给定语义概念的多种方式，这反过来又使导出和导入接口的开发复杂化[6]。更具体地说，软件的兼容性是具有挑战性的，因为并非所有软件都与所有IFC模式或所有功能完全兼容（例如，许多应用程序允许导入IFC文件，但不允许导出它们）。此外，从不同的设计软件工具取得的IFC档案，在数据方面可能会出现互用问题https://doi.org/10.1016/j.eij.2022.04.0021110-8665/©2022 THE COURORS.由Elsevier BV代表开罗大学计算机和人工智能学院出版。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。制作和主办：Elsevier可在ScienceDirect上获得目录列表埃及信息学杂志杂志主页：www.sciencedirect.comJ.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447448关于模型、对象的类型或对象的属性等[7]。近年来，语义Web[8]技术在AEC/O领域的使用显著增加，通常被认为是BIM软件的补充[9]。语义Web包括在计算机应用程序之间的信息交换中为真正的语义互操作性编纂知识的工具。在这些工具中，本体论脱颖而出。本体是包括域的概念和关系的定义的形式化模型。本体的效用包括信息检索[10，11]、数据模型的开发[12]和搜索引擎的实现[13]。在AEC/O领域，这一研究领域的几项贡献非常突出：IFC文件的语义丰富[14]，通过语义网工具（如关联数据[15]）交换BIM信息，以及BIM领域本体的开发，如如IFC OntoStep[16，17]和ifcOWL[18]。沿着这些路线，我们发现了许多使用本体来促进互操作性和将BIM模型中的信息映射到不同业务流程的贡献，例如：能源管理[12，19]，应急管理[20]，室内导航[21]，城市管理[22]，事件管理[23]和性能评估[24]等。然而，对于许多领域来说，BIM和语义工具之间的信息交换仍然没有标准，结果是一些AEC/O部门没有充分利用语义Web的潜力。这篇文章的定位是利用实力和知名度BIM信息交换方法和基于语义网的软件应用。因此，我们提出了一种方法，将BIM信息映射到一个特定领域的概念集，可以重用的应用程序。这样，通过IFC实体和属性到域类和属性的映射来丰富域本体。通过这种方法，可以在要管理的服务或基础设施的域上下文内为可用的BIM模型提供语义含义，从而促进其在应用领域内的检索、交换和使用。虽然所提出的方法是普遍适用的，作者强调其在设施管理（FM）领域的实用性。在AEC/O的学科中，FM负责管理建筑物或基础设施及其服务的运营阶段，以保证人员、场所和技术的功能性、安全性、舒适性和集成[26，27]。在这种情况下，使用语义工具，如领域本体[28，29]和BIM是有益的[30，31]。为了说明该方法，基于机场设施管理的案例研究。机场是持续维护和增长的大型基础设施。使用BIM模型中包含的信息可以帮助我们丰富机场运营管理的领域本体，例如到达，离开或资源分配，例如停机位，登机口等，并且反过来与设施的维护或改造活动的管理员协作。本文的组织如下：第2节提供了一个理论上的介绍，本文所基于的概念，如BIM和语义网，等等;第3节详细介绍了所提出的方法的轮廓;第4节提出了一个基于机场领域的方法的案例研究2. 背景传统上，AEC/O项目需要不同领域的专家交换存储在异构文件格式中的信息因此，关于建筑物元件的信息的集成需要手动地从若干项目文件[25]。这种情况随着BIM的普及而改变。BIM广泛使用的好处之一是越来越多地交换有关建筑物或设施的“语义”信息，突出了IFC开放标准的使用，由ISO 16739[32]和BuildingS-martInternational[4]开发和维护。IFC是AEC/O行业内的通用数据交换格式[33]，通过在AEC/O项目的整个生命周期中提供全面的信息规范[34]，为互操作性提供了一个中立的环境。IFC使用EXPRESS语言来表示设计和生产所需的几何形状、关系、工艺和材料、性能、制造和其他属性[35]。 EXPRESS不基于正式语义，这使得在IFC施工模型中应用推理和咨询的通用方法变得困难，并对产品生命周期的不同参与者之间交换定义明确的信息提出了挑战[36]。相反，一些作者，如Barbau等人[17]强调，使用语义Web工具来形式化本体，如OWL（本体Web语言）语言，在知识表示和语义数据交换方面提供了有趣的建模优势。建筑信息模型的语义表示将为项目中涉及的任何人提供一个合适的框架来轻松表达并结合有关建筑元素的信息[25]。使用OWL格式的好处引起了多位作者的兴趣，他们对EXPRESS模式到OWL格式的转换[37]以及OntoStep[16，17]或ifcOWL[18]等本体的定义做出了贡献。OntoSteep提出了将任何EXPRESS模式转换为OWL本体的通用转换过程[16，17];而ifcOWL[18]是IFC专用的，并且由BuildingSMART支持。此外，Pauwels和Terkaj基于ifcOWL本体提出了IFC方案的特定转换过程[36]。他们的建议的实现可在公共存储库中获得[38]。然而，OntoStep和ifcOWL方案仍然足够复杂，以阻碍特定领域的信息系统直接使用它们。IFC文件和特定领域上的语义数据之间的中间映射机制（如本文所提出的）将有助于简化它们的互操作，并增强知识的提取。3. 将基于IFC的BIM数据转换为领域本体如引言所述，许多组织已经拥有基于本体的信息系统和基于BIM的基础设施模型。然而，这些组织发现难以以全面和可操作的方式共同利用这些知识。本节的其余部分将探讨一种方法，将这些信息源结合起来，改进基础设施中提供的设施或服务的管理。 注意，所提出的方法可以用于设施管理系统或基于语义工具的任何其他服务管理系统中，并且需要由BIM提供的设施信息。图1说明了所提出的方法的主要阶段，该方法使用ifcOWL本体[18]作为中间元素定义IFC实体和域类之间的映射过程。首先，根据领域本体和建设项目的特点定义映射文件; 这个文件定义了IFC实体和领域本体类之间的关系。第二步使用建筑项目根据IFC实体和类型对元素进行分类，并定义将用于将BIM信息传输到领域本体的自定义IFC属性。第三步使用J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447449Fig. 1.交换法的一般方案。实线表示映射过程流;而虚线表示映射文件的配置和使用的数据流。Pauwels和Terkaj[36]从IFC文件中获取ifcOWL[18]本体的实例最后一个阶段使用该本体来执行基于映射文件的定义来提取与领域本体类相关联的IFC元素和属性的过程。下面的小节更详细地描述了每个阶段，特别注意第一个和最后一个阶段。3.1. 映射文件第一阶段研究领域本体的特点和建筑工程BIM模型的信息。基于这些特征，我们定义映射文件（技术附录的S4部分提供了该方法中提出的映射文件的结构的详细描述）。映射文件包含两个不同的块：第一个块包括定义在所有域类的映射中使用的一般方面的全局参数;第二个块为每个域类定义一组特定参数。具体参数分为两组，一组通过正则表达式定义域类本身与关联IFC实体之间的映射，另一组定义域类属性的映射。第一组参数确保IFC实体的对象与域类的个体之间的正确映射ifcAttributeMapping全局参数定义用于匹配所有域类的正则表达式的IFC属性每个域类的正则表达式都是使用patternMapping参数定义的。表1总结了映射文件中包含的主要参数，包括全局参数和每个域类的特定参数。该方法提出了四种类型的属性映射：IfcMappingProperties将域类的属性与IFC属性相关联，IFC属性在与域类映射的IFC实体的定义中直接声明。customMappingProperties定义了BIM软件中定义的IFC实体的自定义属性到域类属性的映射。domainIndClassReferences定义了域类属性的映射，该域类属性具有对在输入IFC文件映射过程中映射的域类个体之一的引用。表1映射文件的参数。名称描述全局参数ifcSchema与输入IFC文件iriBaseDomainOntology Base国际化资源标识符（IRI）相领域本体ifcAttribute将正则表达式中使用的IFC参数映射到检查定义域的输出RDF文件的域类的映射domainRdfconfigureFile格式领域个体域类定义domainClassName域类ifcEntity IFC实体，映射到域类patternMapping正则表达式，以检查域类ifcMappingProperties的映射定义域类customMappingProperties对象的映射定义域类domainIndClassReferences对象的映射定义域类的domainIndClassReferences属性newIndDomainClasses的映射定义域类的newIndDomainClasses属性newIndDomainClasses将域类的属性与对域类中未包含在映射文件中的新个体的引用相关联。反过来，对于这些新个体，可以定义newIndDomainClassProperties类型的映射，以将自定义IFC属性与新个体的域类的属性相关联与ifcMappingProperties、customMappingProperties和newIndDomainClassProperties类型的映射关联的属性值可以具有不同的数据类型。为了定义与这些映射相关联的类型，提出了一个名为ValueType的属性，它可以接受四个值：Simple：该属性将基于从IFC到OWL数据的类型转换，采用简单数据类型的值，如Pau- wels和Terkaj[36]RefOntologyDomainIndClass：属性值是对领域本体●●●●●●J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447450RefifcOWLIndClass：属性值是对从输入IFC文件生成的ifcOWL本体中的个体的引用。Function：属性值将从functionName属性中定义的函数中获取。此函数的结果将是一个简单类型，或者是对某个个体的引用BIM为我们提供了IfcRelDefinesByProperties类型的实体，它定义了属性和IFC对象之间的关系。我们使用这些实体来映射customMap-pingProperties、domainIndClassReferences和newIndDomainClasses类型的属性。3.2. IFC文件该方法的第二阶段是在BIM建模软件的框架内开发的。我们根据IFC实体和类型对构成施工项目的要素进行分类。此外，我们还为那些没有定义BIM分类的图元创建自定义IFC属性。在前一阶段生成的映射文件驱动此分类，该分类将用于将BIM信息传输到领域本体。分类的结果以IFC格式导出为文件3.3. IFC文件到ifcOWL的转换如第2节所述，ifcOWL本体是IFC标准和语义Web技术之间的连接点。ifcOWL通过语义Web技术在数据分布、数据模型可扩展性、查询和推理方面促进了IFC数据的开发。要获得IFC的ifcOWL等价物，我们所需要的领域本体的虚拟化。此外，还定义了与每个个体相关的属性。图2总结了在此阶段执行的主要任务我们首先加载在前一阶段创建的ifcOWL本体模型。本体模型允许我们进行查询并获得与输入IFC文件相关联的ifcOWL本体的类、个体和属性的信息从ifcOWL模型和映射文件的组合中，我们获得了域个体的列表。算法1描述了这个过程：我们为IFC实体的每个对象创建对应域类的新个体，其匹配映射文件中定义的映射模式。算法1：创建新的单独MapFile =映射文件ifcOWLOnt= ifcOWL本体模型listIndDO =领域本体中的空个体列表for ifcEntity：获取mapFile中引用的IFC实体for ifcObject：get object of ifcEntity from ifcOWLOntdo if ifcEntity.patternMapping matches withifcObject.ifcAttributeMapping则indDO =从ifcObject创建新个体将indDO添加到listIndDofor ifcProp：获取与ifcObject相关的ifcMappingProperties将ifcProp添加到indDO如果端端Pauwels提出了一个EXPRESS到OWL的转换工具[36]，它允许我们从输入IFC文件中获得RDF-Turtle格式因此，我们的第三方法包括通过EXPRESS-to-OWL转换工具[36]从上一步获得的IFC文件中获得ifcOWL实例。3.4. 创建领域本体的个体该方法的最后阶段使用映射文件和在前一阶段创建的ifcOWL本体来生成indi。在算法1中描述的伪代码将IfcMappingProperties类型的属性合并到所创建的个体。在随后的步骤（算法2）中，并入customMap-pingProperties、domainIndClassReferences、newIndDomainClasses和newIndDomainClassProperties 类 型 的 属 性 。 这 些 属 性 从 与IfcRelDefinesByProperties实体相关联的ifcOWL个体获得它们的值。特别是，类型newIndDomainClasses的属性在现有的图二. 阶段3的流程图。●●J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447451ing个人（在前一步骤中填充）和通过属性的新个人。技术附录中的第S4节显示了这些步骤的更多细节。基于Airm-mono本体的子集，在欧盟资助的SESAR宏项目框架内的BEST项目中开发[39，40]。唯一的修改是领域本体是IfcProject类的添加，算法2：创建新属性MapFile =映射文件ifcOWLOnt= ifcOWL本体模型listIndDO =从领域本体获取个体列表（根据算法1中的伪代码listIcfRDBP =从与实体IfcRelDefinesByPropertiesfor ifcRDBP：get individual from listIfcRDBPdo for ind：get individual from listIndDOdofor prop：get property from ind doif type of prop == newIndDomainClasses thennewInd = new Individual created from ifcRDBP将newInd添加到listIndDO将prop添加到indind.prop = newInd其他newProp =从ifcRDBP创建的与prop类型相同的新属性将newProp添加到ind如果结束，则结束端端包含有关IFC项目的信息。4.1. 方法实现如上所述，所提出的方法使得可以映射领域本体的类和IFC实体;从IFC实体的属性引用领域本体的类的个体;以及从IFC实体的属性创建领域本体类的新个体。图3显示了本案例研究中使用的领域本体的方案。BuildingSmart International国际金融中心大楼机场厅[41]目前正在努力将与机场环境相关的项目纳入IFC标准。例如，这些项目包括安全检查系统、自动行李托运系统或自动边境管制系统。IFC标准中缺少这些项，需要明确定义域类和IFC实体之间的映射（表2）。因此，Terminal类指的是机场航站楼，它与ifcBuilding实体相关联。门或PassengerLoadingBridges映射到IfcBuildingElementProxy实体，该实体是一个抽象实体，可以表示建筑物或基础设施中的任何项目最后，将与飞机运动区域中的空间相关联的那些类映射到IfcSpace实体。如果IFC的未来版本-尽管包含了这些或新项目的更具体的实体，我们的方法允许我们容易地将它们合并到映射文件中一旦域本体的个体的列表及其属性已经定义，最后一步是生成输出RFC文件，格式在全局参数domainRdfconfigureFile中指定。4. 为例我们说明了上述方法的应用与案例研究的基础上的域的机场运营。案例研究是基于一个机场，其信息系统是映射文件使用JSON实现[42]。表3总结了映射文件中定义的一些最相关的全局参数，以及IfcProject、Terminal和AircraftStand类的配置参数。关于属性的映射，案例研究实现了方法中提出的不同映射选项的示例，以及在将IFC属性映射到域类的属性技术附录的第S5节介绍了案例研究实施中使用的完整映射文件图3. 从Airm-mono本体的子集映射的简化模式J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447452表2域类和IFC实体之间的映射。类本体域IFC实体航站楼Gate IfcBuildingElementProxyPassengerLoadingBridge IfcBuildingElementProxyAircraftStand IfcSpace围裙IfcSpace跑道IfcSpace客观设施。对于我们的案例研究，我们将能够从BIM模型中加载或实现有关机场元素（例如登机口，停机位或手指）的现有信息。此外，我们可以丰富用于提供基础设施服务的管理信息。例如，机场是非常动态的设施，经常受到维护或扩建工程的影响。在这种情况下，我们的方法将允许管理人员动态地纳入信息系统机场的BIM项目的详细信息，正在进行修改。因此，例如，我们可以定义ApronAreaSafility-operationalStatus 财产从在应用所提出的方法的所有阶段之后，我们获得了机场建设项目中定义的物理元素与Airm-mono域类之间的映射[40]。例如，航站楼和机场跑道可以分别映射到Airm-mono的Terminal和Runway类。从所提出的方法获得的产品是一个RDF文件与映射的个人丰富的领域本体的定义。从每个停机位或登机口的建设项目该道具将与维护或改造任务相关联，并且将在本体中指示看台或登机门的可操作性领域本体和BIM信息的组合允许管理者提出他们的信息系统查询，例如哪些停机位可用于国内航班？.清单1通过SparQL查询说明了 这 个 应 用 程 序 ， 该 查 询 将 从 IFC 实 体 的 映 射 中 获 得 的standAvailability清单1：SparQL查询以确定可用的看台案例研究的实施情况见技术附录第S5.2节。4.2. 使用示例借助于所提出的方法，将有可能加载与形成通信系统的一部分的物理元件相关联的清单2显示了维护工作上下文中的查询的另一个示例 在这种情况下，问题是，在维护行动预计的时间内，哪些停机位在目前可用的停机位中没有分配给航班？.J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447453清单2：SparQL查询确定未分配给航班的停机位（接下页）J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447454（续）清单2：SparQL查询确定未分配给航班的停机位5. 结论BIM和语义工具（如领域本体）都是为组织和交换信息而设计的技术。然而，对于许多领域，BIM和语义工具之间仍然没有交换信息在这篇文章中，我们提出了一种方法来定义BIM模型的信息和领域的本体之间的映射在基于语义工具的服务管理系统中，通常需要BIM提供的设施信息，我们的方法将促进丰富信息和发展计算机应用。为了定义BIM信息和领域本体之间的映射，已经提出了一种灵活的方法，该方法允许定义映射元素，即使没有为该领域定义BIM元素的分类。该方法非常适合动态基础设施环境，由于其操作，其设施具有相关的维护、扩展或更改工作。这类设施包括机场、火车站和港口;它们都受益于这种方法，因为BIM信息相关表3最相关的参数包括在案例研究的映射文件类型名称值全球ifcSchemaIFC 4全球iriBaseDomainOntologyhttp://project-best.eu/owl/airm-mono#全球ifcAttributeMapping域类定义domainIfcProject名称_IfcRoot域类domainClassNameIfcProject域类ifcEntityIfcProject属性类型ifcMappingPropertiesdomainPropertyName所有者历史属性类型ifcMappingPropertiesifcAttributeName所有者历史_IfcRoot域类定义终端域类domainClassName终端域类ifcEntity IfcBuilding属性类型ifcMappingProperties domainPropertyName Terminal-description属性类型ifcMappingProperties ifcAttributeName描述_IfcRoot属性类型customMappingProperties domainPropertyName Terminal-internationalType域类定义aircraftStand域名类domainClassName AircraftStand域类ifcEntity IfcSpace属性类型domainIndClassReferences domainPropertyName AircraftStand-BumberLoadingBridge属性类型domainIndClassReferencedClassName PassengerLoadingBridge属性类型newIndDomainClasses domainPropertyName AircraftStand-availability属性类型newIndDomainClasses newDomainClassName ApronAreaAvailability属性newIndDomainClassProperties类型ApronAreaAvailability domainPropertyName ApronAreaAvailability-operationalStatusJ.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447455与这些作品可以使用的信息系统，处理这些基础设施的操作或维护的管理。除了本文所述的实际应用外，BIM模型信息与领域本体之间的映射可用于丰富正在为此类设施开发的数字孪生工具。竞争利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。技术附录.介绍本附录阐述了将BIM数据转换为领域本体的方法：基于机场服务的案例研究中涉及的一些技术方面。本附录的组织如下：第S2节讨论了Express语言的最重要特性，这些特性包括在所提议方法的开发中;第S3节评论了限制所提议方法范围的行业基础类（IFC）数据模式的结构的某些方面;第S4节介绍了映射文件实现的技术方面;第S5节提供了对案例研究的更深入了解。表达本节解释了EXPRESS语言[43]的特性，涉及到属性，这些特性必须考虑到所提出的方法。EXPRESS中的属性在实体的作用域内声明，并遵循层次结构。我们可以找到显式，派生和反向属性。属性与EXPRESS模式中其他地方声明的其他数据类型建立关系[43]。派生属性尤其具有挑战性，因为它们依赖于其他属性的内容和结构。因此，将它们转换为IfcOwl需要额外的特定规则，Pauwels和Terkaj没有涵盖它们[36]。Pawels和Terkaj[36]在某些情况下不转换任何反向属性，例如当IFC元素定义了多个反向属性时，或者当反向属性在其范围内具有类似LIST或ARRAY的分组数据类型时。在此背景下，我们决定在我们的方法中既不考虑派生属性也不考虑逆属性。无论如何，这个问题是未来可能的工作。IFC数据模式IFC基于树形式的实体层次结构，从所有其他实体直接或间接继承的IfcRoot节点开始[45]。IFC将所有实体分为根实体和非根实体。有根实体派生自IfcRoot，并具有标识的概念（它们有一个标识符），以及名称、描述和版本控制属性。非根实体没有身份GUID，并且实例仅在直接或间接地从根实例引用时才存在。IfcRoot被细分为三个抽象概念：对象定义、关系和属性集。关于对象定义，IfcObject实体是任何语义处理的事物或过程。 IfcObject 实体的出现被细分为六个基本概念：参与者（ IfcActor ） 、 控 制 （ IfcControl ） 、 组 （ IfcGroup ） 、 产 品（IfcProduct）、过程（IfcProcess）和资源（IfcResource）。在所提出的方法的范围内，与映射相关联的所有IFC实体被定义为根，因为在映射过程中使用了根。在IFC中定义关系的上下文中，IfcRelDefine实体（IfcRelationship的子实体）处理对象定义、属性定义和声明上下文之间的链接。这些类型的关系被细分为4个概念：IfcRelDefinesByObject：定义参与对象类型分解的对象与参与该类型的出现的分解的对象的出现之间的关系。IfcRelDefinesByTemplate：定义属性集模板和属性集本身之间的关系。IfcRelDefinesByType：定义对象类型和该对象的出现之间的关系。IfcRelDefinesByProperties：定义属性集定义和对象之间的关系。IFC属性包含两个不同的概念：属性集和属性集模板：定义属性集和单个属性的语法和数据类型。属性集引用：定义可附加到对象引用的可扩展和可共享属性集。我们的方法使用IfcRelDefinesByProperties类型关系来映射IFC实体的属性尽管本文没有考虑IfcRelDefines子类型的其余部分映射文件该方法的第一步包括研究领域本体的特征和建筑项目BIM模型的信息我们提出的映射文件分为两个块，一个是全局参数，另一个是每个域类的特定映射参数全局参数块定义了在所有域类的映射以下全局参数在映射文件中定义ifcSchema：源IFC文件中使用的模式。例如IFC 2X3或IFC 4。iriBaseDomainOntology：领域本体的国际化资源标识符（IRI）基础。iriBaseIfcOwlOntology：IfcOwl本体的IRI基础，通过Pauwels和Terkaj提出的EXPRESS到OWL转换器从源IFC文件生成[44]。ifcAttributeMapping：IFC属性，用于检查IFC实体和领域本体类之间的映射。对于要执行的映射，必须满足特定于域类的映射模式。domainRdflogageFile：提供方法作为输出的域ontol- ogy类个体的RDF 文 件 格 式 。 例 如 ， 此 参 数 可 以 是 Terse RDF TripleLanguage或RDF /XML。domainNameSpacePrefixes：域本体的命名空间列表。对于这些命名空间，除了前缀之外，●●●●●●●●●●●●J.J. 埃雷拉马丁岛Castilla-Rodríguez，E.J.冈萨雷斯等人埃及信息学杂志23（2022）447456定义了相关的IRI。这些前缀用于输出RDF文件的构造。ifcOwlNameSpacePrefixes：定义从输入IFC文件生成的IfcOwl本体的命名空间列表。这些名称空间用于表示RefIfcOwlIndClass类型映射（属性值是对从输入IFC文件生成的IfcOwl本体中的个体的引用）。第二块为本体的每个类定义一组特定参数。这些参数分为两组：一组定义域类和关联IFC实体之间的映射，另一组定义域类属性的映射。对于每个域类的映射，与该域类的个体相关联的IFC实体在BIM模型中被定义，使得IFC实体的个体映射域类的个体，只要它满足映射正则表达式。用于验证映射正则表达式的IFC属性以全局参数ifcAttributeMapping中的所有域类的通用方式定义，并且要匹配的正则表达式以参数patternMapping中的每个域类的特定方式定义。在映射文件中，为每个域类的特定定义定义了以下属性domainClassName：域类的名称。domainClassNameSpacePrefix：域类的命名空间前缀，基于全局参数domainNameSpacePrefixes定义的命名空间前缀列表。ifcEntity：映射到域类的IFC实体。patternMapping：检查域类映射的正则表达式映 射 中 包 含 的 每 个 域 类 可 以 定 义 四 种 类 型 的 属 性 集 ：ifcMappingProperties、customMappingProp-erties、domainIndClassReferences和newIndDomainClasses。与这些属性集关联的每个属性都允许使用不同的这种类型在一个名为valueType的属性中指定：simple：属性将采用简单数据类型的值，基于IFC到OWL数据类型的转换，如Pau- wels和Terkaj [44]。refOntologyDomainIndClass：属性值是对领域本体中个体的引用。refIfcOwlIndClass：属性值是对从输入IFC文件生成的IfcOwl本体中的个体的引用。function：该属性的值将从functionName属性中定义的函数中这个函数的结果将是一个简单的类型，或者是对一个个体的引用尽管每种类型的属性集在映射文件中需要不同的参数，但它们都共享两个基本参数：domainPropertyName：执行映射的域类的属性名称。domainPropertyNameSpacePrefix：域类属性的命名空间前缀，基于全局参数domainNameSpacePrefixes定义的命名空间前缀列表。IfcMappingProperties类型的属性映射在与域类相关的IFC实体的定义中直接声明的IFC属性。要获取IFC属性的值，不需要关系实体IfcRelDefinesByProperties。对于IfcMappingProperties的定义，除了基本参数之外，还在映射文件中配置了以下参数：ifcAttributeName：映射参数domainPropertyName中定义的属性的IFC属性的名称。ifcAttributeNameSpacePrefix：IFC属性的命名空间前缀，基于全局参数ifcOwlNameSpacePrefixes定义的命名空间前缀列表。valueType：表示属性的值在IFC文件中表示。functionName：如果valueType为Function，则为从中获取属性值的函数的名称。customMappingProperties类型的属性将IFC实体的自定义属性映射到域类的属性这些自定义属性是在BIM模型中定义的，它们允许该方法执行IFC图元属性默认情况下未定义的简单属性映射。在我们的建议中，自定义属性的值与IfcPropertySin- gleValue实体相关联，该实体将是IfcPropertySet实体的一部分。IfcPropertySingleValue实体与简单类型的值相关然而，在必须将属性与更复杂类型的值相关联的情况下，IfcPropertySingleValue实体可以通过valueType参数指示对表示该类型的IFC实体的个体的引用映射IFC实体和IfcPropertySet之间的关系通过关系实体IfcRelDefinesByProperties来定义。在映射文件 中 ， customMappingProperties 映 射 包 括 base 、 valueType 和functionName参数（如为IfcMappingProperties定义的）。此外，它们还定义了两个额外的参数：ifcPropertySetName：与自定义属性关联的IfcPropertySet实体的name _ if