目前，在BIM与GIS融合方面的研究主要分为三个方向，分别是数据格式转换、数据标准扩展和本体论。本项目选择通过本体论的模式进行IFC和CityGML的实体融合。首先，通过语义修正提取实体的三元组，用知识表示学习，将三元组表示为实体向量，将实体语义信息转换到低维向量空间，采取以扩展语义匹配为基础构建IFC和CityGML标准的匹配融合系统，解决在IFC和CityGML两个不同的标准下对同一实体的语义方面的理解偏差问题，并通过相似度计算进行聚类；其次，通过提取到的三元组，利用实体—关系—实体进行几何重构，将IFC标准的实体映射到CityGML标准的实体；最后，用建立的三维模型验证，实现了实体从BIM领域到GIS领域的转换。

三维数字技术在建筑工程领域的应用，有效改变了传统的以点、线、面等二维图元组成的工程图纸的信息表达缺陷，是BIM(Building Information Modeling)的重要技术支律。三维几何模型有多种表达形式，总体上可以分为实体模型、表面模型和线框模型，三者具有不同的应用领域与适用范围。为了满足BIM在建筑工程不同阶段的应用需求，本文基于BIM技术，提出了一种基于AutoCAD图形引擎的BIM三维实体建模以及将其转换为表面模型的方法，并通过实例验证了其可行性。

结构耐久信息模型是用于建筑结构耐久性分析的信息模型，其包含设计, 施工, 维护等耐久性相关的信息。本文根据耐久性分析理论，提取耐久性影响因素，在已有的结构、施工信息模型的基础上通过扩充耐久信息建立了结构耐久信息模型，并从耐久信息模型方面扩展了现有的IFC标准，从而完善了IFC标准结构信息模型，也促进了结构耐久性评估软件系统的开发。

IFC标准所建立的工程设计模型包含海量的数据信息和复杂的非图形信息，不利于设计者对数据信息的有效查询和管理。通过对IFC模型数据集成机制和EXPRESS数据类型映射规则分析，结合IFC中性文件交换技术和标准数据访问接口原理，以及工程设计模型数据信息的特点，在基于PKPM的CFG图形显示平台上设计和开发了工程模型数据库应用系统。通过对北京某一体育馆IFC格式模型的读取，对该系统所提供的用于模型的读取、查询、创建、二维显示等管理功能进行实际应用。结果表明，该系统有助于提高设计者对基于IFC格式的工程设计模型数据信息的日常维护和管理操作。

工业基础类库(IFC)标准的制定主要用来对建筑全生命周期过程中的建筑信息模型进行定义，它是达到建筑信息模型(BIM)工具之间协作的必要条件但不是充分条件。NBIM采用用例方法来精确的定义工程工作流规则之间信息交流的数据需求。工作流中的交换信息由交换模型(EM)定义，而交换对象(EO)是形成EM积木块。在为不同的BIM应用工具之间产品模型数据的交换编译模型视图定义(MVD)之前，我们必须确定工程、施工、产品的语义范围，并嵌入到EO中，形成语义交换对象(SEO)，以达到更准确的效果。

随着既有建筑总量的不断增多，既有结构的运营管理问题越来越突出。然而，在工程实践中，既有结构信息的集成是困扰其运营管理的一大难题。利用BIM技术及IFC标准，针对既有结构提出了一条集成鉴定与加固信息的途径。通过IFC标准中的属性集扩展的方法，在结构与构件层次集成基本的鉴定信息，同时参照5种常见的加固方法，在构件层次集成结构的加固信息。通过该方法集成的信息，能够在支持IFC文件的软件上读入，并在此基础上建立了既有结构维护管理系统。工程实例应用表明该系统有实用价值。

本文围绕AEC/FM领域应用软件的信息共享与互用，探讨了建筑建模软件与结构分析软件间的数据映射方案。基于IFC(Industry Foundation Classes)标准，分析了建筑物理模型与结构分析模型的异同，提出了从IFC建筑物理模型文件中提取结构构件以及结构构件连接节点拓扑信息的方法，并基于这些映射算法，利用C++编程语言实现了本文提出的通用结构分析模型(SGF)与IFC建筑物理模型的双向数据接口。最后，提出了以SGF为中心的多种建筑物理模型与多种结构分析模型的数据集成基本框架。

IFC标准是国际协同工作联盟IAI发布的建筑产品数据描述标准, IFC标准提供了建筑产品大部分信息模型的定义和描述。但是, 在建筑施工领域IFC标准的模型体系尚不完善, 无法完全满足建筑施工IFC数据描述的需求。本文通过对IFC标准的体系结构、数据描述方法、扩展机制和应用流程的系统研究, 建立面向建筑施工的IFC数据扩展模型, 编制了建筑施工IFC数据描述标准, 并通过工程实际应用验证了模型和标准的可行性和适用性, 提出了对IFC标准进一步研究和应用的建议。

本文总结了建筑消防信息难以在多平台有效互用的原因，探讨了基于IFC标准的BIM技术在大型公共建筑消防设计和管理领域的应用。该技术促进了消防信息在不同机构、不同专业间的交换与互用，对实现大型公共建筑动态化、交互化、扁平化的消防管理模式具有推动作用。

近十年来，BIM技术得到快速发展，但现有技术和系统仍难以支持面向建筑全生命期的BIM数据的存储和交换。因此，本研究提出一种基于云计算的BIM数据集成与服务技术，采用NoSql型数据库Hbase实现海量BIM数据的分布式存储和虚拟集成，并支持统一的信息访问。本文着重介绍其中最重要的半结构化BIM数据库的概念模式和实现。该数据库通过有机结合IFC数据模型特性和Hbase的分布式存储等特点，避免了空间浪费以及复杂Join操作等问题。相对于已有BIM数据库，该数据库具有查询效率高、可扩展性好等优势，更适合存储和管理BIM数据，为分布式BIM数据集成与服务技术的实现奠定了良好基础，具有一定的使用价值和应用前景。