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。

据结构分析所涵盖的信息，构造和设计了结构产品模型信息基本框架，并对结构几何信息模型、荷栽信息模型、分析信息模型的基本组成进行定义和表达。在基于IFC的EXPRESS-G图表达规范基础上，分别从几何信息模型、荷栽信息模型、分析信息模型三个方面对IFC标准的结构产品模型缺失信息进行扩展，从而全面完善IFC标准的结构信息模型基本框架，以促进建筑结构设计过程中信息的有效交换。

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。

本文旨在对近年来迅速发展的BIM的主流标准IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的可能性及方法等基本问题进行探讨。通过对现行成本预算方法和标准以及IFC标准的分析，求证应用IFC标准带来的问题及解决方案。提出了包含7个方面信息的成本预算信息需求模型，探讨了IFC标准对所需信息的表达方法及完备性并建立了成本信息模型。结果表明，IFC标准总体上可实现对成本预算信息的表达，所建立的信息模型是具有一般性的建筑工程成本预算信息模型。

在建筑设计工作中，不同专业BIM软件间的模型交互障碍是影响当前BIM发展的掣肘。利用国际通用的BIM数据标准，即IFC(Industry Foundation Classes)标准，可为解决上述问题提供基础支持。在IFC标准应用过程中，IFC实体对象需要和具体信息进行绑定，因而标准化的模型视图定义(Model View Definition，MVD)被提了出来。本文介绍了MVD标准格式，包括三大构成模块Concept(概念)、Diagram(图表)和相应的Document(文档)描述，并尝试将这个标准与结构分析模型的标准化表达相结合，与IFC实体对象进行关联，对实现结构分析模型的数据共享与转换工作具有指导意义。

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。

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。

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。