ISO/TR 23262:2021
(Main)GIS (geospatial) / BIM interoperability
GIS (geospatial) / BIM interoperability
This document investigates barriers and proposes measures to improve interoperability between geospatial and BIM domains, namely, to align GIS standards developed by ISO/TC 211 and BIM standards developed by ISO/TC 59/SC 13. Where relevant this document takes into account work and documents from other organizations and committees, such as buildingSMART, International (bSI), Open Geospatial Consortium (OGC) and Comité Européen de Normalisation (CEN). The focus is to identify future topics for standardization and possible revision needs of existing standards. This document investigates conceptual and technological barriers between GIS and BIM domains at the data, service and process levels, as defined by ISO 11354 (all parts).
Interopérabilité SIG (géospatial)/BIM
Le présent document étudie les obstacles et propose des mesures d’amélioration de l’interopérabilité entre les domaines géospatial et BIM, afin d’aligner les normes SIG élaborées par l’ISO/TC 211 et les normes BIM élaborées par l’ISO/TC 59/SC 13. Lorsque cela est pertinent, le présent document tient compte des travaux et documents d’autres organisations et comités tels que buildingSMART International (bSI), le Consortium OGC et le Comité Européen de Normalisation (CEN). L’objectif est d’identifier des sujets de normalisation futurs et d’éventuels besoins de révision des normes existantes. Le présent document étudie les obstacles conceptuels et technologiques entre les domaines SIG et BIM aux niveaux «Données», «Services» et «Processus» tels que définis par l’ISO 11354 (toutes les parties).
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 23262
First edition
2021-05
GIS (geospatial) / BIM interoperability
GIS (géospatial) / Interopérabilité BIM
Reference number
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Published in Switzerland
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ISO/TR 23262:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Abbreviated terms . 3
5 Specification of BIM and GIS interoperability issues . 4
5.1 General . 4
5.2 BIM and GIS interoperability levels . 5
5.2.1 General. 5
5.2.2 Data level . 5
5.2.3 Service level .16
5.3 GIS/BIM incompatibilities.19
5.3.1 General.19
5.3.2 Incompatibilities .19
6 GIS/BIM interoperability opportunities .23
6.1 General .23
6.2 Data interoperability opportunities .23
6.3 Service interoperation opportunities .26
6.3.1 General.26
6.3.2 GIS-to-BIM .26
6.3.3 BIM-to-GIS .27
7 Suggestions for further work .28
7.1 General .28
7.2 Linking abstract concepts in BIM and GIS standards (opportunity 1 and 2) .28
7.3 Geospatial and BIM dictionary (opportunity 3) .28
7.4 Information exchange guidelines between BIM and GIS .29
Annex A Handling of information about construction objects (product handling) .31
Annex B IFC and data templates .35
Annex C Georeferencing .37
Annex D Spatial representation .47
Bibliography .58
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ISO/TR 23262:2021(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 59, Buildings and civil engineering works,
Subcommittee SC 13, Organization and digitization of information about buildings and civil engineering
works, including building information modelling (BIM).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/TR 23262:2021(E)
Introduction
The complexity of information needed to support decisions relating to built assets by the public and
private sectors as well as by citizens, require digitally enabled practices based upon interoperable
systems. Indeed, the decisions that are needed over a built asset’s life cycle and across its different
stages rely on these complex sets of information. Moreover, these decisions are made by a multitude of
actors that perform information-processing activities such as data creation, capture, transformation,
and analysis, and are embodied in project and asset management practices as defined in existing and
emerging standards.
Consequently, several initiatives aimed at the digitalization of built assets at regional, national and
international levels have spurred considerable investments around the globe. A key component
of these initiatives concerns the need for collaboration and interoperability between information
processing systems. These systems rely on digital practices that support digital engineering and
asset life cycle management, which rely heavily on different domains of information modelling. These
domains include both the observed natural environment and built structures. They also span many
scales, from the fabricated asset to its territorial and contextual setting. In this case, the domain of
geographic information, “maps”, and geomatics, is encompassed with the concept of geographic
information systems (GIS), whereas the built asset and its parts is encompassed by the concept of
building information modelling (BIM). Traditionally these two information systems have been viewed
as separate domains. From a digital engineering and asset management perspective however, there is
an increasing overlap and need for interoperability between the two, as illustrated in Figure 1.
The two domains can also be viewed as two different sets of tools, used by several disciplines/domains.
The geospatial domain with its many professions (e.g. land management, engineering surveying,
geodata management, remote sensing and cartography) uses GIS tools to acquire, manage, analyse,
distribute and present geospatial information.
The geospatial domain handles (most of the time) descriptive models that are designed for many
purposes and long-term use and were formerly presented on maps in scale 1:100 to 1:100 000 000.
But as the need for geospatial applications varies greatly between actors, the main standardization
committee for geomatics, ISO/TC 211, focuses on enabling the development of application schema. The
main focus has been on a set of common rules for the development of application schemas (ISO 19109).
However, there are applications schemas provided in other organisations, like OGC's CityGML standard
for urban environments (including buildings). Buildings (and their urban environment) and the data
specification for buildings in the European INSPIRE directive, both based upon ISO/TC 211 standards,
including ISO 19109.
The AECO (architecture, engineering, construction and operations) domain with its many professions
(e.g. project development, architecture, civil engineering, contractor, facility management) related
to planning, designing, building and operating built assets (buildings, infrastructure, etc.) uses the
evolving BIM method for collaborative and digital processes in construction projects and for asset
management. The models are (most of the time) prescriptive models, designed for a specific purpose
and project phase and were formerly presented on drawings in scale 10:1 to 1:1 000, including landscape
drawings, rail and road geometrics. These AECO disciplines have at least one thing in common: the
building.
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ISO/TR 23262:2021(E)
a
ISO/TC 211: ISO 19101 (all parts), ISO 19103, ISO 19104, ISO 19105, ISO 19106, ISO 19107, ISO 19108,
ISO 19109, ISO 19110, ISO 19111, ISO 19136 (all parts), ISO 19150 (all parts).
b
ISO/TC 59/SC 13: ISO 16739-1, ISO 29481 (all parts), ISO 19650 (all parts), ISO 12006 (all parts).
Figure 1 — Standards that relate to the cycle of information flow between geospatial and BIM
domains (adapted from a diagram developed by the Joint OGC / bSI IDBE Working Group)
To date, the interaction between the BIM and the GIS domains has not been intuitive or seamless. In
its simplified form the GIS, or geospatial modelling, domain has traditionally focused on modelling at
the territorial scale and has adopted a large perspective of the observed environment which includes
a multitude of distributed assets. The BIM domain has focused more on modelling the components of
a single built asset. With the move towards integrated information environments, the differences in
focus and scale between the two domains are diminishing. Arguably, use cases and perspectives in
both domains are converging and overlapping. Indeed, and as mentioned, decisions pertaining to built
assets typically require data and information that span both domains. Therefore, information models
from both domains are becoming increasingly bound to each other: every built asset has a location and
is situated within a context relative to the existing environment. Conversely, the existing environment
incorporates all built assets.
With this move towards integrated information environments, use cases will increasingly require
seamless transitions between both domains and their information models, from the bird’s eye
perspective to the manufactured component found within a built asset, to support the various asset life
cycle practices and requirements within a specified context as illustrated in Figure 1. A key challenge in
achieving this seamless transition or movement between both domains is ensuring the interoperability
in systems used for geospatial information modelling and built asset information modelling. Currently,
state-of-the-art modelling of geospatial information is based upon international standards developed
and maintained by ISO/TC 211 and Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC), whereas state-of-the-art
modelling of built assets is based upon standards developed and maintained by ISO/TC 59/SC 13 and
buildingSMART International (bSI).
This document aims to identify measures to enable interoperability between the two domains.
These measures are expected be developed in either ISO/TC 211, ISO/TC 59/SC 13 or as a joint work
between the two committees. To achieve this the enterprise interoperability framework (EIF) defined
in ISO 11354 (all parts) has been used, focusing on the need for interoperability in data, services and
processes to ensure seamless exchanges and transitions between both domains. First this document
focuses on identifying standards within the two aforementioned interoperability levels. Barriers, or
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ISO/TR 23262:2021(E)
incompatibilities, between the two domains are then exposed and discussed. Lastly, specific work
packages aimed at eliminating these barriers are identified and suggestions for future work aimed at
streamlining interoperability between the two domains are made.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 23262:2021(E)
GIS (geospatial) / BIM interoperability
1 Scope
This document investigates barriers and proposes measures to improve interoperability between
geospatial and BIM domains, namely, to align GIS standards developed by ISO/TC 211 and BIM
standards developed by ISO/TC 59/SC 13.
Where relevant this document takes into account work and documents from other organizations and
committees, such as buildingSMART, International (bSI), Open Geospatial Consortium (OGC) and
Comité Européen de Normalisation (CEN). The focus is to identify future topics for standardization and
possible revision needs of existing standards.
This document investigates conceptual and technological barriers between GIS and BIM domains at the
data, service and process levels, as defined by ISO 11354 (all parts).
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
application schema
conceptual schema (3.13) for data (3.5) required by one or more applications
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.2]
3.2
conceptual model
data (3.5) model that represents an abstract view of the real world
Note 1 to entry: A conceptual model represents the human understanding of a system.
[SOURCE: ISO/IEC 11179-1:2015, 3.2.5, modified — The preferred term "conceptual data model" has
been removed.]
3.3
conceptual schema
formal description of a conceptual model (3.2)
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.6]
© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO/TR 23262:2021(E)
3.4
conceptual schema language
formal language based on a conceptual formalism for the purpose of representing conceptual schemas
(3.3)
EXAMPLE UML, EXPRESS, IDEFX1.
Note 1 to entry: A conceptual schema language may be lexical or graphical. Several conceptual schema languages
can be based on the same conceptual formalism.
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.7]
3.5
data
reinterpretable representation of information (3.9) in a formalized manner suitable for communication,
interpretation, or processing
Note 1 to entry: Data can be processed by humans or by automatic means.
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2121272, modified — Notes 2 and 3 to entry have been removed.]
3.6
dataset
named collection of data (3.5)
3.7
data template
schema (3.13) providing a standardized data (3.5) structure used to describe the characteristics of
objects
3.8
implementation
realization of a specification
[SOURCE: ISO 19105:2000, 3.18, modified — Note 1 to entry has been removed.]
3.9
information
meaningful data (3.5)
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.8.2]
3.10
interoperability
capability of two or more functional units to process data (3.5) cooperatively
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2120585, modified — The domain "" and
notes to entry have been removed.]
3.11
metamodel
model that specifies one or more other models
[SOURCE: ISO/IEC 11179-3:2013, 3.2.80]
3.12
ontology
formal, explicit specification of a shared conceptualization
Note 1 to entry: An ontology typically includes definitions of concepts and specified relationships between them,
set out in a formal way so that a machine can use them for reasoning.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/TR 23262:2021(E)
Note 2 to entry: See also ISO/TR 13054:2012, 2.6; ISO/TS 13399-4:2014, 3.20; ISO 19101-1-2014, 4.1.26;
ISO 18435-3:2015, 3.1; ISO/IEC 19763-3:2020, 3.1.1.1.
[SOURCE: ISO 5127:2017, 3.1.2.03, modified — References in note 2 to entry have been editorially
updated.]
3.13
schema
formal description of a model
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.34]
3.14
semantic interoperability
capability of two or more systems to communicate and exchange data (3.5) through specified data
formats and communication protocols
[SOURCE: ISO 18308:2011, 3.48]
3.15
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[SOURCE: ISO 19119:2016, 4.1.12]
4 Abbreviated terms
API application programming interface
AECO architecture, engineering, construction, and operations
AIM asset information model
ARM application reference model
BAT BIM authoring tools
BIM building information modelling
BOM business object model
CDE common data environment
CEN Comité Européen de Normalisation
CRS coordinate reference system
GIS geographic information system
GFM general feature model (in ISO 19109)
GML Geography Markup Language
ICT information and communications technology
IFC Industry Foundation Classes
IFD International Framework for Dictionaries
IDM information delivery manuals
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MDA model driven architecture
OMG Object Management Group
OWL Web Ontology Language
OGC Open Geospatial Consortium
PDT product data templates
STEP standard for the exchange of product model data
SQL Structured Query Language
UML Unified Modeling Language
XML Extensible Markup Language
5 Specification of BIM and GIS interoperability issues
5.1 General
According to ISO 11354 (all parts), enterprise interoperability can be implemented at 4 different levels,
going from the simplest to the most complex e.g. data level, service level, process level and business level.
In addition, the framework identifies three categories of interoperability, conceptual, technological and
organizational.
Business and operational processes can give rise to interoperability barriers between enterprises, and
this is also the case between enterprises across the geospatial and BIM domains. Figure 1 highlights the
fact that while both domains share a focus on digital engineering processes and asset management, they
inherently rely on different approaches to the management of information to support those processes
at the service and data levels. This is the key consideration addressed in this document.
It is this common focus on information modelling in the built environment, albeit from differing
perspectives, that creates both the requirement and opportunity to integrate information flows across
both domains. While the processes do introduce interoperability challenges, it is the specific use cases
or services where those processes intersect that introduce the biggest interoperability barriers. These
barriers manifest themselves principally at the service and data levels. Hence, the focus is put on the
data and service levels in this document from a conceptual and technological perspective, as listed in
Table 1.
ISO 11354 (all parts) is designed for analysing enterprises. As explained above, GIS and BIM can be
viewed as different domains, alternatively as different set of tools. Due to this difference between the
enterprise approach and the domain/tool approach, not all the perspectives of ISO 11354 (all parts)
are relevant, ending up with focusing on the need for interoperability in data, services and processes
to interoperate between the domains. The concept of “process” is understood differently in the BIM
domain and in the GIS domain. While several BIM processes have been specified using languages such
as BPMN (business process modelling notation), there are no equivalents in GIS.
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ISO/TR 23262:2021(E)
Table 1 — Interoperability levels considered for this document
Conceptual Technological
Refers to the expressions, definitions and un- Refers to the use of ICT to communicate and exchange
derstanding of exchange information, and how information, and how that affects the ability to request,
Service
that affects the ability to request, provide and provide and utilize each other’s services.
utilize each other’s services.
Refers to the expressions, definitions and un- Refers to the use of ICT to communicate and exchange
derstanding of exchange information, and how information, and how it affects the ability to exchange
Data
it affects the ability to exchange data items data items between the (GIS-BIM) domains.
between the (GIS-BIM) domains.
NOTE Reproduced from ISO 11354-1.
5.2 BIM and GIS interoperability levels
5.2.1 General
In this subclause the service and data interoperability levels are explored and compared through
analysing the relevant standards targeting these categories in both domains e.g. ISO/TC 59/SC 13 for
BIM and ISO/TC 211 for GIS.
5.2.2 Data level
5.2.2.1 General considerations
This subclause aims at describing existing schemas in standards used in BIM and in GIS.
The overview of GIS schemas is based on the model driven architecture (MDA) approach as defined in
ISO 19103:2015, 5.2.2.3. Open BIM schemas follow the STEP architecture, defined in ISO 10303 (all parts)
and are presented in 5.2.2.4. The only common concept to both approaches is the concept of “conceptual
schema language”. Therefore, the languages as used in BIM and in GIS for describing conceptual schemas
are listed in 5.2.2.2.
5.2.2.2 BIM and GIS Conceptual Schema Languages
Conceptual schema languages are commonly used for formal representations of conceptual models.
Table 2 lists the different languages used for schemas in GIS and BIM standards.
Table 2 — Conceptual schema languages
Domains Name Reference
GIS UML ISO/IEC 19505-2
Unified Modeling Language
BIM EXPRESS modelling language. ISO 10303-11
Note 1: ISO/IEC 19505-2 has been developed by the Object Management Group (OMG) and standardised by ISO.
Note 2: The EXPRESS data modelling language is specified in ISO 10303-11, a standard for the computer-interpretable
representation and exchange of product manufacturing information.
Note 3: ISO 10303-11 also specifies a graphical representation for a subset of the constructs in the EXPRESS language. This
graphical representation is called EXPRESS-G.
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ISO/TR 23262:2021(E)
5.2.2.3 GIS data schemas
5.2.2.3.1 General
GIS schemas are structured according to a model driven architecture (MDA) as defined in ISO 19103.
The founding principle in MDA requires schemas to be defined for different levels of abstraction.
ISO 19103 defines four levels of abstraction, as illustrated in Figure 2:
— metamodels: the fundament for defining other models;
— abstract conceptual schemas: abstract schemas describing concepts for reuse in other schemas;
— conceptual application schemas: conceptual schemas defined for specific applications;
— implementation schemas: schemas for implementation in databases and exchange formats.
The conceptual schemas are required to be independent of specific implementation technologies.
NOTE Adapted from Reference [62].
Figure 2 — Levels of abstraction
5.2.2.3.2 to 5.2.2.3.5 further detail the specific elements and items as specified by the standards for
each of the levels of abstraction.
5.2.2.3.2 GIS metamodel standards
Table 3 lists metamodels defined in GIS standards.
Table 3 — GIS metamodel standards
Name Reference Description
Geographic information - ISO 19101 Model that defines concepts of a universe of discourse.
Reference model
Core UML profile ISO 19103 Formalised UML profile and rules for the use of UML for
modelling geospatial information.
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Table 3 (continued)
Name Reference Description
UML profile for application ISO 19109 Rules for the use of UML for modelling geospatial infor-
schemas mation in an application schema.
General feature model ISO 19109 The general feature model is the metamodel for ISO/
TC 211 GIS standards, with concepts for FeatureType,
PropertyType (AttributeType, Operation and FeatureAs-
sociationRole) and FeatureAssociatonType.
5.2.2.3.3 GIS abstract conceptual schemas
Table 4 lists abstract conceptual schemas defined in GIS standards.
Table 4 — GIS abstract conceptual schemas
Schema name Reference Description
Core data types ISO 19103 Specifies core data types for use in UML models of geo-
graphic information.
Spatial schema ISO 19107 Specifies UML classes for representing the spatial char-
acteristics of features as composites of geometric and/or
topological primitives.
Core profile of the spatial ISO 19137 Provides a profile of ISO 19107 that is limited to describ-
schema ing features as simple geometric primitives of 0, 1, or 2
dimensions.
Schema for coordinate ISO 19111 Concepts for coordinate references systems, coordinate
referenci
...
ISO/TC 59/SC 13
Date : 2021-05
ISO/TR 23262:2021(F)
ISO/TC 59/SC 13
Secrétariat: SN
Interopérabilité SIG (géospatial)/BIM
GIS (geospatial)/BIM interoperability
ICS: 35.240.67; 35.240.70
Type du document : Rapport technique
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
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Type du document : Rapport technique
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 23262:2021(F)
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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Abréviations . 3
5 Spécification des enjeux d’interopérabilité BIM/SIG . 4
5.1 Généralités . 4
5.2 Niveaux d’interopérabilité entre BIM et SIG . 5
5.2.1 Généralités . 5
5.2.2 Niveau « Données » . 5
5.2.3 Niveau « Services » . 17
5.3 Incompatibilités SIG/BIM . 20
5.3.1 Généralités . 20
5.3.2 Incompatibilités . 21
6 Opportunités d’interopérabilité SIG/BIM . 26
6.1 Généralités . 26
6.2 Opportunités d’interopérabilité des données . 26
6.3 Opportunités d’interopérabilité des services . 30
6.3.1 Généralités . 30
6.3.2 SIG vers BIM . 31
6.3.3 BIM vers SIG . 32
7 Suggestions de travaux supplémentaires . 33
7.1 Généralités . 33
7.2 Liaison de concepts abstraits dans les normes BIM et SIG (opportunité 1 et 2) . 33
7.3 Dictionnaire géospatial et BIM (opportunité 3) . 34
7.4 Lignes directrices d’échange d’informations entre BIM et SIG . 34
Annexe A Gestion des informations relatives aux objets de construction
(gestion de produits) . 36
Annexe B IFC et modèles de données . 41
Annexe C Géoréférencement . 43
Annexe D Représentation spatiale . 55
Bibliographie . 65
© ISO 2021 – Tous droits réservés
v
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ISO/TR 23262:2021(F)
Avant-propos
L’ISOL'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismesd'organismes nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaborationl'ISO).
L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de l’ISOl'ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet
effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec
l’ISOl'ISO participent également aux travaux. L’ISOL'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbationd'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent
document a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC,
Partie 2 (voir www.iso.org/directives).
L’attentionL'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent
faire l’objetl'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISOL'ISO ne saurait être
tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
Les détails concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues
identifiés lors de l’élaborationl'élaboration du document sont indiqués dans
l’Introductionl'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISOl'ISO (voir
www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISOl'ISO liés à l’évaluationl'évaluation de la conformité, ou pour toute information au
sujet de l’adhésionl'adhésion de l’ISOl'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce
(OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-proposle lien
suivant : .
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 59, Bâtiments et ouvrages de génie
civil, sous-comité SC 13, Organisation et numérisation des informations relatives aux bâtiments et
ouvrages de génie civil, y compris modélisation des informations de la construction (BIM).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO/TR 23262:2021(F)
Introduction
La complexité des informations nécessaires à la prise de décisions relatives aux biens construits, par les
secteurs public et privé ainsi que par les citoyens, exige que des pratiques numériques basées sur des
systèmes interopérables soient disponibles. Les décisions à prendre sur le cycle de vie d’un bien
construit et ses différentes étapes reposent en effet sur ces ensembles d’informations complexes. De
plus, ces décisions sont prises par une multitude d’acteurs qui réalisent des activités de traitement de
l’information telles que la création, la collecte, la transformation et l’analyse de données, et sont
intégrées à des pratiques de gestion de projets et d’actifs telles qu’elles sont définies dans des normes
existantes ou émergentes.
Par conséquent, plusieurs initiatives visant à numériser les biens construits aux niveaux régional,
national et international ont encouragé des investissements considérables dans le monde entier. L’un
des principaux aspects de ces initiatives concerne le besoin de collaboration et d’interopérabilité entre
les systèmes de traitement de l’information. Ces systèmes reposent sur des pratiques numériques qui
soutiennent l’ingénierie numérique et la gestion du cycle de vie des actifs, laquelle repose sur différents
domaines de modélisation de l’information. Ces domaines incluent l’environnement naturel observé
ainsi que les structures construites. Ils concernent également de nombreuses échelles, du bien fabriqué
à son emplacement territorial et contextuel. Dans ce cas, le domaine des informations géographiques,
des «cartes» et de la géomatique est intégré au concept de système d’informations géographiques (SIG)
tandis que le bien construit et ses parties sont intégrés au concept de modélisation des informations de
la construction (BIM). Ces deux systèmes d’information ont traditionnellement été considérés comme
des domaines séparés. Cependant, du point de vue de la gestion numérique des ouvrages d’art et des
actifs, les deux domaines se chevauchent de plus en plus et nécessitent d’être interopérables, comme
illustré à la Figure 1.
Ils peuvent également être considérés comme deux ensembles d’outils différents utilisés par plusieurs
disciplines/domaines.
Le domaine géospatial et ses multiples professions (gestion des sols, géométrage des ouvrages d’art,
gestion de données géographiques, détection à distance et cartographie, par exemple) utilisent des
outils SIG pour acquérir, gérer, analyser, distribuer et présenter des informations géospatiales.
Le domaine géospatial gère (la plupart du temps) des modèles descriptifs conçus à différentes fins, pour
être utilisés à long terme, et qui étaient auparavant présentés sur des cartes à une échelle comprise
entre 1:100 et 1:100 000 000. Le besoin d’applications géospatiales variant toutefois fortement selon
les acteurs, le comité de normalisation principal pour la géomatique, ISO/TC 211, se consacre au
développement de schémas d’application. Un ensemble de règles communes a été défini pour le
développement de schémas d’application (ISO 19109). Cependant, d’autres organisations produisent
des schémas d’application, comme la norme CityGML du groupe OGC pour les environnements urbains
(y compris les bâtiments), la spécification sur les bâtiments (et leur environnement urbain) et la
spécification de données pour les bâtiments de la Directive européenne INSPIRE, toutes deux basées sur
les normes ISO/TC 211, dont l’ISO 19109.
Le domaine AOCE (architecture, ouvrages d’art, construction et exploitation) et ses nombreuses
professions (développement de projet, architecture, ingénierie civile, entreprise du bâtiment, gestion
des installations, par exemple) relatifs à la spécification des besoins, à la construction et la mise en
service des biens construits (bâtiments, infrastructures, etc.) utilisent la méthode BIM évolutive pour
des processus collaboratifs et numériques de projets de construction et pour la gestion des actifs. Les
modèles sont (en général) des modèles prescriptifs, conçus dans un but et pour une phase de projet
spécifiques, et étaient auparavant présentés sur des cartes à une échelle comprise entre 10:1 et 1:1 000,
comprenant des schémas paysagers ainsi que des schémas géométriques de rails et de routes.
Ces disciplines du domaine AOCE ont au moins un élément en commun: le bâtiment.
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ISO/TR 23262:2021(F)
a
ISO/TC 211: ISO 19101 (toutes les parties), ISO 19103, ISO 19104, ISO 19105, ISO 19106, ISO 19107, ISO 19108,
ISO 19109, ISO 19110, ISO 19111, ISO 19136 (toutes les parties), ISO 19150 (toutes les parties).
b
ISO/TC 59/SC 13: ISO 16739-1, ISO 29481 (toutes les parties), ISO 19650 (toutes les parties), ISO 12006 (toutes les
parties).
Figure 1 — Normes relatives au cycle du flux d’informations entre les domaines géospatial
et BIM (adaptation d’un diagramme élaboré par le Groupe de travail conjoint OGC/bSI IDBE)
Jusqu’à aujourd’hui, l’interaction entre les domaines BIM et SIG n’a été ni intuitive ni fluide. Dans sa
forme simplifiée, le domaine de la SIG, ou modélisation géospatiale, s’est traditionnellement concentré
sur la modélisation à l’échelle territoriale et a adopté une perspective large sur l’environnement
observé, qui inclut une multitude de biens géographiquement répartis. Le domaine BIM s’est davantage
concentré sur la modélisation des composants d’un bien construit unique. Grâce à la tendance au
développement des environnements d’information intégrés, les différences d’intérêt et d’échelle entre
les deux domaines diminuent. Les cas d’utilisation et les perspectives dans les deux domaines sont
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ISO/TR 23262:2021(F)
probablement en train de converger et de se rejoindre. Comme mentionné, les décisions relatives aux
biens construits exigent en effet généralement des données et des informations couvrant les deux
domaines. Par conséquent, les modèles d’information des deux domaines sont de plus en plus liés:
chaque bien construit a une localisation et est situé dans un contexte par rapport à l’environnement
existant. À l’inverse, l’environnement existant incorpore tous les biens construits.
En raison de cette tendance vers des environnements d’information intégrés, les cas d’utilisation vont
de plus en plus exiger des transitions fluides entre les deux domaines et leurs modèles d’information,
depuis la vue d’ensemble jusqu’au composant fabriqué situé au sein d’un bien construit, afin de soutenir
les diverses pratiques et exigences du cycle de vie du bien dans un contexte spécifique, comme illustré à
la Figure 1. L’un des aspects clés de cette transition ou de ce mouvement fluide entre les deux domaines
consiste à garantir l’interopérabilité des systèmes utilisés pour la modélisation des informations
géospatiales et la modélisation des informations des biens construits. Aujourd’hui, la modélisation
d’informations spatiales de l’état de l’art se fonde sur les normes internationales élaborées et tenues à
jour par l’ISO/TC 211 et le Consortium OGC, tandis que la modélisation de biens construits de l’état de
l’art se base sur les normes élaborées et tenues à jour par l’ISO/TC 59/SC 13 et le buildingSMART
International (bSI).
Le présent document vise à identifier les mesures permettant l’interopérabilité entre les deux
domaines. Il est prévu que ces mesures soient élaborées par l’ISO/TC 211, l’ISO/TC 59/SC 13 ou en
travaux conjoints entre les deux comités. Pour atteindre cet objectif, le cadre européen pour
l’interopérabilité d’entreprise (EIF) défini dans l’ISO 11354 (toutes les parties) a été utilisé; il se
concentre sur le besoin d’interopérabilité entre les données, les services et les processus en vue de
garantir des échanges et des transitions fluides entre les deux domaines. Le présent document identifie
tout d’abord les normes au sein des deux niveaux d’interopérabilité mentionnés ci-dessus. Les obstacles
ou incompatibilités entre les deux domaines sont ensuite exposés et discutés. Enfin, des travaux
spécifiques visant à éliminer ces obstacles sont identifiés et des suggestions sont faites en vue de
travaux futurs visant à rationaliser l’interopérabilité entre les deux domaines.
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 23262:2021(F)
Interopérabilité SIG (géospatial)/BIM
1 Domaine d’application
Le présent document étudie les obstacles et propose des mesures d’amélioration de l’interopérabilité
entre les domaines géospatial et BIM, afin d’aligner les normes SIG élaborées par l’ISO/TC 211 et les
normes BIM élaborées par l’ISO/TC 59/SC 13.
Lorsque cela est pertinent, le présent document tient compte des travaux et documents d’autres
organisations et comités tels que buildingSMART International (bSI), le Consortium OGC et le Comité
Européen de Normalisation (CEN). L’objectif est d’identifier des sujets de normalisation futurs et
d’éventuels besoins de révision des normes existantes.
Le présent document étudie les obstacles conceptuels et technologiques entre les domaines SIG et BIM
aux niveaux «Données », « », «Services» et «Processus» tels que définis par l’ISO 11354 (toutes les
parties).
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes ::
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp ;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https://www.electropedia.org/.
3.1
schéma d’application
schéma conceptuel (3.13) de données (3.5) requis pour une ou plusieurs applications
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.2]
3.2
modèle conceptuel
modèle de données (3.5) qui représente une vue abstraite du monde réel
Note 1 à l’article :: Un modèle conceptuel représente la compréhension humaine d’un système.
[SOURCE: ISO/IEC 11179-1:2015, 3.2.5, modifié — Le terme préféré «modèle de données conceptuel» a
été supprimé.]
3.3
schéma conceptuel
description formelle d’un modèle conceptuel (3.2)
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1
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ISO/TR 23262:2021(F)
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.6]
3.4
langage de schéma conceptuel
langage formel basé sur un formalisme conceptuel destiné à représenter des schémas conceptuels (3.3)
EXEMPLE UML, EXPRESS, IDEFX1.
Note 1 à l’article :: Un langage de schéma conceptuel peut se présenter sous une forme lexicale ou graphique.
Plusieurs langages de schéma conceptuel peuvent être basés sur le même formalisme conceptuel.
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.7]
3.5
données
représentation réinterprétable d’une information (3.9) sous une forme conventionnelle convenant à la
communication, à l’interprétation ou au traitement
Note 1 à l’article :: Les données peuvent être traitées par des moyens humains ou automatiques.
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2121272, modifié — Les Notes 2 et 3 à l’article ont été supprimées.]
3.6
ensemble de données
collection nommée de données (3.5)
3.7
modèle de données
schéma (3.13) fournissant une structure de données (3.5) normalisée utilisée pour décrire les
caractéristiques d’objets
3.8
implémentation
réalisation d’une spécification
[SOURCE: ISO 19105:2000, 3.18, modifié — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.9
informations
données (3.5) porteuses de sens
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.8.2]
3.10
interopérabilité
aptitude de plusieurs unités fonctionnelles à coopérer pour traiter des données (3.5)
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2120585, modifié — Le domaine « <« »>» et les
Notes à l’article ont été supprimés.]
3.11
métamodèle
modèle qui spécifie un ou plusieurs autres modèles
[SOURCE: ISO/IEC 11179-3:2013, 3.2.80]
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ISO/TR 23262:2021(F)
3.12
ontologie
spécification formelle explicite d’une conceptualisation partagée
Note 1 à l’article :: Une ontologie comprend généralement des définitions de concepts et les relations spécifiées
entre ces derniers, définies de façon formelle afin qu’une machine puisse les utiliser pour établir un raisonnement.
Note 2 à l’article :: Voir également l’ISO/TR 13054:2012, 2.6; l’ISO/TS 13399-4:2014, 3.20; l’ISO 19101-1-2014,
4.1.26; l’ISO 18435-3:2015, 3.1; l’ISO/IEC 19763-3:2020, 3.1.1.1.
[SOURCE: ISO 5127:2017, 3.1.2.03, modifié — Les références dans la Note 2 à l’article ont fait l’objet
d’une mise à jour rédactionnelle.]
3.13
schéma
description formelle d’un modèle
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.34]
3.14
interopérabilité sémantique
capacité de deux ou plusieurs systèmes à communiquer et à échanger des données (3.5) dans des
formats de données et protocoles de communication spécifiques
[SOURCE: ISO 18308:2011, 3.48]
3.15
service
partie distincte de la fonctionnalité qui est fournie par une entité par le biais d’interfaces
[SOURCE: ISO 19119:2016, 4.1.12]
4 Abréviations
AIM (Asset Information Model) modèle d’information d’actif
AOCE architecture, ouvrages d’art, construction et exploitation
API (Application Programming Interface) interface de programmation d’application
ARM (Application Reference Model) modèle de référence d’application
BAT (BIM Authoring Tools) outils de création BIM
BIM (Building Information Modelling) modélisation des informations de la construction
BOM (Business Object Model) modèle d’objet métier
CDE (Common Data Environment) environnement de données commun
CEN Comité Européen de Normalisation
CRS (Coordinate Reference System) système de référence de coordonnées
GFM (General Feature Model) modèle général des entités (dans l’ISO 19109)
GML (Geography Markup Language) langage de balisage géographique
IDM (Information Delivery Manuals) protocoles d’échange d’informations
IFC (Industry Foundation Classes) classes de fondation d’industrie
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ISO/TR 23262:2021(F)
IFD (International Framework for structure internationale pour les dictionnaires
Dictionaries)
MDA (Model Driven Architecture) architecture basée sur le modèle
OGC (Open Geospatial Consortium) consortium OGC
OMG (Object Management Group) groupe de gestion d’objet
OWL (Web Ontology Language) langage d’ontologie Web
PDT (Product Data Templates) modèles de données de produit
SIG système d’informations géographiques
SQL (Structured Query Language) langage SQL
STEP (Standard For The Exchange Of
norme d’échange de modèles de données produits
Product Model Data)
TIC technologies de l’information et de la communication
UML (Unified Modeling Language) langage UML
XML (eXtensible Markup Language) langage de balisage extensible
5 Spécification des enjeux d’interopérabilité BIM/SIG
5.1 Généralités
Selon l’ISO 11354 (toutes les parties), l’interopérabilité d’entreprise peut être mise en œuvre à
4 niveaux différents, allant du plus simple au plus complexe, à savoir «Données », « », «Services », « »,
«Processus» et «Métier». De plus, la structure identifie trois catégories d’interopérabilité: conceptuelle,
technologique et organisationnelle.
Les processus métier et fonctionnel peuvent donner lieu à des obstacles à l’interopérabilité entre les
entreprises et ceci est également le cas entre les entreprises dans les domaines géospatial et BIM.
La Figure 1 souligne le fait que, bien que les deux domaines donnent tous deux priorité aux processus
d’ingénierie numérique et à la gestion des actifs, ils reposent de façon inhérente sur des approches
différentes en matière de gestion de l’information pour soutenir ces processus aux niveaux «Services»
et «Données». Il s’agit de l’aspect principal traité dans le présent document.
C’est cet accent commun mis sur la modélisation des informations dans l’environnement bâti, malgré
des perspectives différentes, qui crée à la fois l’exigence et l’opportunité d’intégrer les flux
d’informations au sein des deux domaines. Les processus eux-mêmes posent des problèmes
d’interopérabilité, mais ce sont les cas d’utilisation ou les services spécifiques au sein desquels ces
processus se recoupent qui introduisent les obstacles les plus importants pour l’interopérabilité.
Ces obstacles se manifestent principalement aux niveaux «Services» et «Données». Dans le présent
document, l’accent est ainsi placé sur les niveaux «Données» et «Services» d’un point de vue conceptuel
et technologique, comme indiqué dans le Tableau 1.
L’ISO 11354 (toutes les parties) est conçue pour analyser les entreprises. Comme expliqué ci-dessus, le
SIG et le BIM peuvent être vus comme des domaines différents, et également comme des ensembles
d’outils différents. En raison de cette différence entre l’approche d’entreprise et l’approche
domaine/outil, toutes les perspectives de l’ISO 11354 (toutes les parties) ne sont pas pertinentes, ce qui
permet de se concentrer sur le besoin d’interopérabilité entre les domaines aux niveaux «Données », « »,
«Services» et «Processus». Le concept de «processus» a une signification différente dans le domaine du
BIM et dans le domaine du SIG. Plusieurs processus BIM ont été spécifiés au moyen de langages tels que
BPMN (notation de modélisation de processus métier) ;); cependant il n’existe pas d’équivalent en SIG.
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ISO/TR 23262:2021(F)
Tableau 1 — Niveaux d’interopérabilité pris en compte dans le présent document
Conceptuel Technologique
Se réfère aux expressions, aux définitions et à la Se réfère à l’utilisation des TIC pour
compréhension de l’échange d’informations et à communiquer et échanger des informations et
Service la manière dont celles-ci affectent la capacité à à la manière dont celle--ci affecte la capacité à
demander, fournir et utiliser les services les uns demander, fournir et utiliser les services les
des autres. uns des autres.
Se réfère aux expressions, aux définitions et à la Se réfère à l’utilisation des TIC pour
compréhension de l’échange d’informations et à communiquer et échanger des informations et
Données la manière dont celles-ci affectent la capacité à à la manière dont celle-ci affecte la capacité à
échanger des éléments de données entre les échanger des éléments de données entre les
domaines (SIG-BIM). domaines (SIG-BIM).
NOTE Reproduit à partir de l’ISO 11354-1.
5.2 Niveaux d’interopérabilité entre BIM et SIG
5.2.1 Généralités
Dans le présent paragraphe, les niveaux d’interopérabilité service et données sont étudiés et comparés
par le biais de l’analyse des normes concernées ciblant ces catégories dans les deux domaines, à savoir
l’ISO/TC 59/SC 13 pour le BIM et l’ISO/TC 211 pour le SIG.
5.2.2 Niveau «Données »
5.2.2.1 Considérations générales
Le présent paragraphe vise à décrire les schémas existants dans les normes utilisées dans le BIM et le
SIG.
La vue générale des schémas SIG est basée sur l’approche des architectures dirigées par les modèles
(MDA), définie dans l’ISO 19103:2015, 5.2.2.3. Les schémas BIM ouverts suivent l’architecture STEP
définie dans l’ISO 10303 (toutes les parties) et sont présentés en 5.2.2.4. Le seul concept commun aux
deux approches est le concept de «langage de schéma conceptuel». Par conséquent, les langages utilisés
dans le BIM et le SIG pour la description des schémas conceptuels sont listés en 5.2.2.2.
5.2.2.2 Langages de schémas conceptu
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 23262
Première édition
2021-05
Interopérabilité SIG (géospatial)/BIM
GIS (geospatial) / BIM interoperability
Numéro de référence
ISO/TR 23262:2021(F)
© ISO 2021
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Abréviations . 3
5 Spécification des enjeux d’interopérabilité BIM/SIG . 4
5.1 Généralités . 4
5.2 Niveaux d’interopérabilité entre BIM et SIG. 5
5.2.1 Généralités . 5
5.2.2 Niveau «Données » . 5
5.2.3 Niveau «Services » . 17
5.3 Incompatibilités SIG/BIM .20
5.3.1 Généralités .20
5.3.2 Incompatibilités . 20
6 Opportunités d’interopérabilité SIG/BIM .25
6.1 Généralités . 25
6.2 Opportunités d’interopérabilité des données . 25
6.3 Opportunités d’interopérabilité des services .28
6.3.1 Généralités .28
6.3.2 SIG vers BIM .29
6.3.3 BIM vers SIG . 30
7 Suggestions de travaux supplémentaires .31
7.1 Généralités . 31
7.2 Liaison de concepts abstraits dans les normes BIM et SIG (opportunité 1 et 2) . 31
7.3 Dictionnaire géospatial et BIM (opportunité 3) . 32
7.4 Lignes directrices d’échange d’informations entre BIM et SIG . 32
Annexe A Gestion des informations relatives aux objets de construction
(gestion de produits) .34
Annexe B IFC et modèles de données .39
Annexe C Géoréférencement .41
Annexe D Représentation spatiale .52
Bibliographie .64
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 59, Bâtiments et ouvrages de génie
civil, sous-comité SC 13, Organisation et numérisation des informations relatives aux bâtiments et ouvrages
de génie civil, y compris modélisation des informations de la construction (BIM).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
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Introduction
La complexité des informations nécessaires à la prise de décisions relatives aux biens construits, par
les secteurs public et privé ainsi que par les citoyens, exige que des pratiques numériques basées sur
des systèmes interopérables soient disponibles. Les décisions à prendre sur le cycle de vie d’un bien
construit et ses différentes étapes reposent en effet sur ces ensembles d’informations complexes. De
plus, ces décisions sont prises par une multitude d’acteurs qui réalisent des activités de traitement
de l’information telles que la création, la collecte, la transformation et l’analyse de données, et sont
intégrées à des pratiques de gestion de projets et d’actifs telles qu’elles sont définies dans des normes
existantes ou émergentes.
Par conséquent, plusieurs initiatives visant à numériser les biens construits aux niveaux régional,
national et international ont encouragé des investissements considérables dans le monde entier. L’un
des principaux aspects de ces initiatives concerne le besoin de collaboration et d’interopérabilité entre
les systèmes de traitement de l’information. Ces systèmes reposent sur des pratiques numériques qui
soutiennent l’ingénierie numérique et la gestion du cycle de vie des actifs, laquelle repose sur différents
domaines de modélisation de l’information. Ces domaines incluent l’environnement naturel observé
ainsi que les structures construites. Ils concernent également de nombreuses échelles, du bien fabriqué
à son emplacement territorial et contextuel. Dans ce cas, le domaine des informations géographiques,
des «cartes» et de la géomatique est intégré au concept de système d’informations géographiques (SIG)
tandis que le bien construit et ses parties sont intégrés au concept de modélisation des informations de
la construction (BIM). Ces deux systèmes d’information ont traditionnellement été considérés comme
des domaines séparés. Cependant, du point de vue de la gestion numérique des ouvrages d’art et des
actifs, les deux domaines se chevauchent de plus en plus et nécessitent d’être interopérables, comme
illustré à la Figure 1.
Ils peuvent également être considérés comme deux ensembles d’outils différents utilisés par plusieurs
disciplines/domaines.
Le domaine géospatial et ses multiples professions (gestion des sols, géométrage des ouvrages d’art,
gestion de données géographiques, détection à distance et cartographie, par exemple) utilisent des
outils SIG pour acquérir, gérer, analyser, distribuer et présenter des informations géospatiales.
Le domaine géospatial gère (la plupart du temps) des modèles descriptifs conçus à différentes fins, pour
être utilisés à long terme, et qui étaient auparavant présentés sur des cartes à une échelle comprise
entre 1:100 et 1:100 000 000. Le besoin d’applications géospatiales variant toutefois fortement
selon les acteurs, le comité de normalisation principal pour la géomatique, ISO/TC 211, se consacre
au développement de schémas d’application. Un ensemble de règles communes a été défini pour le
développement de schémas d’application (ISO 19109). Cependant, d’autres organisations produisent
des schémas d’application, comme la norme CityGML du groupe OGC pour les environnements urbains
(y compris les bâtiments), la spécification sur les bâtiments (et leur environnement urbain) et la
spécification de données pour les bâtiments de la Directive européenne INSPIRE, toutes deux basées
sur les normes ISO/TC 211, dont l’ISO 19109.
Le domaine AOCE (architecture, ouvrages d’art, construction et exploitation) et ses nombreuses
professions (développement de projet, architecture, ingénierie civile, entreprise du bâtiment, gestion
des installations, par exemple) relatifs à la spécification des besoins, à la construction et la mise en
service des biens construits (bâtiments, infrastructures, etc.) utilisent la méthode BIM évolutive pour
des processus collaboratifs et numériques de projets de construction et pour la gestion des actifs. Les
modèles sont (en général) des modèles prescriptifs, conçus dans un but et pour une phase de projet
spécifiques, et étaient auparavant présentés sur des cartes à une échelle comprise entre 10:1 et
1:1 000, comprenant des schémas paysagers ainsi que des schémas géométriques de rails et de routes.
Ces disciplines du domaine AOCE ont au moins un élément en commun: le bâtiment.
v
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ISO/TR 23262:2021(F)
a
ISO/TC 211: ISO 19101 (toutes les parties), ISO 19103, ISO 19104, ISO 19105, ISO 19106, ISO 19107, ISO 19108,
ISO 19109, ISO 19110, ISO 19111, ISO 19136 (toutes les parties), ISO 19150 (toutes les parties).
b
ISO/TC 59/SC 13: ISO 16739-1, ISO 29481 (toutes les parties), ISO 19650 (toutes les parties), ISO 12006 (toutes
les parties).
Figure 1 — Normes relatives au cycle du flux d’informations entre les domaines géospatial
et BIM (adaptation d’un diagramme élaboré par le Groupe de travail conjoint OGC/bSI IDBE)
Jusqu’à aujourd’hui, l’interaction entre les domaines BIM et SIG n’a été ni intuitive ni fluide. Dans sa
forme simplifiée, le domaine de la SIG, ou modélisation géospatiale, s’est traditionnellement concentré
sur la modélisation à l’échelle territoriale et a adopté une perspective large sur l’environnement
observé, qui inclut une multitude de biens géographiquement répartis. Le domaine BIM s’est davantage
concentré sur la modélisation des composants d’un bien construit unique. Grâce à la tendance au
développement des environnements d’information intégrés, les différences d’intérêt et d’échelle entre
les deux domaines diminuent. Les cas d’utilisation et les perspectives dans les deux domaines sont
probablement en train de converger et de se rejoindre. Comme mentionné, les décisions relatives aux
biens construits exigent en effet généralement des données et des informations couvrant les deux
domaines. Par conséquent, les modèles d’information des deux domaines sont de plus en plus liés:
chaque bien construit a une localisation et est situé dans un contexte par rapport à l’environnement
existant. À l’inverse, l’environnement existant incorpore tous les biens construits.
En raison de cette tendance vers des environnements d’information intégrés, les cas d’utilisation vont
de plus en plus exiger des transitions fluides entre les deux domaines et leurs modèles d’information,
depuis la vue d’ensemble jusqu’au composant fabriqué situé au sein d’un bien construit, afin de soutenir
les diverses pratiques et exigences du cycle de vie du bien dans un contexte spécifique, comme illustré à
la Figure 1. L’un des aspects clés de cette transition ou de ce mouvement fluide entre les deux domaines
consiste à garantir l’interopérabilité des systèmes utilisés pour la modélisation des informations
géospatiales et la modélisation des informations des biens construits. Aujourd’hui, la modélisation
d’informations spatiales de l’état de l’art se fonde sur les normes internationales élaborées et tenues
à jour par l’ISO/TC 211 et le Consortium OGC, tandis que la modélisation de biens construits de l’état
de l’art se base sur les normes élaborées et tenues à jour par l’ISO/TC 59/SC 13 et le buildingSMART
International (bSI).
Le présent document vise à identifier les mesures permettant l’interopérabilité entre les deux domaines.
Il est prévu que ces mesures soient élaborées par l’ISO/TC 211, l’ISO/TC 59/SC 13 ou en travaux
conjoints entre les deux comités. Pour atteindre cet objectif, le cadre européen pour l’interopérabilité
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ISO/TR 23262:2021(F)
d’entreprise (EIF) défini dans l’ISO 11354 (toutes les parties) a été utilisé; il se concentre sur le besoin
d’interopérabilité entre les données, les services et les processus en vue de garantir des échanges et des
transitions fluides entre les deux domaines. Le présent document identifie tout d’abord les normes au
sein des deux niveaux d’interopérabilité mentionnés ci-dessus. Les obstacles ou incompatibilités entre
les deux domaines sont ensuite exposés et discutés. Enfin, des travaux spécifiques visant à éliminer ces
obstacles sont identifiés et des suggestions sont faites en vue de travaux futurs visant à rationaliser
l’interopérabilité entre les deux domaines.
vii
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 23262:2021(F)
Interopérabilité SIG (géospatial)/BIM
1 Domaine d’application
Le présent document étudie les obstacles et propose des mesures d’amélioration de l’interopérabilité
entre les domaines géospatial et BIM, afin d’aligner les normes SIG élaborées par l’ISO/TC 211 et les
normes BIM élaborées par l’ISO/TC 59/SC 13.
Lorsque cela est pertinent, le présent document tient compte des travaux et documents d’autres
organisations et comités tels que buildingSMART International (bSI), le Consortium OGC et le Comité
Européen de Normalisation (CEN). L’objectif est d’identifier des sujets de normalisation futurs et
d’éventuels besoins de révision des normes existantes.
Le présent document étudie les obstacles conceptuels et technologiques entre les domaines SIG et BIM
aux niveaux «Données», «Services» et «Processus» tels que définis par l’ISO 11354 (toutes les parties).
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
schéma d’application
schéma conceptuel (3.13) de données (3.5) requis pour une ou plusieurs applications
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.2]
3.2
modèle conceptuel
modèle de données (3.5) qui représente une vue abstraite du monde réel
Note 1 à l'article: Un modèle conceptuel représente la compréhension humaine d’un système.
[SOURCE: ISO/IEC 11179-1:2015, 3.2.5, modifié — Le terme préféré «modèle de données conceptuel» a
été supprimé.]
3.3
schéma conceptuel
description formelle d’un modèle conceptuel (3.2)
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.6]
1
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ISO/TR 23262:2021(F)
3.4
langage de schéma conceptuel
langage formel basé sur un formalisme conceptuel destiné à représenter des schémas conceptuels (3.3)
EXEMPLE UML, EXPRESS, IDEFX1.
Note 1 à l'article: Un langage de schéma conceptuel peut se présenter sous une forme lexicale ou graphique.
Plusieurs langages de schéma conceptuel peuvent être basés sur le même formalisme conceptuel.
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.7]
3.5
données
représentation réinterprétable d’une information (3.9) sous une forme conventionnelle convenant à la
communication, à l’interprétation ou au traitement
Note 1 à l'article: Les données peuvent être traitées par des moyens humains ou automatiques.
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2121272, modifié — Les Notes 2 et 3 à l’article ont été supprimées.]
3.6
ensemble de données
collection nommée de données (3.5)
3.7
modèle de données
schéma (3.13) fournissant une structure de données (3.5) normalisée utilisée pour décrire les
caractéristiques d’objets
3.8
implémentation
réalisation d’une spécification
[SOURCE: ISO 19105:2000, 3.18, modifié — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.9
informations
données (3.5) porteuses de sens
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.8.2]
3.10
interopérabilité
aptitude de plusieurs unités fonctionnelles à coopérer pour traiter des données (3.5)
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2120585, modifié — Le domaine «» et les Notes
à l’article ont été supprimés.]
3.11
métamodèle
modèle qui spécifie un ou plusieurs autres modèles
[SOURCE: ISO/IEC 11179-3:2013, 3.2.80]
3.12
ontologie
spécification formelle explicite d’une conceptualisation partagée
Note 1 à l'article: Une ontologie comprend généralement des définitions de concepts et les relations spécifiées
entre ces derniers, définies de façon formelle afin qu’une machine puisse les utiliser pour établir un raisonnement.
Note 2 à l'article: Voir également l’ISO/TR 13054:2012, 2.6; l’ISO/TS 13399-4:2014, 3.20; l’ISO 19101-1-2014,
4.1.26; l’ISO 18435-3:2015, 3.1; l’ISO/IEC 19763-3:2020, 3.1.1.1.
2
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ISO/TR 23262:2021(F)
[SOURCE: ISO 5127:2017, 3.1.2.03, modifié — Les références dans la Note 2 à l’article ont fait l’objet
d’une mise à jour rédactionnelle.]
3.13
schéma
description formelle d’un modèle
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.34]
3.14
interopérabilité sémantique
capacité de deux ou plusieurs systèmes à communiquer et à échanger des données (3.5) dans des
formats de données et protocoles de communication spécifiques
[SOURCE: ISO 18308:2011, 3.48]
3.15
service
partie distincte de la fonctionnalité qui est fournie par une entité par le biais d’interfaces
[SOURCE: ISO 19119:2016, 4.1.12]
4 Abréviations
AIM (Asset Information Model) modèle d’information d’actif
AOCE architecture, ouvrages d’art, construction et exploitation
API (Application Programming Interface) interface de programmation d’application
ARM (Application Reference Model) modèle de référence d’application
BAT (BIM Authoring Tools) outils de création BIM
BIM (Building Information Modelling) modélisation des informations de la construction
BOM (Business Object Model) modèle d’objet métier
CDE (Common Data Environment) environnement de données commun
CEN Comité Européen de Normalisation
CRS (Coordinate Reference System) système de référence de coordonnées
GFM (General Feature Model) modèle général des entités (dans l’ISO 19109)
GML (Geography Markup Language) langage de balisage géographique
IDM (Information Delivery Manuals) protocoles d’échange d’informations
IFC (Industry Foundation Classes) classes de fondation d’industrie
IFD (International Framework for structure internationale pour les dictionnaires
Dictionaries)
MDA (Model Driven Architecture) architecture basée sur le modèle
OGC (Open Geospatial Consortium) consortium OGC
OMG (Object Management Group) groupe de gestion d’objet
3
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ISO/TR 23262:2021(F)
OWL (Web Ontology Language) langage d’ontologie Web
PDT (Product Data Templates) modèles de données de produit
SIG système d’informations géographiques
SQL (Structured Query Language) langage SQL
STEP (Standard For The Exchange Of norme d’échange de modèles de données produits
Product Model Data)
TIC technologies de l’information et de la communication
UML (Unified Modeling Language) langage UML
XML (eXtensible Markup Language) langage de balisage extensible
5 Spécification des enjeux d’interopérabilité BIM/SIG
5.1 Généralités
Selon l’ISO 11354 (toutes les parties), l’interopérabilité d’entreprise peut être mise en œuvre à 4 niveaux
différents, allant du plus simple au plus complexe, à savoir «Données», «Services», «Processus» et
«Métier». De plus, la structure identifie trois catégories d’interopérabilité: conceptuelle, technologique
et organisationnelle.
Les processus métier et fonctionnel peuvent donner lieu à des obstacles à l’interopérabilité entre les
entreprises et ceci est également le cas entre les entreprises dans les domaines géospatial et BIM.
La Figure 1 souligne le fait que, bien que les deux domaines donnent tous deux priorité aux processus
d’ingénierie numérique et à la gestion des actifs, ils reposent de façon inhérente sur des approches
différentes en matière de gestion de l’information pour soutenir ces processus aux niveaux «Services»
et «Données». Il s’agit de l’aspect principal traité dans le présent document.
C’est cet accent commun mis sur la modélisation des informations dans l’environnement bâti, malgré des
perspectives différentes, qui crée à la fois l’exigence et l’opportunité d’intégrer les flux d’informations
au sein des deux domaines. Les processus eux-mêmes posent des problèmes d’interopérabilité, mais
ce sont les cas d’utilisation ou les services spécifiques au sein desquels ces processus se recoupent
qui introduisent les obstacles les plus importants pour l’interopérabilité. Ces obstacles se manifestent
principalement aux niveaux «Services» et «Données». Dans le présent document, l’accent est ainsi placé
sur les niveaux «Données» et «Services» d’un point de vue conceptuel et technologique, comme indiqué
dans le Tableau 1.
L’ISO 11354 (toutes les parties) est conçue pour analyser les entreprises. Comme expliqué ci-dessus,
le SIG et le BIM peuvent être vus comme des domaines différents, et également comme des ensembles
d’outils différents. En raison de cette différence entre l’approche d’entreprise et l’approche domaine/
outil, toutes les perspectives de l’ISO 11354 (toutes les parties) ne sont pas pertinentes, ce qui permet
de se concentrer sur le besoin d’interopérabilité entre les domaines aux niveaux «Données», «Services»
et «Processus». Le concept de «processus» a une signification différente dans le domaine du BIM et
dans le domaine du SIG. Plusieurs processus BIM ont été spécifiés au moyen de langages tels que BPMN
(notation de modélisation de processus métier); cependant il n’existe pas d’équivalent en SIG.
4
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ISO/TR 23262:2021(F)
Tableau 1 — Niveaux d’interopérabilité pris en compte dans le présent document
Conceptuel Technologique
Se réfère aux expressions, aux définitions et à la Se réfère à l’utilisation des TIC pour com-
compréhension de l’échange d’informations et à muniquer et échanger des informations et à
Service la manière dont celles-ci affectent la capacité à la manière dont celle-ci affecte la capacité à
demander, fournir et utiliser les services les uns demander, fournir et utiliser les services les
des autres. uns des autres.
Se réfère aux expressions, aux définitions et à la Se réfère à l’utilisation des TIC pour com-
compréhension de l’échange d’informations et muniquer et échanger des informations et à
Données à la manière dont celles-ci affectent la capacité la manière dont celle-ci affecte la capacité à
à échanger des éléments de données entre les échanger des éléments de données entre les
domaines (SIG-BIM). domaines (SIG-BIM).
NOTE Reproduit à partir de l’ISO 11354-1.
5.2 Niveaux d’interopérabilité entre BIM et SIG
5.2.1 Généralités
Dans le présent paragraphe, les niveaux d’interopérabilité service et données sont étudiés et comparés
par le biais de l’analyse des normes concernées ciblant ces catégories dans les deux domaines, à savoir
l’ISO/TC 59/SC 13 pour le BIM et l’ISO/TC 211 pour le SIG.
5.2.2 Niveau «Données »
5.2.2.1 Considérations générales
Le présent paragraphe vise à décrire les schémas existants dans les normes utilisées dans le BIM et le
SIG.
La vue générale des schémas SIG est basée sur l’approche des architectures dirigées par les modèles
(MDA), définie dans l’ISO 19103:2015, 5.2.2.3. Les schémas BIM ouverts suivent l’architecture STEP
définie dans l’ISO 10303 (toutes les parties) et sont présentés en 5.2.2.4. Le seul concept commun aux
deux approches est le concept de «langage de schéma conceptuel». Par conséquent, les langages utilisés
dans le BIM et le SIG pour la description des schémas conceptuels sont listés en 5.2.2.2.
5.2.2.2 Langages de sché
...
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 23262
First edition
ISO pub-date
GIS (geospatial) / BIM interoperability
PROOF/ÉPREUVE
Reference number
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©
ISO 2021
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii PROOF/ÉPREUVE © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/TR 23262:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Abbreviated terms . 3
5 Specification of BIM and GIS interoperability issues . 4
5.1 General . 4
5.2 BIM and GIS interoperability levels . 5
5.2.1 General. 5
5.2.2 Data level . 5
5.2.3 Service level .16
5.3 GIS/BIM incompatibilities.18
5.3.1 General.18
5.3.2 Incompatibilities .18
6 GIS/BIM interoperability opportunities .22
6.1 General .22
6.2 Data interoperability opportunities .22
6.3 Service interoperation opportunities .25
6.3.1 General.25
6.3.2 GIS-to-BIM .25
6.3.3 BIM-to-GIS .26
7 Suggestions for further work .27
7.1 General .27
7.2 Linking abstract concepts in BIM and GIS standards (opportunity 1 and 2) .27
7.3 Geospatial and BIM dictionary (opportunity 3) .27
7.4 Information exchange guidelines between BIM and GIS .28
Annex A Handling of information about construction objects (product handling) .30
Annex B IFC and data templates .34
Annex C Georeferencing .36
Annex D Spatial representation .46
Bibliography .56
© ISO 2021 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE iii
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ISO/TR 23262:2021(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 59, Buildings and civil engineering works,
Subcommittee SC 13, Organization and digitization of information about buildings and civil engineering
works, including building information modelling (BIM).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv PROOF/ÉPREUVE © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/TR 23262:2021(E)
Introduction
The complexity of information needed to support decisions relating to built assets by the public and
private sectors as well as by citizens, require digitally enabled practices based upon interoperable
systems. Indeed, the decisions that are needed over a built asset’s life cycle and across its different
stages rely on these complex sets of information. Moreover, these decisions are made by a multitude of
actors that perform information-processing activities such as data creation, capture, transformation,
and analysis, and are embodied in project and asset management practices as defined in existing and
emerging standards.
Consequently, several initiatives aimed at the digitalization of built assets at regional, national and
international levels have spurred considerable investments around the globe. A key component
of these initiatives concerns the need for collaboration and interoperability between information
processing systems. These systems rely on digital practices that support digital engineering and
asset life cycle management, which rely heavily on different domains of information modelling. These
domains include both the observed natural environment and built structures. They also span many
scales, from the fabricated asset to its territorial and contextual setting. In this case, the domain of
geographic information, “maps”, and geomatics, is encompassed with the concept of geographic
information systems (GIS), whereas the built asset and its parts is encompassed by the concept of
building information modelling (BIM). Traditionally these two information systems have been viewed
as separate domains. From a digital engineering and asset management perspective however, there is
an increasing overlap and need for interoperability between the two, as illustrated in Figure 1.
The two domains can also be viewed as two different sets of tools, used by several disciplines/domains.
The geospatial domain with its many professions (e.g. land management, engineering surveying,
geodata management, remote sensing and cartography) uses GIS tools to acquire, manage, analyse,
distribute and present geospatial information.
The geospatial domain handles (most of the time) descriptive models that are designed for many
purposes and long-term use and were formerly presented on maps in scale 1:100 to 1:100 000 000.
But as the need for geospatial applications varies greatly between actors, the main standardization
committee for geomatics, ISO/TC 211, focuses on enabling the development of application schema. The
main focus has been on a set of common rules for the development of application schemas (ISO 19109).
However, there are applications schemas provided in other organisations, like OGC's CityGML standard
for urban environments (including buildings). Buildings (and their urban environment) and the data
specification for buildings in the European INSPIRE directive, both based upon ISO/TC 211 standards,
including ISO 19109.
The AECO (architecture, engineering, construction and operations) domain with its many professions
(e.g. project development, architecture, civil engineering, contractor, facility management) related
to planning, designing, building and operating built assets (buildings, infrastructure, etc.) uses the
evolving BIM method for collaborative and digital processes in construction projects and for asset
management. The models are (most of the time) prescriptive models, designed for a specific purpose
and project phase and were formerly presented on drawings in scale 10:1 to 1:1 000, including landscape
drawings, rail and road geometrics. These AECO disciplines have at least one thing in common: the
building.
© ISO 2021 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 23262:2021(E)
a
ISO/TC 211: ISO 19101 (all parts), ISO 19103, ISO 19104, ISO 19105, ISO 19106, ISO 19107, ISO 19108,
ISO 19109, ISO 19110, ISO 19111, ISO 19136 (all parts), ISO 19150 (all parts).
b
ISO/TC 59/SC 13: ISO 16739-1, ISO 29481 (all parts), ISO 19650 (all parts), ISO 12006 (all parts).
Figure 1 — Standards that relate to the cycle of information flow between geospatial and BIM
domains (adapted from a diagram developed by the Joint OGC / bSI IDBE Working Group)
To date, the interaction between the BIM and the GIS domains has not been intuitive or seamless. In
its simplified form the GIS, or geospatial modelling, domain has traditionally focused on modelling at
the territorial scale and has adopted a large perspective of the observed environment which includes
a multitude of distributed assets. The BIM domain has focused more on modelling the components of
a single built asset. With the move towards integrated information environments, the differences in
focus and scale between the two domains are diminishing. Arguably, use cases and perspectives in
both domains are converging and overlapping. Indeed, and as mentioned, decisions pertaining to built
assets typically require data and information that span both domains. Therefore, information models
from both domains are becoming increasingly bound to each other: every built asset has a location and
is situated within a context relative to the existing environment. Conversely, the existing environment
incorporates all built assets.
With this move towards integrated information environments, use cases will increasingly require
seamless transitions between both domains and their information models, from the bird’s eye
perspective to the manufactured component found within a built asset, to support the various asset life
cycle practices and requirements within a specified context as illustrated in Figure 1. A key challenge in
achieving this seamless transition or movement between both domains is ensuring the interoperability
in systems used for geospatial information modelling and built asset information modelling. Currently,
state-of-the-art modelling of geospatial information is based upon international standards developed
and maintained by ISO/TC 211 and Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC), whereas state-of-the-art
modelling of built assets is based upon standards developed and maintained by ISO/TC 59/SC 13 and
buildingSMART International (bSI).
This document aims to identify measures to enable interoperability between the two domains.
These measures are expected be developed in either ISO/TC 211, ISO/TC 59/SC 13 or as a joint work
between the two committees. To achieve this the enterprise interoperability framework (EIF) defined
in ISO 11354 (all parts) has been used, focusing on the need for interoperability in data, services and
processes to ensure seamless exchanges and transitions between both domains. First this document
focuses on identifying standards within the two aforementioned interoperability levels. Barriers, or
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ISO/TR 23262:2021(E)
incompatibilities, between the two domains are then exposed and discussed. Lastly, specific work
packages aimed at eliminating these barriers are identified and suggestions for future work aimed at
streamlining interoperability between the two domains are made.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 23262:2021(E)
GIS (geospatial) / BIM interoperability
1 Scope
This document investigates barriers and proposes measures to improve interoperability between
geospatial and BIM domains, namely, to align GIS standards developed by ISO/TC 211 and BIM
standards developed by ISO/TC 59/SC 13.
Where relevant this document takes into account work and documents from other organizations and
committees, such as buildingSMART, International (bSI), Open Geospatial Consortium (OGC) and
Comité Européen de Normalisation (CEN). The focus is to identify future topics for standardization and
possible revision needs of existing standards.
This document investigates conceptual and technological barriers between GIS and BIM domains at the
data, service and process levels, as defined by ISO 11354 (all parts).
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
application schema
conceptual schema (3.13) for data (3.5) required by one or more applications
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.2]
3.2
conceptual model
data (3.5) model that represents an abstract view of the real world
Note 1 to entry: A conceptual model represents the human understanding of a system.
[SOURCE: ISO/IEC 11179-1:2015, 3.2.5, modified — The preferred term "conceptual data model" has
been removed.]
3.3
conceptual schema
formal description of a conceptual model (3.2)
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.6]
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ISO/TR 23262:2021(E)
3.4
conceptual schema language
formal language based on a conceptual formalism for the purpose of representing conceptual
schemas (3.3)
EXAMPLE UML, EXPRESS, IDEFX1.
Note 1 to entry: A conceptual schema language may be lexical or graphical. Several conceptual schema languages
can be based on the same conceptual formalism.
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.7]
3.5
data
reinterpretable representation of information (3.9) in a formalized manner suitable for communication,
interpretation, or processing
Note 1 to entry: Data can be processed by humans or by automatic means.
[SOURCE: ISO/IEC 2382:2015, 2121272, modified — Notes 2 and 3 to entry have been removed.]
3.6
dataset
named collection of data (3.5)
3.7
data template
schema (3.13) providing a standardized data (3.5) structure used to describe the characteristics of objects
3.8
implementation
realization of a specification
[SOURCE: ISO 19105:2000, 3.18, modified — Note 1 to entry has been removed.]
3.9
information
meaningful data (3.5)
[SOURCE: ISO 9000:2015, 3.8.2]
3.10
interoperability
capability of two or more functional units to process data (3.5) cooperatively
[SOURCE: ISO 2382:2015, 2120585, modified — The domain "" and notes
to entry have been removed.]
3.11
metamodel
model that specifies one or more other models
[SOURCE: ISO/IEC 11179-3:2013, 3.2.80]
3.12
ontology
formal, explicit specification of a shared conceptualization
Note 1 to entry: An ontology typically includes definitions of concepts and specified relationships between them,
set out in a formal way so that a machine can use them for reasoning.
Note 2 to entry: See also ISO/TR 13054:2012, 2.6; ISO/TS 13399-4:2014, 3.20; ISO 19101-1-2014, 4.1.26;
ISO 18435-3:2015, 3.1; ISO/IEC 19763-3:2020, 3.1.1.1.
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ISO/TR 23262:2021(E)
[SOURCE: ISO 5127:2017, 3.1.2.03, modified — References in note 2 to entry have been editorially
updated.]
3.13
schema
formal description of a model
[SOURCE: ISO 19101-1:2014, 4.1.34]
3.14
semantic interoperability
capability of two or more systems to communicate and exchange data (3.5) through specified data
formats and communication protocols
[SOURCE: ISO 18308:2011, 3.48]
3.15
service
distinct part of the functionality that is provided by an entity through interfaces
[SOURCE: ISO 19119:2016, 4.1.12]
4 Abbreviated terms
API application programming interface
AECO architecture, engineering, construction, and operations
AIM asset information model
ARM application reference model
BAT BIM authoring tools
BIM building information modelling
BOM business object model
CDE common data environment
CEN Comité Européen de Normalisation
CRS coordinate reference system
GIS geographic information system
GFM general feature model (in ISO 19109)
GML Geography Markup Language
ICT information and communications technology
IFC Industry Foundation Classes
IFD International Framework for Dictionaries
IDM information delivery manuals
MDA model driven architecture
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ISO/TR 23262:2021(E)
OMG Object Management Group
OWL Web Ontology Language
OGC Open Geospatial Consortium
PDT product data templates
STEP standard for the exchange of product model data
SQL Structured Query Language
UML Unified Modeling Language
XML Extensible Markup Language
5 Specification of BIM and GIS interoperability issues
5.1 General
According to ISO 11354 (all parts), enterprise interoperability can be implemented at 4 different levels,
going from the simplest to the most complex e.g. data level, service level, process level and business level.
In addition, the framework identifies three categories of interoperability, conceptual, technological and
organizational.
Business and operational processes can give rise to interoperability barriers between enterprises, and
this is also the case between enterprises across the geospatial and BIM domains. Figure 1 highlights the
fact that while both domains share a focus on digital engineering processes and asset management, they
inherently rely on different approaches to the management of information to support those processes
at the service and data levels. This is the key consideration addressed in this document.
It is this common focus on information modelling in the built environment, albeit from differing
perspectives, that creates both the requirement and opportunity to integrate information flows across
both domains. While the processes do introduce interoperability challenges, it is the specific use cases
or services where those processes intersect that introduce the biggest interoperability barriers. These
barriers manifest themselves principally at the service and data levels. Hence, the focus is put on the
data and service levels in this document from a conceptual and technological perspective, as listed in
Table 1.
ISO 11354 (all parts) is designed for analysing enterprises. As explained above, GIS and BIM can be
viewed as different domains, alternatively as different set of tools. Due to this difference between the
enterprise approach and the domain/tool approach, not all the perspectives of ISO 11354 (all parts)
are relevant, ending up with focusing on the need for interoperability in data, services and processes
to interoperate between the domains. The concept of “process” is understood differently in the BIM
domain and in the GIS domain. While several BIM processes have been specified using languages such
as BPMN (business process modelling notation), there are no equivalents in GIS.
Table 1 — Interoperability levels considered for this document
Conceptual Technological
Refers to the expressions, definitions and un- Refers to the use of ICT to communicate and exchange
derstanding of exchange information, and how information, and how that affects the ability to request,
Service
that affects the ability to request, provide and provide and utilize each other’s services.
utilize each other’s services.
NOTE Reproduced from ISO 11354-1.
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ISO/TR 23262:2021(E)
Table 1 (continued)
Conceptual Technological
Refers to the expressions, definitions and un- Refers to the use of ICT to communicate and exchange
derstanding of exchange information, and how information, and how it affects the ability to exchange
Data
it affects the ability to exchange data items data items between the (GIS-BIM) domains.
between the (GIS-BIM) domains.
NOTE Reproduced from ISO 11354-1.
5.2 BIM and GIS interoperability levels
5.2.1 General
In this subclause the service and data interoperability levels are explored and compared through
analysing the relevant standards targeting these categories in both domains e.g. ISO/TC 59/SC 13 for
BIM and ISO/TC 211 for GIS.
5.2.2 Data level
5.2.2.1 General considerations
This subclause aims at describing existing schemas in standards used in BIM and in GIS.
The overview of GIS schemas is based on the model driven architecture (MDA) approach as defined in
ISO 19103:2015, 5.2.2.3. Open BIM schemas follow the STEP architecture, defined in ISO 10303 (all parts)
and are presented in 5.2.2.4. The only common concept to both approaches is the concept of “conceptual
schema language”. Therefore, the languages as used in BIM and in GIS for describing conceptual schemas
are listed in 5.2.2.2.
5.2.2.2 BIM and GIS Conceptual Schema Languages
Conceptual schema languages are commonly used for formal representations of conceptual models.
Table 2 lists the different languages used for schemas in GIS and BIM standards.
Table 2 — Conceptual schema languages
Domains Name Reference
GIS UML ISO/IEC 19505-2
Unified Modeling Language
BIM EXPRESS modelling language. ISO 10303-11
Note 1: ISO/IEC 19505-2 has been developed by the Object Management Group (OMG) and standardised by ISO.
Note 2: The EXPRESS data modelling language is specified in ISO 10303-11, a standard for the computer-interpretable
representation and exchange of product manufacturing information.
Note 3: ISO 10303-11 also specifies a graphical representation for a subset of the constructs in the EXPRESS language. This
graphical representation is called EXPRESS-G.
5.2.2.3 GIS data schemas
5.2.2.3.1 General
GIS schemas are structured according to a model driven architecture (MDA) as defined in ISO 19103.
The founding principle in MDA requires schemas to be defined for different levels of abstraction.
ISO 19103 defines four levels of abstraction, as illustrated in Figure 2:
— metamodels: the fundament for defining other models;
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ISO/TR 23262:2021(E)
— abstract conceptual schemas: abstract schemas describing concepts for reuse in other schemas;
— conceptual application schemas: conceptual schemas defined for specific applications;
— implementation schemas: schemas for implementation in databases and exchange formats.
The conceptual schemas are required to be independent of specific implementation technologies.
NOTE Adapted from Reference [62].
Figure 2 — Levels of abstraction
5.2.2.3.2 to 5.2.2.3.5 further detail the specific elements and items as specified by the standards for
each of the levels of abstraction.
5.2.2.3.2 GIS metamodel standards
Table 3 lists metamodels defined in GIS standards.
Table 3 — GIS metamodel standards
Name Reference Description
Geographic information - Ref- ISO 19101 Model that defines concepts of a universe of discourse.
erence model
Core UML profile ISO 19103 Formalised UML profile and rules for the use of UML for
modelling geospatial information.
UML profile for application ISO 19109 Rules for the use of UML for modelling geospatial infor-
schemas mation in an application schema.
General feature model ISO 19109 The general feature model is the metamodel for ISO/
TC 211 GIS standards, with concepts for FeatureType,
PropertyType (AttributeType, Operation and FeatureAs-
sociationRole) and FeatureAssociatonType.
5.2.2.3.3 GIS abstract conceptual schemas
Table 4 lists abstract conceptual schemas defined in GIS standards.
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ISO/TR 23262:2021(E)
Table 4 — GIS abstract conceptual schemas
Schema name Reference Description
Core data types ISO 19103 Specifies core data types for use in UML models of geo-
graphic information.
Spatial schema ISO 19107 Specifies UML classes for representing the spatial char-
acteristics of features as composites of geometric and/or
topological primitives.
Core profile of the spatial ISO 19137 Provides a profile of ISO 19107 that is limited to describ-
schema ing f
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.