กลับไปยังบล็อก BIM และ IFC
ดิจิทัลทวิน · 2026-10-16 · 8 นาที
CityGML กับ IFC กับ 3D Tiles: ดิจิทัลทวินควรใช้รูปแบบไฟล์ใด
มีสามรูปแบบที่ถูกพูดถึงซ้ำ ๆ เมื่อดิจิทัลทวินขยายถึงระดับเมือง และมักถูกนำมาเปรียบเทียบราวกับเป็นคู่แข่งกัน แต่ทั้งสามทำงานคนละอย่าง CityGML บรรยายเมืองเป็นวัตถุ IFC บรรยายทรัพย์สินหนึ่งชิ้นทีละองค์ประกอบ และ 3D Tiles ส่งข้อมูลแบบใดแบบหนึ่งไปยังเบราว์เซอร์เป็นชิ้น ๆ
โมเดล IFC ของสถานีกลางเฮลซิงกิและสถานีขนส่ง ท่ามกลางบล็อกอาคารของเมืองบนแผนที่ 3D ใน IFC Viewer Online
เมื่อดิจิทัลทวิน (digital twin) ขยายจากอาคารหลังเดียวไปเป็นทั้งย่าน จะมีสามรูปแบบที่ถูกพูดถึงในทุกการสนทนา ได้แก่ CityGML, IFC และ 3D Tiles ทั้งสามมักถูกวางเทียบกันราวกับว่าต้องมีผู้ชนะเพียงหนึ่งเดียว แต่ทั้งสามไม่ได้แข่งขันกัน แต่ละแบบตอบคำถามคนละข้อ และทวินเมืองมักต้องใช้ทั้งสามแบบ
ประเด็นสำคัญ
- CityGML (และ CityJSON ซึ่งเป็นการเข้ารหัสแบบ JSON) บรรยายเมืองเป็นวัตถุ ได้แก่ อาคาร ถนน ภูมิประเทศ และพืชพรรณ ตามระดับรายละเอียด
- IFC บรรยายทรัพย์สินหนึ่งชิ้นทีละองค์ประกอบ พร้อมชนิด คุณสมบัติ และความสัมพันธ์ที่งานปฏิบัติการและงานบำรุงรักษาต้องใช้
- 3D Tiles มีไว้สำหรับการส่งข้อมูล โดยตัดเนื้อหา 3D ใดก็ได้เป็นไทล์ที่เบราว์เซอร์สตรีมได้ จากหยาบไปละเอียด
- การแปลงระหว่างรูปแบบเหล่านี้ทำให้สูญเสียบางอย่างเสมอ เก็บต้นฉบับแต่ละชุดไว้ในรูปแบบของตัวเอง และแปลงเฉพาะเมื่อต้องส่งไปแสดงผล
สามหน้าที่ ไม่ใช่สามคู่แข่ง: เมือง ทรัพย์สิน และการส่งข้อมูลแบบใดแบบหนึ่งไปยังเบราว์เซอร์
CityGML: เมืองในรูปวัตถุ
CityGML คือมาตรฐานของ Open Geospatial Consortium (OGC) สำหรับโมเดลเมือง 3D[citygml] โดยบรรยายเมืองเป็นวัตถุที่มีชนิดกำกับ ได้แก่ อาคาร สะพาน ถนน แหล่งน้ำ พืชพรรณ และภูมิประเทศ แต่ละชิ้นมีแอตทริบิวต์และมีเรขาคณิตตามระดับรายละเอียด ตั้งแต่รูปรอยอาคาร (LOD0) ไปจนถึงฟาซาดที่มีช่องเปิด (LOD3) ชุดข้อมูลระดับประเทศและระดับเมืองจำนวนมากเผยแพร่ในรูปแบบนี้ และ CityJSON[cityjson] เข้ารหัสแบบจำลองข้อมูลเดียวกันเป็น JSON ซึ่งจัดการในเบราว์เซอร์ได้ง่ายกว่ามาก
จุดแข็งของ CityGML คือความกว้าง ทั้งย่านถูกจัดหมวดหมู่อย่างสม่ำเสมอ ส่วนข้อจำกัดคือความลึก อาคารใน CityGML ไม่รู้ว่ามีปั๊มอยู่ในชั้นใต้ดินของตัวเอง ระดับรายละเอียดของ CityGML เทียบกับของ BIM อย่างไร อ่านได้ใน LOD ใน BIM กับ CityGML
IFC: ทรัพย์สินทีละองค์ประกอบ
IFC คือสคีมาเปิดของ buildingSMART สำหรับโมเดลอาคารและโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งเผยแพร่เป็น ISO 16739-1[ifc] ผนัง ประตู ปั๊ม และเสาแท่นจอดทุกชิ้นเป็นองค์ประกอบที่มีชนิด คุณสมบัติ ปริมาณ (quantity) และความสัมพันธ์กับองค์ประกอบรอบข้าง นี่คือสิ่งที่ทวินต้องการสำหรับทรัพย์สินที่ติดตาม ได้แก่ อัตลักษณ์สำหรับผูกข้อมูลเรียลไทม์ และข้อมูลที่งานบำรุงรักษาต้องพึ่งพา การวางโมเดล IFC บนแผนที่ต้องมีค่าอ้างอิงพิกัดทางภูมิศาสตร์ (georeference) คือ IfcMapConversion ซึ่งอธิบายไว้ใน พิกัดและการอ้างอิงพิกัดทางภูมิศาสตร์ใน IFC
3D Tiles: สร้างมาเพื่อการสตรีม
3D Tiles ซึ่งเป็นมาตรฐานชุมชนของ OGC[3dtiles] แก้ปัญหาอีกแบบหนึ่ง คือการนำเนื้อหา 3D ขนาดมหึมาเข้าสู่เบราว์เซอร์ ชุดไทล์ (tileset) คือโครงสร้างแบบต้นไม้ของไทล์ ซึ่งแต่ละไทล์มีระดับรายละเอียดของตัวเอง โปรแกรมดูจะโหลดไทล์หยาบก่อน แล้วเพิ่มความละเอียดตรงจุดที่กล้องมองอยู่ เมชจากโฟโตแกรมเมทรี (photogrammetry) พอยต์คลาวด์ (point cloud) และโมเดลเมืองทั้งเมืองถูกส่งด้วยวิธีนี้ ส่วนความหมายของไทล์มีเพียงเท่าที่เมทาดาทา (metadata) ซึ่งไทล์พกมาด้วยจะบอกได้
เทียบกันแบบตัวต่อตัว
| CityGML / CityJSON | IFC | 3D Tiles |
|---|
| บรรยายอะไร | วัตถุในเมือง | ทรัพย์สินหนึ่งชิ้น ทีละองค์ประกอบ | เนื้อหา 3D ใดก็ได้ ในรูปไทล์ |
| ขนาดพื้นที่โดยทั่วไป | ตั้งแต่ย่านไปจนถึงทั้งประเทศ | อาคาร สะพาน สถานี | ไปจนถึงทั้งโลก |
| ความหมายเชิงข้อมูล | คลาสและแอตทริบิวต์ของแต่ละวัตถุ | ชนิด คุณสมบัติ ความสัมพันธ์ และระบบ | เมทาดาทาของแต่ละไทล์หรือฟีเจอร์ |
| เรขาคณิต | พื้นผิวที่ LOD0–3 | รูปทรงตัน (solid) ของแต่ละองค์ประกอบ | เมช (glTF) และพอยต์คลาวด์ |
| ตำแหน่งในโลกจริง | มีอยู่ในตัว | ไม่บังคับ (IfcMapConversion) | มีอยู่ในตัว |
| เหมาะที่สุดกับ | ข้อมูลทั้งเมืองที่สม่ำเสมอ | อัตลักษณ์และข้อมูลของทรัพย์สิน | ส่งโมเดลขนาดใหญ่ไปยังเบราว์เซอร์ |
ทวินเมืองใช้ทั้งสามร่วมกันอย่างไร
รูปแบบที่พบบ่อยคือ ใช้โมเดลเมืองใน CityGML หรือ CityJSON เป็นบริบทและสำหรับการวิเคราะห์ทั้งเมือง ใช้ IFC สำหรับทรัพย์สินที่มีข้อมูลเรียลไทม์หรือต้องบำรุงรักษา และใช้ 3D Tiles สตรีมข้อมูลแบบใดก็ตามที่ใหญ่เกินกว่าจะส่งไปในชิ้นเดียว การแปลง IFC เป็น CityGML จะเก็บรูปทรงภายนอกไว้แต่ทิ้งความหมายส่วนใหญ่ไป ส่วนการแปลงแบบใดแบบหนึ่งเป็น 3D Tiles จะเก็บหน้าตาไว้และแทบไม่เหลืออย่างอื่น ดังนั้นควรเก็บต้นฉบับแต่ละชุดไว้ในรูปแบบของตัวเอง และแปลงเฉพาะเมื่อต้องส่งไปแสดงผล
ในตัวอย่างแบบเรียลไทม์ของบล็อกนี้ บริบทคืออาคารจาก OpenStreetMap ที่วาดเป็นบล็อกที่ยกขึ้นจากรูปรอยอาคาร ซึ่งก็ราว ๆ LOD1 ส่วนทรัพย์สินเป็นโมเดล IFC เพราะข้อมูลเรียลไทม์ผูกอยู่กับโมเดลเหล่านั้น โปรแกรมดูนี้อ่าน IFC ได้ แต่ปัจจุบันยังอ่าน CityGML หรือ 3D Tiles จากภายนอกไม่ได้ ตัวอย่างทั้งหมดและสิ่งที่แต่ละตัวอย่างแสดงอยู่ใน ดิจิทัลทวินเมืองคืออะไร
CityGML กับ IFC กับ 3D Tiles: ดิจิทัลทวินควรใช้รูปแบบไฟล์ใด