《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》：Urban vegetation semantics in CityGML: Key stakeholder survey findings and vegetation ADE development
编辑推荐：
为解决城市数字孪生和3D城市模型中植被语义表示不足的问题，研究人员开展了CityGML植被应用领域扩展(ADE)的国际利益相关者调查与概念模型开发。研究通过调查反馈对ADE v1.0进行优化，发布了增强语义丰富度的ADE v1.1版本，新增了15个属性修改、12个属性添加，改进了9个代码列表。该研究为城市植被监测和绿色基础设施管理提供了标准化数据模型，推动了数据驱动型城市数字孪生的发展。
随着城市化进程加速，城市植被作为提供关键生态系统服务和支撑生物多样性的重要组成部分，对建设可持续和韧性城市至关重要。然而在城市数字孪生和3D城市模型中，植被的语义表示仍显不足，制约了高级建模应用。开放数据标准虽能促进城市建模的互操作性，但广泛采用的CityGML标准在其现有植被模块中提供的语义深度有限，限制了动态和跨学科应用的发展。
为应对这一挑战，研究团队在国际利益相关者调查评估的基础上，提出了CityGML 3.0植被应用领域扩展(Application Domain Extension, ADE)概念模型的更新版本Vegetation ADE v1.1。该研究发表在《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》，通过参与式标准开发方法，推动了植被数据模型与城市数字孪生的深度融合。
研究采用模型驱动的语义数据建模方法，基于CityGML ADE开发指南和ISO 191xx系列地理信息标准，使用统一建模语言(UML)定义ADE类。通过结构化在线调查收集来自19个国家37名专业人士的反馈，采用定量和定性分析方法评估模型组件，确保模型满足多样化需求。
研究保留了ADE v1.0的核心数据建模结构，同时对属性层面进行了针对性改进。在SolitaryVegetationObject属性中，将dateOfPlanting重命名为dateOfEstablishment，新增establishmentMeans属性，引入leafAreaIndex和normalizedDifferenceVegetationIndex等植被指数。在Crown类中，将crownClearance重命名为crownBaseHeight，并将crownType细化为crownTypeNatural和crownTypeTrimmed。Root类中的rootBallDiameter和rootBallMaximalDepth分别更名为rootSystemDiameter和maxRootSystemDepth，以更准确反映根系形态多样性。
植物覆盖属性改进
PlantCoverProperties类同步进行了类似改进，dateOfPlanting更名为dateOfEstablishment，ownership改为ownershipType，并新增protectionStatusReference属性。所有长度测量属性的数据类型从Measure更新为Length，确保单位属性的正确继承。
动态植被建模增强
通过CityGML 3.0的Dynamizer模块，SolitaryVegetationObjectGrowth和PlantCoverGrowth类支持时间序列数据建模。observationProcedure属性的多重性从[0..1]改为[0..*]，允许表示多种观测方法的组合使用。新增seasonalChange属性，支持记录观测到的季节性动态。
植被管理功能完善
VegetationManagement类新增managementReference属性，支持通过URI引用外部管理资源。所有管理属性均获得高度评价，反映了城市植被维护管理的实际需求。
代码列表与枚举优化
对9个代码列表进行了修订，新增EstablishmentMeansValue代码列表。EcosystemServices代码列表改用联合国千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的分类体系，确保全球适用性。枚举值进行了术语统一和一致性优化。
该研究开发的Vegetation ADE v1.1标志着解决城市数字孪生和3D城市模型中植被语义互操作性挑战的重要进展。通过标准化语义框架，支持跨平台、跨领域的数据交换，克服了城市植被数据集碎片化问题。模型集成了先前多个研究的关键要素，包括树干、树冠和根系特征类型，以及树木生长模型结构和季节性变化变量，同时引入了VegetationManagement类和新语义属性等创新元素。
与i-Tree等现有工具相比，Vegetation ADE v1.1的优势在于提供深度语义集成，支持植被结构组件、生长动态和季节性变化的综合时空建模，通过国际化标准代码列表促进互操作性。该模型支持多种应用场景，包括基于详细树冠属性的生态系统服务评估、生物多样性廊道规划、适应性种植策略制定以及植被维护管理的时间序列规划。
研究的参与式设计方法确保了模型的广泛适用性，调查评估结合主题审查与定量分析，确认了模型在城市数字孪生和3D城市模型社区的实用性。虽然研究存在英语语言偏好和欧洲参与者占比较高的局限性，但通过URI引用机制支持区域性分类标准的灵活集成，为全球适用性奠定了基础。
研究结论表明，Vegetation ADE v1.1通过增强的语义丰富度和动态建模能力，为城市植被监测、环境模拟和绿色基础设施管理提供了标准化数据模型。未来工作将重点开展实际部署验证，测试模型在不同气候区的适用性，探索动态属性与时间序列数据的集成，并推动该ADE成为OGC官方标准的一部分，进一步促进其在全球地理信息社区的采纳和可持续发展。
