CN114207620B - 数据解释装置、方法及存储介质、数据整合装置、方法及存储介质、以及数字城市构建系统 - Google Patents

数据解释装置、方法及存储介质、数据整合装置、方法及存储介质、以及数字城市构建系统 Download PDF

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Abstract

一种数据解释装置，具备用于自动执行对象的类型转换的平台。平台设置在数据解释装置的控制部中，并且具有获取部和解释部。获取部获取输入数据作为所述平台的对象，解释部针对对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从初始图自动生长出图从而进行解释。

Description

数据解释装置、方法及存储介质、数据整合装置、方法及存储 介质、以及数字城市构建系统
技术领域
本发明涉及一种数据解释装置、方法及程序、数据整合装置、方法及程序、以及数字城市构建系统。
背景技术
为了以现实的成本来实现以科学技术基本计划的Society5.0为前提的网络空间与物理空间的高度融合，不仅需要对新结构物进行新的尝试，而且需要对针对旧基础设施结构物大量积累的设计图等资料进行充分利用。然而，由于旧资料基本上以人在视觉上观察并进行解释的方式进行表现，因此将其应用于广泛且高分辨率的模拟需要巨大的成本。
自1980年代以来，虽然已经进行了大量的用于从设计图来自动构建3D模型的研究(非专利文献1)，但是由于其依赖于以自下而上的方式对图的要素(线和文字)进行编排的手法，因此存在部分的解释失败会波及整体从而使三维化失败，并且无法应对复杂的图的难点。
近年来，将图纸采集到CAD系统以半自动地进行三维化的技术成为主流。然而，该技术的使用需要具备CAD系统和设计图两者的知识的工程师，并且大量的结构物的三维化仍然需要巨大的成本。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1：日本特开2011-123644号公报
专利文献2：日本特开平04-2315142号公报
专利文献3：日本特开平04-030265号公报
专利文献4：日本特开平04-275684号公报
专利文献5：日本特开2018-109977号公报
<非专利文献>
非专利文献1：“機械図面自動認識システム”，精密工学会誌，Vol.60，No.4，p524-529，1994
非专利文献2：“地震応答解析モデルの堅牢な自動構築のための床形状判読手法の開発”，土木学会論文集A1(構造·地震工学)，Vol.70,No.4(地震工学論文集第33卷)，I_1124-I_1131,2014
非专利文献3：“特集第2章画像理解”，電気学会雑誌，105卷，5号，409-411页，昭和60年
非专利文献4：“画像·映像の認識と理解のこれまでとこれから”，情報処理，Vol.56，No.7，628-633页，2015年7月
非专利文献5：“異種GISデータに記録された構造物の3D形状と属性情報の自動関連付け”，土木学会論文集A2(応用力学)，Vol.70，No.2(応用力学論文集Vol.17)，I_631-I_639，2014
发明内容
<本发明要解决的问题>
虽然对设计图进行自动解释以自动构建三维模型的技术的开发由来已久，但是很难实现完整的信息提取，三维模型的通用且鲁棒(robust)的自动构建尚未投入实际应用。寻求一种通用的方法，其即使对于不完整的图的自动解释结果也能够灵活且鲁棒地构建三维模型。此外，寻求能够将该三维模型用于多目的的用途，例如高分辨率的数值模拟。
将基本上以人在视觉上观察并进行解释的方式进行表现，从而不能被计算机原封不动地提取出信息的数据称为“非结构化数据”。例如，2D-CAD图是非结构化数据，并且由线、曲线或字符串等元素构成，但其为元素集合所具有的“图”或“表”等的含义并不一定被明确描述，由人在视觉上观察以将其解释为“图”或“表”并读取信息。非结构化数据除了包括2D-CAD图以外，还包括以像素为元素的图像或以点为元素的点云数据。另外，一般来说，在无法直接提取出必要的信息的情况下，即使不被称为非结构化数据的数据也可以被视为非结构化数据。寻求一种技术，其由计算机基于该元素的数据与元素之间的关系(包括位置关系)对非结构化数据的含义进行自动解释以读取碎片信息。
2D-CAD图中包含的图或表用于对要由2D-CAD图表现的物理空间的对象(例如某一结构)的碎片信息进行表现，其既不是2D-CAD图的表现对象本身(即，物理空间的对象)，也不是表达对象的模型。在此，“模型”是指表现对象在虚拟空间中的对应物。另外，“碎片信息”是指未必足以用于创建表现对象的模型，并且可以与其他信息整合以创建表达对象的模型的信息。针对某一对象(例如结构物)为了以低成本来创建该对象的模型，寻求对根据个别目的创建的从新数据到旧资料(一种数据)的多种且不同类型的数据进行充分利用，并且需要一种用于将分散于多个数据的碎片信息整合以创建表现对象的模型的技术。
为了应对所谓的数据爆炸的数据的急速增长和持续数十年的计算机性能的指数级的提高，以不断改进对数据进行充分利用的技术，需要程序具有较高的可再利用性。然而，一般来说，个别开发的程序为了对针对各个目的进行了优化的独特形式的数据进行读写，以实现程序之间的协作，简单来说需要程序的组合的数量的数据转换程序。其意味着再利用的成本极低，以简单的措施来持续地提高技术是不可行的。针对该问题，通常通过定义标准的表现形式来应对，但是如果将表现形式统一且固定地定义，则数据提供者和数据使用者独自地设计数据形式会被限制。另外，由于所有程序都依赖于固定的表现形式，因此技术会变得僵化。
为了持续提高用于对数据进行充分利用的技术，在本发明提供一种松耦合(loosecoupling)的方法，其能够同时使用以标准和定义的形式表现的数据、以及针对各个目的优化的独特形式的数据两者。另外，提供一种数据解释装置、方法及程序，其用于由从新数据到旧资料的广泛的数据中提取信息。此外，提供一种数据整合装置、方法及程序，其将分散于多个数据的碎片信息整合以创建数据的表现对象的模型。另外，还提供一个数字城市平台。
<用于解决问题的手段>
在本公开中，作为用于解决问题的手段的一个示例，提出一种手法，其用于鲁棒地对二维设计图进行自动解释，并且根据解释结果的精度灵活地自动构建具有不同细节程度的三维模型。
在本申请中，公开了一种图解释方法，其不仅以自下而上的方式对图的元素进行编排，而且通过对图的上下文自动地进行确定，从而对适合图形的含义以自上而下的方式进行估计并根据该含义根据图对信息进行补充。其具体地通过使树结构以整体与部分之间的关系作为父子关系进行自动生长(自动结构化)来实现，该树结构通过将图的元素与节点相关联而成。
该方法是一种鲁棒的方法，即使解释失败，其树结构也不会生长，即，不会仅因解释的精度未提高而使整体崩溃。在本研究中，该自动结构化手法也被用于三维模型的自动构建。由此，能够根据图的解释精度灵活地自动构建具有不同细节程度的三维模型。在利用本研究的手法自动构建的三维模型中，由于基于整体与部分之间的关系对信息进行整理，并且不仅能够保存其形状，而且能够保存结构物的内部结构和物理特性等各种信息，因此能够期待将其应用于多目的的用途。
另外，在本发明中，构建能够实现用于执行基于对象之间的外延/内涵关系的自动类型转换的面向对象程序设计的解释器，并且在解释数据时和整合数据时适当地由内涵侧的对象创建更详细的外延侧的对象(向下转型(downcasting))。在一般的面向对象程序设计中，通过本发明的手法能够实现由于信息不足而无法进行适当地执行的向下转型。
即，本发明如下。
[1]一种数据解释装置，具备用于自动执行对象的类型转换的平台，所述平台设置在所述数据解释装置的控制部中，并且具有获取部和解释部，使控制部进行动作以使所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象，并且所述解释部针对所述对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释。
[2]根据[1]所述的数据解释装置，其中，所述解释部通过基于所述对象之间的外延/内涵关系执行所述对象的作为向外延侧的类型转换的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图。
[3]一种数据解释方法，使用用于自动执行对象的类型转换的平台，所述平台设置在计算机的控制部中，并且具有获取部和解释部，执行以下步骤：所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及所述解释部针对所述对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释的步骤。
[4]一种由计算机执行的程序，在该计算机的控制部中设置有平台，所述平台具有获取部和解释部，并且自动执行对象的类型转换，在所述平台中使控制部进行动作以进行以下步骤：所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及所述解释部针对所述对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释的步骤。
[5]一种数据整合装置，具备用于自动执行对象的类型转换的平台，该平台设置在控制部中，并且具有获取部和解释部，使控制部进行动作以使所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象，并且所述解释部针对所述对象创建初始图，通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，并且构建将一个以上的所述对象整合而成的整合数据。
[6]一种数据整合方法，使用用于自动执行对象的类型转换的平台，所述平台设置在计算机的控制部中，并且具有获取部和解释部，执行以下步骤：所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及所述解释部针对对象创建初始图，通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，并且构建将一个以上的所述对象整合而成的整合数据的步骤。
[7]一种由计算机执行的程序，在该计算机的控制部中设置有平台，所述平台具有获取部和解释部，并且自动执行对象的类型转换，在所述平台中使计算机的控制部进行动作以进行以下步骤：所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及所述解释部针对对象创建初始图，通过一边适当地执行与图的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，并且构建将一个以上的所述对象整合而成的整合数据的步骤。
[8]一种数字城市构建平台，该数字城市构建平台是对数据的表现形式进行自动转换的平台，具有预定的元素程序并且具有任意的表现形式的输入和输出的多个程序通过表现形式的自动转换经由数据被松耦合，整合数据的表现目标是城市或结构物。
<发明的效果>
本发明能够实现一种作为解释器的数据处理平台，其能够通过基于数据的含义对数据的表现形式进行自动转换，从而扩大程序的应用范围，并提高程序的可再利用性。数据处理平台能够同时使用以标准和定义的形式表现的数据、以及针对各个目的优化的独特形式的数据两者，并且对用于充分利用数据的程序进行积累以持续地提高技术。
另外，通过使用数据处理平台，从而能够实现一种数据解释装置、方法及程序，其用于由从新数据到旧资料的广泛的数据中提取信息。
此外，通过使用数据处理平台，从而能够实现一种数据整合装置、方法及程序，其将分散于多个数据的碎片信息整合以创建数据的表现对象的模型。
附图说明
图1是示出根据实施方式1的数据解释装置的物理构成的图。
图2A是示意性地示出将“源1”、“源2”、“源3”的表现形式的数据转换为“目标1”、“目标2”、“目标3”的表现形式的数据的图。
图2B是示意性地示出设定“媒介数据”作为将“源1”、“源2”、“源3”转换到“目标1”、“目标2”、“目标3”的媒介的图。
图3A是示出基于自动数据转换的媒介数据的另一个情况的图。
图3B是示出本发明的解释器中的数据自动转换的示例的图。
图4是由CAD数据构成的示出桥墩结构的桥墩结构通用图的示例。
图5是示出桥墩结构通用图中的“标题栏”的图。
图6是示出在“桥墩结构通用图”中由线构成的对象(类名“LineBuf2D”)的图。
图7是示出从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)中排除并非子类“CellSet”的对象，并将6个对象解释为“CellSet”的图。
图8A是示出将从CAD数据中提取的字符串等输入到类“CellSet”的对象，并将其解释为“Table”的类的图。
图8B是示出对在类“Table”的对象中是否存在“标题栏”的项目进行分析和分类，并且如果存在则将其解释为类“标题栏”的对象”的图。
图9是示出从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)中排除并非子类“View”的对象，并将8个对象解释为“View”的图。
图10是示出将图9所示的8个类名View的对象之中的不属于主结构物(D-STR)层的对象排除而剩余的7个单元的图。
图11是示出将从CAD数据中提取的作为标题的字符串输入到类“View”的对象，并将具有“桥墩正视图”特有的项目的对象解释为类名为“桥墩正视图”的对象的图。
图12A是示出从正视图、俯视图及侧视图自动创建结构物的投影面的样子的图。
图12B是示出从结构物的投影面自动创建三维模型的样子的图。
图13是示出对包含在2D-CAD图中的“桥墩正视图”阶段性地进行识别的图。
图14是示出对包含在2D-CAD图中的“下部结构坐标”阶段性地进行识别的图。
图15是示出在根据本公开的数据解释装置和数据解释方法中将用于2D-CAD图识别的阶段层级化的图。
图16是示出在本公开中作为2D-CAD图的识别手法的主要设定(1)“信息的输入”和(2)“分析和解释”两种的图。
图17是示出数字桥梁自动构建手法的流程的图。
图18是示出用于图解释的初始树结构的图。
图19是示出图解释中的树结构的生长示例的图。
图20是示出基于二维CAD图的数字桥墩的自动构建的图。
图21是示出标题栏的识别过程的图。
图22是示出根据实施方式2的数据整合装置的物理构成的图。
图23A是示出个别地开发的情况下的数据处理的实施方法的图。
图23B是示出使用标准形式的情况下的数据处理的实施方法的图。
图23C是示出使用自动转换的情况下的数据处理的实施方法的图。
图24A是示出作为由表现形式和转换路径创建的网络的拓扑结构的一个示例的、以标准的表现形式为中心的星形的网络的图。
图24B是示出作为由表现形式和转换路径创建的网络的拓扑结构的一个示例的、基于表现形式的自动转换的自由的网络的图。
图25A是示出通过标准形式固定化的数字城市的形态的图。
图25B是示出具备可持续开发性的数字城市构建系统的形态的图。
图26是示出在L1的一元函数φ的情况下的表现形式的自动转换的示例的图。
图27是用于对2D-CAD图“006_P2桥墩结构通用图.dxf”进行解释的脚本的示例。
具体实施方式
以下，适当地参照附图对实施方式详细地进行说明。但是，有时会省略不必要的更详细的说明。例如，有时会省略已熟知的事项的详细说明和对于大致相同的构成的重复说明。其目的在于避免以下无需且冗余的说明，以便于本领域技术人员的理解。
需要说明的是，发明人为了使本领域技术人员对本公开充分地理解而提供附图和以下说明，并且并非意图通过其对权利要求书中记载的主题进行限定。
1.数据处理平台的研究
首先，关于数据处理平台(Data Processing Platform：DPP)，通过“1.1.研究的目的和内容”、“1.2.对数据的表现形式进行自动转换的意义和重要性”、“1.3.数据之间的逻辑等价性的定义”、“1.4.DPP的要件和实施”、以及“1.5.开发的理论和针对实施的结论”几节(将该些节称为“根据本研究和设计的公开”)进行说明。该数据处理平台涉及本发明人的研究，并且起到用于构建数字城市的解释器的功能。
1.1.研究的目的和内容
1.1.1.数字城市的必要性
使用超级计算机对地震和海啸对城市造成的破坏进行量化的尝试正在向对交通和经济产生的影响的评估等跨学科的研究进行进展。并且，期待将作为其成果的程序组与高性能计算机一起使用，并将有助于综合的防灾。然而，即使存在计算机和程序，如果不存在作为用于对灾害进行模拟的场所的数字城市，也无法应用于实际的城市。
1.1.2.数字城市的要件
数字城市应该是什么样子？至少必须能够对破坏的量化所需的信息自如地进行提取。另外，在正在发生“数据爆炸”和“计算机性能的指数级提升”的期间，应当并不是很快过时的固定的，而应当是灵活地与新数据或新程序相应地，能够持续不断发展的。
1.1.3.数字城市构建的难点：异质性
数字城市构建的挑战是从多种多样的数据中自如地提取信息和使数字城市能够持续地发展的平衡，但其实际上并不容易。其原因在于，传统上，虽然为了自如地提取信息而采取对数据的表现形式进行标准化以进行统一的措施，但是其表现形式是固定的。另外，事实上，数据根据创建时的目的以最佳的表现形式记录，现有的数据的表现形式并未被统一。
1.1.4.数字城市构建、传统手法和预测的困难
尽管如此，能够为了当前的目的而进行所需的标准化，并构建数字城市。然而，该方法每当目的改变时都需要从初始阶段开始对数字城市及用于其构建的程序进行开发因而效率低下，并且在变成数字城市的复杂性经不起再开发的阶段的时间点，预想数字城市构建技术的发展将达到极限。
1.1.5.目的
本来，与标准化的机器零件的形状等不同，数据的表现形式只要该数据的含义和内容等价就能够灵活地改变，即使是假设以特定的表现形式作为输入的程序，如果具有自动地改变表现形式的机制则也能够适用于以不同的形式所表现的数据。例如，对于对以正交坐标系所表现的二维平面上的两点间的距离进行计算的程序，在给出以极坐标系等其他坐标系所表现的点的情况下，通过进行坐标系的自动转换，从而能够对一个程序针对多个表现形式进行共同利用。如果该机制能够通用地实现，则能够很容易地创建不依赖于表现形式的信息提取程序，并且还能够容易地实现数据和程序的替换。
在根据本研究和设计的公开中，提出构建具有用于对表现形式进行自动转换的机制的解释器(将其称为数据处理平台(DPP))，并积累用于构建数字城市的元素程序作为库。“平台”是指起到用于集成并协调元素程序的基础的功能。即使关于在本说明书中公开的“数据处理平台(DPP)”，平台一词也是指DPP起到集成并协调元素程序的基础的功能。
在DPP以及由其库组成的系统中，能够通过简单地添加或替换程序来采集新数据和新程序，并且系统的提高与数字城市的提高相对应。另外，在根据本研究和设计的公开中，其目的在于，为了实现该系统，对表现形式不同的数据之间的逻辑上的等价性进行定义，并提出基于该定义的表现形式的自动转换方法。
1.1.6.内容
将根据本研究和设计的公开内容总结如下。在“1.2.”中对在数字城市的构建中对数据的表现形式进行自动转换的意义和重要性进行强调，在“1.3.”中对用于该转换的理论、特别是数据之间的逻辑上的等价性进行说明。然后，在“1.4.”中对与该理论相对应的实施进行说明。在“1.5.”中，对开发的理论和实施的结论进行论述。
1.2.对数据的表现形式进行自动转换的意义和重要性
1.2.1.本节的目的
在本节“1.2.”中，对作为数字城市的材料的数据的表现形式的多样性及该多样性所带来的使用时的挑战进行说明。另外，对通过基于数据的含义对数据的表现形式进行自动转换，从而将通常受数据的表现形式限制的程序的应用范围扩大，并将程序的可再利用性提高进行说明。并且，对通过该可再利用性的提高，从而能够将用于对数字城市进行自动构建的系统实现为能够灵活地添加或更改元素程序的松耦合的系统进行说明。
1.2.2.数据的表现形式的多样性和利用的挑战
1.2.2.1.针对各领域中的表现形式的研究
作为数字城市的材料的数据通常是为了某一特定的目的个别地创建的数据，并且根据各个目的和使用方法对其表现形式进行了研究。
例如，一般情况下，数据的共享是按照由标准化机构定义的形式进行的，往往是人能够读取的文本形式的数据，但是在高性能计算中通常采用二进制形式，并且往往以能够对整体高速地进行读写的方式将相同种类的数据排列成一列。另外，在长时间保存的数据的检索时同样访问一部分数据，并且可以根据检索对象的含义和内容的连贯性对数据结构进行选择。即使是具有同等的含义和内容的数据，计算的主体和数据的管理主体也根据各种的处理目的来确定和使用各种表现形式。
1.2.2.2.数字城市构建中的难点1：程序开发中的组合爆发(图23A)
数字城市的构建和利用可以看作是以多个数据作为输入并以目标数据作为输出的处理的体系上的应用，并且根据输入数据和输出数据对各个处理赋予特征。一般来说，即使针对具有同等的含义和内容的处理，如果数据的表现形式不同则也需要安装不同的程序，并且表现形式的多样性有可能会使开发效率显著降低。例如，即使对于输出两个物体之间的距离的简单处理，也需要如图23A所示按照输入数据的表现形式的每种组合进行安装，并且容易发生组合爆发。
图23A～图23C是示出三种数据处理的实施方法的图。箭头表示数据的表现形式的转换。图23A是个别地开发的情况，图23B是使用标准形式的情况，图23C是使用自动转换的情况。需要说明的是，在图23A～图23C中，F(Xi，Yj)表示用于输入表现形式Xi的数据xi和表现形式Yj的数据yj以进行预定的数据处理的函数。另外，如果i≠i'，则Xi与Xi'的表现形式不同，同样地，如果j≠j'，则Yj与Yj'的表现形式不同。
1.2.2.3.数字城市构建中的难点2：标准格式的问题
如果如图23B所示，将使用的数据的表现形式统一，并且仅针对标准的表现形式进行处理程序，则能够避免重复类似的实施。然而，由于该方法阻碍了对适合于目的的表现形式进行设计和使用，因此特别在高性能计算领域中无法实现。其原因在于，在高性能计算的领域中开发的程序在多数情况下将以计算性能的提高为目的由开发者独自设计的表现形式的数据作为输入。不言而喻，由标准化机构定义标准的表现形式很有用，但是为了将应用了在高性能计算领域中开发的高性能的程序的数值模拟应用到数字城市中，需要一种能够处理多种多样的表现形式的数据的、关于数据与程序的链接的新的方法。
1.2.3.通过自动数据转换实现的处理程序的再利用
1.2.3.1.通过自动转换实现的处理程序的再利用(包括路径搜索)
如图23C所示，通过基于数据的含义对数据的表现形式进行自动转换，从而能够扩大程序的应用范围，并提高程序的再利用性。通常，程序的应用范围取决于数据的表现形式，但是如果在表现形式之间预先定义用于保持数据的含义和内容的转换路径，并安装用于自动实施遵循该转换路径的路径搜索的功能，则程序的应用范围扩大到取决于含义和内容的形态。另外，认为通过适当地定义路径搜索的方法，从而能够从多个处理程序的安装中选择并执行最优的方法。
1.2.3.2.媒介数据和标准的相对化
如图24所示，可以考虑以表现形式作为节点并以转换路径作为链接的网络。在此，图24是由表现形式和转换路径创建的网络的拓扑结构。图24A是以标准的表现形式为中心的星形的网络，图24B是基于表现形式的自动转换的自由的网络。
基于标准的表现形式的方法如图24A所示将该网络的拓扑结构限制为以标准的表现形式为中心的星形，标准的表现形式起到对数据与程序进行中介的中间数据形式的作用。另一方面，在基于表现形式的自动转换的方法中，网络的拓扑配置是自由的，并且数据与程序耦合的位置也是自由的(参见图24B)。另外，由于未直接与程序耦合的数据也通过自动转换而间接地自动耦合，因此容易实现数据与程序的替换。并且，该网络能够通过添加新的表现形式和处理程序来生长。作为网络的生长的结果，还有可能构成星形的拓扑结构，但是位于中心的表现形式与以自上而下的形式定义的标准的表现不同，而是以自下而上的形式自然地定义的事实标准上的表现形式。
1.2.3.3.数据的使用者负担的减轻
近年来，许多作为数字城市的材料有用的开放数据已通过交流中心(clearinghouse)被公开和共享。然而，开放数据的表现形式多种多样，应用程序的开发者在组合多个数据时，往往需要理解每一个数据的表现形式，并从对用于从数据中提取信息的程序进行开发开始进行。如果存在用于实现基于表现形式的自动转换的方法的系统，并且能够共享信息提取程序，则开放数据与已经开发的处理程序将自动耦合，并且易于应用程序的开发。另外，由于在该系统中能够在未意识到数据的非本质的细节，即针对特定的表现形式所固有的安装的情况下对数据进行处理，因此数据的使用者的学习负担也得到减轻。
1.2.3.4.通过处理程序的包装来提高可再利用性
表现形式的自动转换隐藏了数据的实现的细节，另一方面，作为用于提高程序的可再利用性的另一种机制的应用程序接口(API)隐藏了程序实现的细节。通过Web API提供城市信息，在共享上述的信息提取程序的同时，有望降低应用程序的开发成本。因此，已经提供城市的各种信息作为Web API，预想其数量今后还会增加，但该情况与独特形式的有用数据的增加类似。由于配备有API的应用程序的功能也以输入和输出的数据的表现形式被赋予特征，因此能够应用表现形式的自动转换。在此情况下，输入数据表示针对API的指示。
1.2.4.数字城市构建系统
1.2.4.1.数字城市的定义
作为城市的构成元素的结构物的使用寿命较长，另一方面，研究开发的进展较快。因此，设想预先积累在设计、施工、维护管理各个阶段产生的数据，并应用之后开发的技术以用于多种目的。实际上，针对现有的结构物保存有大量的数据，并且该数据的有效利用被促进。例如，使用数值模拟对地震和海啸的损害估计就是其一个示例。为了进行数值模拟，需要在计算机上表现具有相应的细节程度的城市模型，该模型通过从多个数据中提取城市的信息作为碎片，并将其与用于表现针对现实的城市的构成元素的知识的数据库整合来构建。在根据本研究和设计的公开中，将作为该整合的知识的城市模型定义为数字城市。数字城市被用作用于创建数值模拟的输入数据等目标数据的信息源。
1.2.4.2.基于标准形式的数字城市
作为数字城市的构建和利用的简单形式，如图25A所示，定义能够表现城市的所有构成元素的标准形式，由作为材料的数据创建以该形式所表现的数据，并且通过将安装的程序应用于标准形式的数据来创建目标数据。然而，如上所述，基于该形态的数据与程序的链接方法无法应对实际的各种表现形式。另外，由于所有程序都依赖于标准形式，因此变更标准形式需要付出很多劳力。以手动来转换现有的旧标准形式的数据以与新标准形式相匹配的作业量是巨大的。因此，城市的数值上的表现被固定化，阻碍了技术的发展。
1.2.4.3.数字城市构建系统
在根据本研究和设计的公开中，作为数字城市的构建和利用的形态提出了以下形态，如图25B所示，以作为具有用于对表现形式进行自动转换的机制的独自创作的解释器的DPP作为基础，开发积累有用于构建数字城市的元素程序的数字城市构建系统，并且将数字城市的材料数据和目标数据分别作为其输入和输出。在该系统中，在程序之间经由数据耦合，数据与程序之间的耦合取决于意义和内容，而非数据的表现形式。这意味着：如果含义和内容相同，则无论表现形式不同与否，都可以灵活对耦合进行变更。对于数字城市构建技术的发展来说极其重要的是：通过利用能过够对元素程序灵活地进行添加和改变的松耦合的系统，从而尽早地采用用于避免重复开发以防止技术达到极限的设计。
1.3.数据之间的逻辑等价性的定义
以不同形式表现的两个数据等价是指能够相互地进行将某一数据由以不同形式表现的另一个数据代用的正确的替换。关于用于将两个数据能够正确替换的条件，如果没有明确定义，则可以从替换后的数据中提取与本来不同的含义和内容。在本节“1.3.”中，使用谓词逻辑来定义具有不同的表现形式的数据之间的逻辑等价性，以便始终能够进行逻辑正确的替换。
1.3.1.数据表现之间的外延/内涵关系
为了对作为用于对数据的表现(表达)形式进行自动转换的基础的数据表现之间的逻辑等价性进行定义，考虑将整个数据表现的集合作为话语域D1的谓词逻辑L1。在此，数据的各个表现形式与L1的一元谓词相对应，并且该一元谓词的值为真的D1的子集是由该形式所能表示的整个数据表现。两个数据表现在逻辑上等价被定义为用于表示作为D1的元素的数据表现之间的外延/内涵关系的L1的二元谓词在双向上成立。需要说明的是，可以用术语“下位概念”(hyponymy)来代替术语“外延”(extension)，用术语“上位概念”(hypernymy)来代替术语“内涵”(intension)，用术语“上级概念/下位概念的关系”来代替术语“外延/内涵关系”。
二元谓词被定义为满足以下的自反律和传递律。其中，→是逻辑符号。
之后，将成立设为x在内涵中具有y，或者y在外延中具有x。另外，将二元谓词定义如下，
当成立时，定位为x和y等价。
并且，当L1的n元函数φ和n元谓词ψ满足以下2个条件时，将其称为正则。
例如，如果将x和y分别设为木屋和家的数据表现，并将Roof(a)设为使a的屋顶的数据表现与a相对应的正则的一元函数，则根据第一个公式， 成立。这意味着“如果木屋是家，则木屋的屋顶是家的屋顶。”。另外，如果将HasRoof(a)设为表示属性“a有屋顶”的正则的一元谓词，则根据第二个公式，成立。这意味着“如果木屋是家，则若家有屋顶则木屋也有屋顶。”。
恒等函数是正则函数，并且总是返回真的谓词和总是返回假的谓词是正则谓词。另一方面，一般来说，仅仅通过对数据表现之间的外延/内涵关系强加反射律和传递律的成立，并不能确定哪个函数/谓词是正则函数/正则谓词，也不能确定两个数据表现之间是否存在外延/内涵关系。在根据本研究和设计的公开中，最初只定义了基本的正则函数/正则谓词，然后对依次定义正则函数/正则谓词的状况进行考虑，如果关于已经定义的任意的正则函数和正则谓词满足公式1和公式2，则定义为两个数据表现具有外延/内涵关系。这意味着对象的含义是由正则函数/正则谓词的定义给出的。根据本研究的公开的目的是舍弃表现形式之间的非本质差异，并通过将其值能够与表现形式无关地被确定的函数或谓词定义为正则函数和正则谓词，从而对数据表现之间的外延/内涵关系进行确定。
例如，对用于在正交坐标系中表现二维平面上的点的表现形式Cartesian2D、以及用于在极坐标系中表示二维平面上的点的Polar2D进行考虑。Cartesian2D的数据表现是一组x坐标和y坐标(x,y)，Polar2D的数据表现是一组半径r和偏角θ(r,θ)。关于二维平面上的点的位置，无论数据表现如何，均能够针对给定的正交坐标系对x坐标和y坐标进行测量。例如，当正交坐标系和极坐标系被赋予x＝r cosθ,y＝r sinθ的关系时，对于Polar2D的数据表现(r,θ)，能够从该关系式测量出x坐标和y坐标。在此，如果将x坐标和y坐标的测量定义为使实数的表现形式Real的数据表现与二维平面上的点相对应的正则函数，则在Polar2D的数据表现是Cartesian2D的数据表现的外延的情况下，根据公式1，针对两个数据表现的x坐标和y坐标的测量结果是等效的，即两个数据表现表示同一点。
再举一个示例，对用于针对二维平面上的附带颜色的点表现为一组x坐标、y坐标和RGB值(x,y,r,g,b)的表现形式Cartesian2D_RGB进行考虑。在对于Cartesian2D_RGB的数据表现也能够进行x坐标和y坐标的测量，并且Cartesian2D_RGB的数据表现是Cartesian2D的数据表现的外延的情况向下，与前面的示例同样地，针对两个数据表现的x坐标和y坐标的测量结果是等价的，两个数据表现表示同一点。
1.3.2.表现形式之间的外延/内涵关系
在前面的小节“1.3.1.”中，定义了数据表现之间的外延/内涵关系。在本小节中，导入将L1的一元谓词整体的集合设为话语域D2的谓词逻辑L2，并将外延/内涵关系重新考虑为L1的一元谓词之间的关系。这意味着将数据之间的外延/内涵关系考虑为以一元谓词名为标签并以各数据表现为指示对象的符号之间的关系，并且能够对数据的性质和数据的表现方法分离地处理。具体来说，当将某些信息记录为数据时，首先预先在L2中讨论该数据的性质，然后能够以使其具有在L2中表达的性质的方式确定该数据的具体的表现方法。
将L1的一元谓词A和B在L2中具有外延/内涵关系定义为A和B在L1中满足以下的关系式。
根据该公式，可以直接认为在L2中也与在L1中同样地，自反律和传递律关于外延/内涵关系也成立。另外，如果考虑分别满足条件和/> 的L1的两个特殊的一元谓词T和F，则T在外延中具有所有一元谓词，F在内涵中具有所有一元谓词。
对于L1的各个数据表现，可以考虑仅针对该数据表现将值设为真的L1的一元谓词，并且该一元谓词是D2的元素。在根据本研究和设计的公开中，为了对标记进行简化，当将L1的数据表现记为a时，将与该数据表现a相对应的D2的元素也同样地记为a。其中，数据表现是用小写标记，以区别于用大写标记的数据的表现形式。根据公式3，当某个数据表现a和b在L1中具有的关系时，/>的关系在L2中也成立。另外，在某个表现形式A与其数据表现a之间，根据公式3，/>在L2中成立。
根据公式3的定义，L1的正则函数/正则谓词可以如下扩展到L2的正则函数/正则谓词。首先，L2中的n元正则函数φ的值是L1的一元谓词，将与该一元谓词对应的D1的子集定义为L2中的函数φ的各个自变量，即，将L1的一元谓词定义为针对分别为真的所有的L1的元素组计算出的L1中的函数φ的所有值的集合。；另外，将L2中的n元正则谓词ψ的值为真定义为针对将该谓词的各个自变量即L1的一元谓词分别设为真的任意的L1的元素组使L1的相应的谓词ψ的值为真。此时，对于扩展的L1的正则函数/正则谓词，与L1中的公式1和公式2相对应的公式4和公式5在L2中也成立。
某种表现形式与其数据表现之间的关系与面向对象程序设计中的类与实例之间的关系相对应，外延/内涵关系与继承关系相对应。从该角度来看，将公式5特殊化为关于一元谓词的公式与面向对象程序设计中的里氏(Liskov)替换原则相对应。其中，在根据本研究和设计的公开中，“类”和“数据类型”(也简称为“类型”)是同义词。
如果对将真值作为数据来表现的表现形式进行定义，则能够将谓词定义为函数是很重要的。这表明无需使用正则谓词而仅通过正则函数就能够表现数据。另外，也可以通过真值的定义方式来表现多值逻辑。由此，下文中着眼于正则函数进行讨论。
当在L2中时，在L1中满足
的从A到B的映射B<A>存在至少一个，也将该映射B<A>称为自动转换映射。当安装有自动转换映射时，能够对数据的表现形式进行自动转换。自动转换映射和D2的元素被认为相当于范畴论中的态射和对象，而一元正则函数被认为相当于协变函子。
1.4.DPP的要件和实施
在本节“1.4.”中，对DPP的要件和实施进行说明，并且针对基于在上一节“1.3.数据之间的逻辑等价性的定义”中定义的数据之间的外延/内涵关系，DPP根据需要对数据的表现形式进行自动转换(即对类型转换进行自动执行)，并将其应用到预先注册的处理程序中的方法进行说明。
1.4.1.数据处理平台与一般的面向对象程序设计之间的特性差异
数据处理平台与一般的面向对象程序设计之间的特性差异如下所示。
[表1]
如表1所示，根据本公开的DPP基于与一般的面向对象程序设计不同的思想。在一般的面向对象程序设计中，在继承关系的定义中，以数据结构的共享作为条件。相比之下，在DPP中，在继承关系的定义中，并不以数据结构的共享作为要件。相反，以具有外延/内涵关系作为类之间的继承关系成立的条件。
在DPP中，用户可以定义类之间的继承关系，而不受数据结构的共享的限制。自动的(隐式的)类型转换的次数没有限制，自动搜索类型转换的最佳路径，并沿着搜索到的路径自动执行所需次数的转换。在DPP类型转换中，除了逻辑上等价的类型转换(称为同值转型(same-value cast))以外，还自动执行向外延侧的类型转换(称为向下转型(downcast))和向内涵侧的类型转换(称为向上转型(upcast))两者。但是，针对每个对象预先定义能够向转换目标的类型进行转换的条件，并且仅在满足该定义的情况下才执行向下转型。
本发明人通过C++对用作解释器的DPP进行了描述。当然，本领域技术人员可以根据本说明书的记载来创建同样的解释器，并且由该解释器所实现的本公开的数据处理平台、以及具有该数据处理平台的装置、方法、程序也包括在本发明的范围内。
用于描述DPP的语言不限于C++，也可以用任何其他语言来描述，只要其满足与本说明书中记载的要件同等的要件并且能够进行同等的实现即可。
1.4.2.要件和实施
根据本研究和设计的公开中的数字城市构建系统以具有用于对表现形式进行自动转换的机制的本发明公开的解释器(DPP)作为基础，被构成为积累有用于构建数字城市的元素程序组，并且由材料数据来构建数字城市，并创建目标数据。在实施本DPP时，考虑以以下3点作为要件。
(要件1)具备用于向数字城市构建系统指示处理的接口。
(要件2)起到现有的处理程序的包装器的功能。
(要件3)能够将处理程序作为能够个别开发的库进行积累。
如上节“1.3.”中所述，某种表现形式与其数据表现之间的关系对应于面向对象程序设计中的类与实例之间的关系，外延/内涵关系对应于继承关系。根据该对应关系，数字城市构建系统的使用者使用一种面向对象的语言来指示DPP进行处理。关于实现的细节后面将详细说明，但是与通常不同，被DPP理解的语言无需在具有继承关系的类之间共享数据结构，能够自由地设计各个类的数据结构，并且在应用函数时根据需要执行遵循继承关系的路径搜索和类型的自动转换。
在将已经开发的程序合并到DPP中时，用新语言重新实现旧程序的功能是低效的。在DPP中，以将C++语言类和函数包装成DPP的类和函数来进行处理的方式进行实施。由此，DPP能够将已经开发的数据和程序与根据本研究和设计的公开的方法以松耦合的方式进行链接。
在DPP中，以对类的定义和与该类相关的处理程序个别地进行编译以整合为动态库的方式进行实施。根据需要来加载库，并且根据在库中定义的继承关系来执行转换路径的搜索和自动转换。DPP的使用者通过将独自的表现形式和处理程序库化并进行加载，从而能够自由地对系统进行扩展。
1.4.3.自动转换的实施和处理程序的应用方法
可以按照在表现形式之间定义的自动转换映射作为转换路径来对表现形式进行转换。需要注意的是，虽然可以进行各种路径的转换，但一般来说，在某个数据通过不同的路径转换的情况下，不限于等价的数据表现。为了使数据转换的结果与路径无关地等价，转换目标的表现形式在L1中可以满足以下条件。
将满足该条件的表现形式定义为粒状。在进行转换为非粒状的表现形式的情况下，由于自动转换映射的定义，有可能会出现不必要的信息损失。虽然数字城市的材料数据的许多的现有的表现形式为粒状的，但是认为也存在其他的情况。因此，在进行考虑到针对DPP中的表现形式的自动转换功能的非粒状的表现形式的实施的同时，原则上将DPP的类实施为粒状是合适的。
DPP类实现了在上节“1.3.”中定义的谓词逻辑L2的对象，即L1的一元谓词，除了是数据的表现形式的情况外，还有时表示不具有内部数据的单纯的属性。在此，“属性”是指在L1的一元谓词中并非数据的表现形式者。从表现形式到属性的自动转换映射为恒等映射。由于属性以跨多种表现形式来定义，因此其通常并非粒状。如果仅处理属性，并适当地实现用于表现作为属性的概念的性质的正则函数，则考虑DPP也可以对本体描述语言进行定义。
即使在两个表现形式之间外延/内涵关系成立，除非准备用于连接该两个表现形式的转换路径，否则无法进行表现形式的自动转换。为了防止使用者对是否能够进行自动转换产生误解，DPP仅在实施自动转换映射的情况下，才识别为外延/内涵关系成立。虽然乍一看其与外延/内涵关系由正则函数和正则谓词的定义决定的理论背道而驰，但是不会造成任何不便。实际上，如果程序开发者明确区分了理论上的定义与实施上的定义，并且仅在外延/内涵关系在理论上成立的情况下才在实施上对外延/内涵关系进行识别，则能够防止误认为外延/内涵关系不是理论上的而是实施上的。
在以表现形式作为节点、以自动转换映射作为链路的网络中，实现表现形式的自动转换，从而能够搜索并执行成本最小的路径。例如，在表现形式的自动转换中，可以基于狄克斯特拉(Dijkstra)法搜索并执行成本最小的路径，在自动转换映射为恒等映射的情况下将成本设为0，并在其他情况下将成本设为1，但不限于此。另外，为了提高路径搜索的效率，基于外延/内涵关系，预先排除未到达目标的节点和链路。
图26示出了在L1的一元函数φ的情况下的基于公式4的表现形式的自动转换的示例。关于φ，可以针对每个输入的表现形式实施处理程序，但是当实施以B为定义域的正则函数φ<B>时，如果在DPP中为则定义自动转换映射B<A>，并且能够针对A的任意数据表现a计算φ<B>(B<A>(a))。可以看出，通过表现形式的自动转换，将φ<B>的定义域扩大为包含A。另一方面，如果实施函数φ<A>，则根据公式4，为/>可以实现两种φ(a)的计算方法，但是由于应用函数然后根据需要删除信息者比通过自动转换删除信息然后应用函数者更合适，因此在定义了φ<A>的情况下，DPP采用后者的计算方法。其对于一般的n元函数也相同，该实施的函数的选择方法与一般的面向对象程序设计中的多态性(polymorphism)相同。
1.5.针对开发的理论和实施的结论
通过明确地定义用于由不同的形式所表现的两个数据等价的条件，并且基于该定义进行实施，使得数据的表现形式成功进行自动转换而不会造成逻辑上的错误。认为通过以DPP为基础积累用于构建数字城市的元素程序，从而能够有效且持续地使数字城市构建技术发展。
有时可以在特定的条件下将对旧表现形式进行扩展而成的新表现形式的数据转换为旧表现形式，并且可以对旧程序进行充分利用。从提高程序的可再利用性的角度来看，需要一种灵活的数据转换技术，其根据各个数据内容确定自动转换的可能性。因此，DPP通过检查以某种形式表现的数据是否满足特定条件，并在满足的条件下执行自动转换，从而进一步扩大函数的应用范围。
2.实施方式中的目的
以下，根据发明的实施方式的本公开的目的在于，为了持续提高用于对数据进行充分利用的技术，提供一种松耦合的方法，其能够同时使用以标准和定义的形式表现的数据、以及针对各个目的优化的独特形式的数据两者。即，本公开的目的在于提供一种方法，其通过基于表现形式的自动数据转换的数据的抽象化来实现松耦合，并灵活地使不同种类的数据或不同种类的程序组链接，来代替以统一的形式对数据进行表现的标准化。
另外，本公开的目的在于，提供一种使用该松耦合的方法的数据解释方法，其用于由从新数据到旧数据的广泛的数据中提取信息。
此外，本公开的目的在于，提供一种使用该松耦合的方法的数据整合方法，其将分散于多个数据的碎片信息整合以创建数据的表现对象的模型。
3.用于数据处理的平台和对象
为了实现上述目的，本发明人设计出了在“1.数据处理平台的研究”中说明的用于数据处理的平台、以及基于该平台定义和构建的对象。在本公开中，将根据发明人的发明的该平台(起到解释器的功能)称为数据处理平台(DPP)。另外，将基于DPP定义和构建的对象简称为对象。以下对由本发明人设计的DPP和对象的特性进行整理和说明。
为了将某种形式的数据转换为作为目标的另一种形式的数据，通常需要独特的转换程序。例如，如图2A所示，设想将“源1”、“源2”、“源3”…“源M”的表现形式的数据(即M种的表现形式的数据)转换为“目标1”、“目标2”、“目标3”…“目标N”的表现形式的数据。在此情况下，需要M×N种(在图2A中，具体为3×3＝9种)转换程序。
在此，如图2B所示，引入了“媒介数据”的设定。换言之，设定“媒介数据”作为从“源1”、“源2”、“源3”…“源M”到“目标1”、“目标2”、“目标3”…“目标N”的转换的媒介。在此情况下，转换程序为M+N种(在图2B中3+3＝6种)即可。即，从“M×N种”减少到“M+N种”。
然而，在图2B所示的“媒介数据”中，所有组件(转换程序、数据)都依赖于图2B所示的“媒介数据”，并且如果作为标准化数据的“媒介数据”发生改变，则需要根据对M+N种转换程序进行重新开发。
因此，本公开的发明人如上所述设计出用于进行自动数据转换的DPP。
与一般的面向对象程序设计中的对象不同，在DPP中，引入并定义了以最佳的转换路径对类型转换进行自动执行的对象。对象中的类的继承关系定义为以下(条件1)～(条件3)。
(条件1)继承关系满足自反律和传递律。
(条件2)当外延/内涵关系成立时允许类之间的继承关系。
例如，设想第一对象属于具有(x,y)坐标的第一类，第二对象属于具有(r,θ)坐标(极坐标)的第二类，并且第一类是第一超类的子类的情况。在该些类由C++规定的情况下，根据如果坐标表现不同则无法具有继承关系的原则，在第一超类与第二类之间不存在继承关系。相比之下，在该些类是由用于定义对象的DPP规定的情况下，由于如果外延/内涵关系成立则产生继承关系，因此在第一超类与第二类之间的会存在继承关系。
(条件3)基于具有不同的内部结构的类之间的继承关系的多态性是通过按照类之间定义的转换处理执行自动路径搜索和自动数据转换来实现的。
需要说明的是，上述的“外延/内涵关系”相当于面向对象程序设计中的“is-a关系”。另外，在此，关于外延/内涵关系成立，在上述的“数据之间的逻辑等价性的定义”中进行了说明。
在DPP中，所有数据都被作为对象进行处理。
图3A是示出基于自动数据转换的媒介数据的另一个情况的图。图3A中的数据，即“源1”、“源2”、“源3”、“媒介数据1”、“媒介数据2”、“媒介数据3”、“目标1”、“目标2”、“目标3”都被进行对象化。各自的名称为类名(类型名)。
在图3A中，首先将“媒介数据1”设定为从“源1”、“源2”到“目标1”、“目标2”的转换的媒介，并且将“媒介数据3”设定为从“源3”到“目标3”的转换的媒介。另外，在“媒介数据1”与“媒介数据3”之间设定类“媒介数据2”。在此情况下，例如，可以经由“媒介数据1”、“媒介数据2”、“媒介数据3”来新实现从“源1”、“源2”到“目标3”的转换。同样地，可以经由“媒介数据3”、“媒介数据2”、“媒介数据1”来新实现从“源3”到“目标1”、“目标2”的转换。
在此，“媒介数据1”和“媒介数据2”之间的关系是等价关系，“媒介数据3”是“媒介数据2”的扩展。为了在能够使用旧组件的情况下对媒介数据进行变更或扩展，在“媒介数据1”与“媒介数据2”之间可以考虑两种转换，并且在“媒介数据2”与“媒介数据3”之间也可以考虑两种转换。这意味着M+N种再开发被精简为两种转换的开发。
需要说明的是，在本公开的DPP中，以作为类的数据之间的箭头(例如源1与目标1之间的从源1到目标1的箭头)表示继承关系的方式对各个类进行定义。在源1和目标1的情况下，如箭头所示，“源1”是子类，“目标1”是超类。
此外，在DPP中，还可以构建用于自动数据转换的解释器。图3B是示出解释器的动作示例的图。首先，将“媒介数据1”设定为从“源1”到“目标1”的转换的媒介，将“媒介数据2”设定为从“源2”、“源3”到“目标2”、“目标3”的转换的媒介，并且假设设为不存在从“源3”到“目标3”的转换的媒介的设定。此外，假设在“媒介数据1”与“媒介数据2”之间设定了相互的转换。在此情况下，解释器起到了对用户隐藏由“处理Generate”包围的部分G的复杂的处理的作用。
解释器在其内部根据需要生成媒介数据，然后进行自动数据转换。例如，考虑在图3B所示的情况下从“源3”到“目标1”的转换。此时，可以设想“源3”->“媒介数据2”->“媒介数据1”->“目标1”的路径。在解释器中，掌握各个类的转换关系(即继承关系)，并且在实际的“源3”到“目标1”的转换时根据其生成必要的媒介数据。
解释器被构成为：在实际的转换前，设想多个转换路径，并且针对各个转换路径计算转换的成本(例如，由箭头所示的转换(继承)被使用的次数)。例如，考虑在图3B所示的情况下从“源3”到“目标3”的转换。此时虽然也未必未设想路径“源3”->“媒介数据2”->“目标3”的路径、或“源3”->“媒介数据2”->“媒介数据1”->“媒介数据2”->“媒介数据1”->“目标3”的路径，但是很明显“源3”->“目标3”的路径最快且最有效。这样一来，解释器尝试自动确定尽可能有效且快速的转换路径。
3.1.DPP与一般的面向对象程序设计之间的特性差异
DPP与一般的面向对象程序设计之间的特性差异如上表所示。
在此，对“表现形式不同”进行说明。“文本形式”和“二进制形式”是表现形式不同的一个示例。
此外，诸如如果为图像数据，则可以为png、jpeg、bmp、tif，如果为视频数据，则可以为avi、mpeg、mov、wmv等，存在数不胜数的表现形式，如果其不同则表现形式不同。
另外，即使其为文本形式，有时也会由于换行代码的差异，存在以下等的差异。
·换行代码为LF的表现形式
·换行代买为CR+LF的表现形式
·换行代码为CR的表现形式
如果就C++语言的类来说，以下的类A、B由于数据的存储顺序不同，因此你表现形式不同。
class A{double x；double y；}；
class B{double y；double x；}；
编程语言也是向计算机表达指示的表现形式之一，表现形式因C++、C、Fortran、python等编程语言而不同。
即使决定将性别写成M、F，还是写成男性、女性，也会决定表现形式(即使其不同)。
3.2.将对象与节点相关联的树结构
在本公开中，通过构建将对象与节点相关联而成的树结构(图的一个示例)来进行数据解释和数据整合。树结构一般由作为树结构的构成元素的节点和两个节点之间的父子关系组成，并且各个节点最多仅具有一个节点作为父子关系的父节点。不具有父子关系的父节点的节点被特别地称为根节点，并且在树结构中仅存在一个。本公开中的树结构中，各个节点仅与一个对象相关联，另外，同一个对象可以与树结构的不同节点相关联。本公开中的树结构的父子关系是由数据处理平台的谓词逻辑L2定义的二元关系。在本公开中，如果与某个树结构的节点相关联的对象发生向下转型，则由于针对向下转型后的新数据类型由谓词逻辑L2中定义的父子关系，可以针对该节点新生成子节点。即，与树结构的各个节点相关联的对象的向下转型可以使树结构生长。
4.[实施方式1]
接着，对根据实施方式1的数据解释方法和数据解释装置进行说明。
4.1.数据解释器的构成
图1是示出根据实施方式的数据解释装置2的物理构成的图。数据解释装置2具有相当于硬件处理器的控制部4、相当于存储器的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)6、相当于存储器的ROM(Read Only Memory：只读存储器)8、通信部12、输入部14、以及输出部16。该些构成要素经由总线10以能够进行数据发送和接收的方式彼此链接。
控制部4进行关于存储在RAM6或ROM8中的程序的执行的控制和数据的运算和加工。控制部4是用于执行各种程序(例如用于数据解释的程序)的运算装置。控制部4从输入部14或通信部12接收各种输入数据，在输出部16中显示输入数据的运算结果，将其存储在RAM6或ROM8中，并将其通过通信部12传送到外部服务器。控制部4由CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)等构成。
RAM6是能够进行数据的重写的存储部，并且例如由半导体存储元件构成。RAM6用于对由控制部4执行的应用程序等程序和数据进行存储。
ROM8是只能进行数据的读出的存储部，例如由半导体存储元件构成。ROM8例如对固件等程序和数据进行存储。
通信部12是将数据解释装置2连接到外部网络20的通信接口。
输入部14接收由用户输入的数据，例如由键盘、鼠标、触摸面板或扫描仪构成。例如，在读取2D-CAD图等非结构化数据作为输入数据的情况下，可以使用扫描仪取得图像数据(栅格数据)。
输出部16以视觉方式显示由控制部4取得的运算结果，并且例如由LCD(LiquidCrystal Display：液晶显示器)构成。
用于数据解释的程序可以存储并提供在RAM6或ROM8等由计算机能够读取的存储介质中，也可以经由由通信部12连接的外部网络20从外部服务器24提供。优选CAD数据或基于CAD数据的对象经由由通信部12连接的外部网络20从外部服务器24等提供。在数据解释装置2中，通过控制部4执行用于数据解释的程序，来实现获取部5a和解释部5b等的各种功能。需要说明的是，该些物理结构仅为示例，并且不一定必须是独立构成。例如，数据解释装置2可以具备集成了CPU和RAM6或ROM8的LSI(Large-Scale Integration：大规模集成)或超级LSI。
在控制部4中设有平台(在此为数据处理平台)5。该平台5具备功能块，该功能块包括获取部5a和解释部5b。
获取部5a获取输入数据作为对象。输入数据可以是结构化数据，也可以是非结构化数据。
解释部5b针对由获取部5a获取的对象创建初始树结构。此外，解释部5b将从初始树结构自动生长出树结构的结果作为输入数据的解释。在该解释中，解释部5b适当地执行与树结构的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换。
4.2.数据解释器的动作
图4是示出桥墩结构的桥墩结构通用图的示例，其由CAD数据构成。作为CAD数据的桥墩结构通用图的数据包括线段、曲线或字符串等作为构成元素，构成元素的集合可以解释为俯视图或正视图等“图”、以及各种表等“表”。
4.2.1.解释数据的过程
其是以设计图对象作为输入，来生成将用于表示图的元素的对象与节点相关联而成的树结构的过程，并且以所生成的树结构作为图的解释结果。如图18所示，以将图中包含的线段、字符串或圆等元素全部排列在同一层次中的树结构作为初始树结构，并使树结构依次生长。但是，在图数据中的元素从最初被结构化的情况下，可以将反映了该结构的树结构作为初始树结构。作为一个示例，图19是示出了用于对附带引出线的文本标注进行识别的过程作为树结构的生长示例。在图19中，在于图内圆包含字符串的情况下(上排)，将两者共同地解释为文本标注(中排)，并且，在标注与折线连接的情况下将该折线视为引出线(下排)。换言之，根据圆圈元素与字符串元素之间的包含关系来识别文本标注，并且根据文本标注与线段元素之间的连接来识别引出线。树结构的父子关系表示用于对图的元素的使用方法进行明确表示的上下文，从而使作为附带引出线的文本标注的一部分的线段元素担负“引出线”的角色。
4.2.2.对作为表的“标题栏”进行解释的动作
在图4所示的桥墩结构通用图中，对用于对图5所示的“标题栏”进行解释的步骤进行说明。在CAD制图标准(国土交通省)中规定将“标题栏”记载在桥墩结构通用图的右下角。在图4所示的桥墩结构通用图的示例中，也将其设置在右下角。此外，“标题栏”在CAD数据中由线和字符串构成。
首先，在CAD数据“桥墩结构通用图”中，对作为线的集合的数据进行对象化(类名例如为“LineBuf2D”)。图6是示出在“桥墩结构通用图”中由线构成的对象(类名“LineBuf2D”)的图。作为对象，显示出从“A”到“P”16个对象。
接着，如图6所示，根据线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)，从“标题栏”的候选中排除无法被解释为单元的对象。在此，关于单元的集合，定义了名为“CellSet”的类，由此，能够自动执行从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)到子类“CellSet”的向下转型。图7是示出将线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)向下转型为子类“CellSet”，“标题栏”的候选为剩余的8个对象的图。对象“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“K”及“L”是“标题栏”的候选。
需要说明的是，当从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)中排除无法解释为单元的集合的对象时，预先定义用于从类“LineBuf2D”向下转型到子类“CellSet”的函数。在此，将用于从超类向下转型到子类的预先定义的函数称为input函数。将向下转型失败的对象从“标题栏”候选中排除。在此的子类“CellSet”与类“LineBuf2D”之间的继承关系是基于外延/内涵关系，其中，如果将其解释为单元的集合“CellSet”，则也必须将其解释为线的集合“LineBuf2D”(参见上述(条件2))。
此外，在从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)中排除无法解释为单元的集合的对象时，可以在向子类进行转换时(执行input函数时)向对象赋予用于指示从超类到子类的向下转型为何种程度的概率的值(例如用于指示被解释为单元的集合的对象在几％的概率上实际是单元的集合的值)、精度。也可以在计算精度时，参考赋予给超类的精度。
接着，如图8A所示，尝试将类“CellSet”的对象向下转型到子类“Table”。对于该情况下的input函数，与超类“CellSet”的对象一起输入CAD数据的元素(线或字符串等)，并提取包含在单元的集合的各个单元中的元素。针对类“CellSet”的对象，在输入一定数量的字符串等的情况下，可以定义input函数以使向下转型成功，向下转型到类“Table”的对象会被解释为“Table”。
接着，如图8B所示，检查在类“Table”的对象中是否存在预定的项目，在此为“图名称”的项目。如果存在，则将其向下转型为类“标题栏”的对象，并将其解释为“标题栏”。此时，无论input函数如何，向下转型均基于针对类预先定义的根据类的内部数据对是否能够进行向下转型进行判别的函数(称为is函数)和用于执行实际的向下转型的函数(称为cast函数)来执行。在此，将基于is函数和cast函数的向下转型称为基于分析和分类的向下转型。如上所述对“标题栏”进行解释。
在此，从使树结构进行生长的观点对用于对作为表的“标题栏”进行解释的动作进行简单说明。图21示出了对按照CAD制图标准(国土交通省)定义的“标题栏”进行识别的过程。为了进行“标题栏”的识别，首先，如图21的(1)所示，提取连接的线段的集合，并且根据线段的配置状况对是否为“表的框架”进行判定。如图21的(2)所示，在判定为“表的框架”的情况下，在对其进行表现得对象中记录表的各个单元的信息。利用该单元的信息，进一步根据图对在单元内是否配置有字符串进行检查，在配置有字符串的情况下判定为是“表”(图21的(3))，并存储字符串作为单元的信息。如果根据CAD制图标准的图的表满足存在作为单元的项目的“工程名称”等的条件，则如图21的(4)所示，可以将“表”识别为“标题栏”。
4.2.3.对作为图的“桥墩正视图”进行解释的动作
接着，对在图4所示的桥墩结构通用图中对作为图的“桥墩正视图”进行解释的步骤进行说明。需要说明的是，在图4中，“桥墩正视图”被设置在中央上部。
首先，在CAD数据“桥墩结构通用图”中，对作为线的集合的数据进行对象化(类名例如为“LineBuf2D”)。图6是示出在“桥墩结构通用图”中由线构成的对象的图。作为对象，显示出从“A”到“P”16个对象。
接着，在从线集合的对象(类名“LineBuf2D”)中排除无法解释为附带尺寸值的图“View”的对象时，预先定义用于从类“LineBuf2D”向下转型到子类“View”的函数。从被解释为“View”的候选中排除向下转型失败的对象。在此的子类“View”与类“LineBuf2D”之间的继承关系是基于外延/内涵关系，其中，如果将其解释为附带尺寸值的图“View”，则也必须将其解释为线的集合“LineBuf2D”(参见上述(条件2))。图9是从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)中排除并非子类“View”的对象，并示出剩余的8个单元的图单元“G”、“H”、“I”、“J”、“M”、“N”、“O”及“P”被剩余。
需要说明的是，在从线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)向下转型到附带尺寸值的图“View”时，可以在向子类进行转换时向对象赋予用于指示从超类到子类的向下转型为何种程度的概率的值(例如用于指示被解释为附带尺寸值的对象在几％的概率上实际是附带尺寸值的图的值)、精度。
为了检查对象是否是“桥墩正视图”，参照对象的内部数据的预定项目，在此参照层，对是否存在属于主结构物(D-STR)层的对象的子元素进行分析和分类。如果假设对象的所有元素均不属于主结构物(D-STR)层，则将该对象从“桥墩正视图”的候选中排除。在图10中，将图9所示的8个类名View的对象之中的、不属于主结构物(D-STR)层的对象排除，标记“H”、“I”、“J”、“M”、“N”、“O”及“P”并显示出7个。
在使用input函数的向下转型(称为通过信息的输入进行的向下转型)中，对对象能够除了使用各自具有的固有的内部数据以外还使用附加的信息来进行向下转型进行判断。如图11所示，针对类“View”的对象，从CAD数据输入作为标题的字符串，并将其解释为“桥墩正视图”。这样一来，对作为图的“桥墩正视图”进行解释。
4.2.4.对图进行解释的动作的总结
在根据本实施方式的数据解释装置和数据解释方法中，对2D-CAD图的含义和内容阶段性地进行识别。
针对正视图或俯视图等各种图，如图13的(1)和图13的(2)所示，着眼于线。即，针对作为线的集合的数据进行对象化(类名“LineBuf2D”)。接着，如图13的(2)、图13的(3)及图13的(4)所示，从图中输入尺寸值等，然后将其解释为类名“View”的对象，进而将其解释为类名“桥墩正视图”的对象。此外，从尺寸值和“View”所具有的内部数据的投影面获得了桥墩的柱的高度为11m的信息。
针对各种表，如图14的(1)和图14的(2)所示，着眼于线。即，针对作为线的集合的数据进行对象化(类名“LineBuf2D”)。接着，如图14的(2)和图14的(3)所示，将其解释为类名“CellSet”的对象。接着，如图14的(3)和图14的(4)所示，从图输入字符串等单元的内容，然后将其解释为类名“Table”的对象，进而将其解释为类名“下部结构坐标”的对象。
如图15所示，在各种表中，线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)被解释为单元的集合的对象(类名“CellSet”)，进而被解释为在多个单元中填充有内容的对象(类名“Table”)或仅包含一个单元的对象(类名“Cell”)。同样地，如图15所示，在各种图中，线的集合的对象(类名“LineBuf2D”)被解释为作为附带尺寸值的图的对象(类名“View”)，进而被解释为具有“桥墩正视图”特有项目的对象(类名“桥墩正视图”)或具有“桥墩侧视图”特有项目的对象(类名“桥墩侧视图”)。
如图16所示，作为2D-CAD图的识别手法，在本实施方式中设定了两种方法。即，(1)“信息输入”和(2)“分析和解释”。
以图16的(1)为例，通过针对单元的集合的对象(类名“CellSet”)输入图上的信息作为来自输入数据的附加的信息，从而可以将其解释为类名“Table”的对象。
另外，如图16的(2)所示，在类名“Table”的对象中，通过对项目等进行分析和分类并进行向下转型，从而可以对类名“标题栏”的对象、类名“结构高度表”的对象、以及类名“坐标Table”的对象进行解释。
需要说明的是，图27是用于对2D-CAD图“006_P2桥墩结构通用图.dxf”进行解释的脚本的示例。该脚本是被根据本公开的数据处理平台所理解的语言的一个示例。当然，只要满足上述的要求，本公开的数据处理平台也可以是本发明人创作的解释器以外的解释器。脚本也可以是被其他解释器所理解的语言。
5.[实施方式2]
根据本实施方式的数据整合装置2'将分散于多个数据中的碎片信息整合以创建数据的表现目标的模型。
参照图22对根据实施方式2的数据整合装置进行说明。
5.1.数据整合装置的构成
图22是示出根据实施方式2的数据整合装置2'的物理构成的图。数据整合装置2'具有相当于硬件处理器的控制部4、相当于存储器的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)6、相当于存储器的ROM(Read Only Memory：只读存储器)8、通信部12、输入部14、以及输出部16。该些构成要素经由总线10以能够进行数据发送和接收的方式彼此链接。通信部12是将数据整合装置2'连接到外部网络20的通信接口，并且数据整合装置2'还经由通过通信部12连接的外部网络20连接到外部服务器24。该些RAM6、ROM8、通信部12、输入部14、输出部16以及总线10与根据图1所示的实施方式的对应部件相同。
在控制部4中设有平台(在此为数据处理平台)5。该平台5具备功能块，该功能块包括获取部5a、解释部5b、以及整合部5c。
获取部5a获取输入数据作为对象。输入数据可以是结构化数据，也可以是非结构化数据。
解释部5b针对对象创建初始树结构。此外，解释部5b将从初始树结构自动生长出树结构的结果作为输入数据的解释。在该解释中，解释部5b适当地执行与树结构的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换。
整合部5c针对由获取部5a获取的对象的每个表现目标创建初始树结构。另外，整合部5c针对由获取部5a获取的对象，适当地执行解释部5b的解释，并读取表现目标的片段信息。此外，整合部5c针对初始树结构赋予一个或多个碎片信息作为附加信息，并将从初始树结构自动生长出树结构的结果构建为整合数据。整合数据是表现目标的模型。在整合数据的构建中，整合部5c适当地执行与树结构的各个节点相关联的对象的向外延侧或内涵侧的类型转换。
通过上述构成，根据本实施方式的数据整合装置2'将从作为材料的多个数据中提取出的多个片段信息整合以构建期望的数据。
另外，根据本实施方式的数据整合装置2'自动地对表现形式不同的对象的数据结构进行数据转换，并且自动搜索类型转换的路径，进而自动构成整合数据。
5.2.数据整合装置的动作
根据本公开的数字桥梁自动构建手法的流程如图17所示。输入数据组被个别地解释，并且从解释结果中提取多个信息。通过针对每个表现对象对信息进行汇总并整合来构建数字桥梁。数字桥梁自动构建过程包括以下三步。
(1)对数据进行解释的过程
(2)信息提取过程
(3)识别和整合过程
需要说明的是，实施方式1是包括(1)和(2)的实施例，在实施方式2中，包括(1)～(3)。
5.2.1.(1)对数据进行解释的过程
对数据进行解释的过程在“4.2.0.对数据进行解释的过程”中进行了说明。
5.2.2.(2)信息提取过程
从图的解释结果中挑选出由图来表现的显示的目标，并将信息汇总为关于该目标的表现的集合。在此，对该过程进行简化，采用“P1桥墩”、“A2桥台”等目标名称作为用于对目标进行确定的对象。
5.2.2.(3)识别和整合过程
通过从多个信息创建一个图来执行在信息提取过程中获得的多个信息的整合。该图包括从信息中挑选出的表现目标(例如“P1桥墩”、“A2桥台”)作为图的一部分，并且关于各个表现目标的信息也被汇集并整合为图的一部分。在该整合的过程中，与图的解释时同样地通过树结构的生长进行自动结构化。作为自动结构化的目标的树结构是图的一部分，树结构的父子关系可以是节点之间的整体与部分之间的关系(例如桥墩与其基础之间的关系)。初始树结构可以是对表现目标抽象地进行表现的单一的节点(例如，将仅知道其为桥墩的情况下的对象与节点相关联而成者)。树结构的生长是通过根据对象之间的外延/内涵关系从内涵侧的对象创建更详细的外延侧的对象来进行的。这相当于面向对象程序设计中的向下转型，在只考虑对象的内部数据的普通的向下转型中，由于信息不足而无法正常执行。然而，在该过程中，有时能够通过参考反映了从图中提取出的信息的图的一部分来适当地执行。在此情况下创建的更详细的对象可以被看作是将表现为图的信息整合而成的对象。另外，由于树结构(以及包含其的图)根据创建的对象生长，因此每次生长都会尝试根据该时刻的图进行向下转型。需要说明的是，为了创建三维模型的对象，如果仅是从图中提取出的信息，则有时会不足。在此情况下，例如可以通过工程学知识或某种估计技术来对图进行修改。
在信息提取过程中，可以获取信息作为“名称为：“P1”：桥墩高度为：Q(“10m”)：；”等自然语言风格的句子的集合。为了对多个句子的内容进行整合，分别用图来表现各个句子，并且对各个图的节点进行识别并将其整合成一个图。但是，在句子中可以存在未由图来表现而是对用于对整合的图进行修改的规则进行记载的内容，并且可以通过应用该规则来适当地对图进行修改。
5.2.4.对二维CAD图的应用
为了对根据本公开的数字桥梁自动构建手法进行研究，尝试将以矢量形式记录有线段或字符串等图元素的二维CAD(DXF形式)图作为目标进行自动解释和表现目标的自动建造。图20示出了通过尝试而自动构建桥墩的三维模型的示例。作为图的解释结果，对“桥墩正视图”、“桥墩俯视图”以及“桥墩侧视图”进行解释。从该些“桥墩正视图”、“桥墩俯视图”以及“桥墩侧视图”自动创建结构物的投影面，进而从结构物的投影面自动创建三维模型。图12A是示出从正视图、俯视图及侧视图自动创建结构物的投影面的样子的图。图12B是示出从结构物的投影面自动创建三维模型的样子的图。
6.其他的实施方式
如上所述，作为在本申请中公开的技术的示例，对实施方式1和2进行了说明。然而，本公开中的技术不限于此，并且可以应用于适当进行改变、替换、添加、省略等的实施方式等。
另外，为了对实施方式进行说明，提供了附图和详细说明。因此，在附图和详细说明中所记载的构成元素中，不仅可以包括对于解决问题必不可少的元素，还可以包括对于用于示例性地说明上述技术而言对于解决问题并非必不可少的元素。因此，根据在附图或详细说明中所记载的那些非必要的元素，不应将该些非必要的元素认定为必要。
此外，由于上述实施方式用于示例性地说明本公开中的技术，因此可以在权利要求书或其等同的范围内进行各种改变、替换、添加、省略等。
本申请以于2019年7月29日向日本提交的基础申请2019-139150号作为基础，并在此通过参照来援引其全部内容。
符号说明
2数据解释装置；2'数据整合装置；4控制部；5平台；5a获取部；5b解释部；5c整合部；6 RAM；8 ROM；10总线；12通信部；14输入部；16输出部；20外部网络；24外部服务器。

Claims (7)

1.一种数据解释装置，具备能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计的平台，
所述平台由所述数据解释装置的控制部实现，并且具有获取部和解释部，
使控制部进行动作以使
所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象，并且
所述解释部针对所述对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与所述初始图的各个节点相关联的对象的向下位概念侧或上位概念侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，
所述对象的向下位概念侧的类型转换是所述对象的向下转型，
所述对象的向上位概念侧的类型转换是所述对象的向上转型，
所述解释部通过基于所述对象之间的上位概念/下位概念的关系执行所述对象的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
2.一种数据解释方法，使用能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计的平台，
所述平台由计算机的控制部实现，并且具有获取部和解释部，
执行以下步骤：
所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及
所述解释部针对所述对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与所述初始图的各个节点相关联的对象的向下位概念侧或上位概念侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释的步骤，
所述对象的向下位概念侧的类型转换是所述对象的向下转型，
所述对象的向上位概念侧的类型转换是所述对象的向上转型，
所述解释部通过基于所述对象之间的上位概念/下位概念的关系执行所述对象的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
3.一种存储有由计算机执行的程序的存储介质，
通过该计算机的控制部执行所述程序，来实现平台，所述平台具有获取部和解释部，并且能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计，
在所述平台中使控制部进行动作以进行以下步骤：
所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及
所述解释部针对所述对象创建初始图，并且通过一边适当地执行与所述初始图的各个节点相关联的对象的向下位概念侧或上位概念侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释的步骤，
所述对象的向下位概念侧的类型转换是所述对象的向下转型，
所述对象的向上位概念侧的类型转换是所述对象的向上转型，
所述解释部通过基于所述对象之间的上位概念/下位概念的关系执行所述对象的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
4.一种数据整合装置，具备能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计的平台，
该平台由所述数据整合装置的控制部实现，并且具有获取部和解释部，
使控制部进行动作以使
所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象，并且
所述解释部针对所述对象创建初始图，通过一边适当地执行与所述初始图的各个节点相关联的对象的向下位概念侧或上位概念侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，并且构建将一个以上的所述对象整合而成的整合数据，
所述对象的向下位概念侧的类型转换是所述对象的向下转型，
所述对象的向上位概念侧的类型转换是所述对象的向上转型，
所述解释部通过基于所述对象之间的上位概念/下位概念的关系执行所述对象的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图，
所述解释部将分散于多个设计图数据的碎片信息整合以创建该设计图数据的表现对象的模型，
所述整合数据的表现对象是城市或结构物，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
5.一种数据整合方法，使用能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计的平台，
所述平台由计算机的控制部实现，并且具有获取部和解释部，
执行以下步骤：
所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及
所述解释部针对对象创建初始图，通过一边适当地执行与所述初始图的各个节点相关联的对象的向下位概念侧或上位概念侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，并且构建将一个以上的所述对象整合而成的整合数据的步骤，
所述对象的向下位概念侧的类型转换是所述对象的向下转型，
所述对象的向上位概念侧的类型转换是所述对象的向上转型，
所述解释部通过基于所述对象之间的上位概念/下位概念的关系执行所述对象的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图，
所述解释部将分散于多个设计图数据的碎片信息整合以创建该设计图数据的表现对象的模型，
所述整合数据的表现对象是城市或结构物，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
6.一种存储有由计算机执行的程序的存储介质，
通过该计算机的控制部执行所述程序，来实现平台，所述平台具有获取部和解释部，并且能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计，
在所述平台中使计算机的控制部进行动作以进行以下步骤：
所述获取部获取输入数据作为所述平台的对象的步骤；以及
所述解释部针对对象创建初始图，通过一边适当地执行与所述初始图的各个节点相关联的对象的向下位概念侧或上位概念侧的类型转换，一边从所述初始图自动生长出图从而进行解释，并且构建将一个以上的所述对象整合而成的整合数据的步骤，
所述对象的向下位概念侧的类型转换是所述对象的向下转型，
所述对象的向上位概念侧的类型转换是所述对象的向上转型，
所述解释部通过基于所述对象之间的上位概念/下位概念的关系执行所述对象的向下转型，并且在所述图中添加与所述向下转型后的对象相关联的节点，从而自动生长出所述图，
所述解释部将分散于多个设计图数据的碎片信息整合以创建该设计图数据的表现对象的模型，
所述整合数据的表现对象是城市或结构物，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
7.一种数字城市构建系统，具备能够实现用于自动执行对象的类型转换的面向对象程序设计的平台、以及元素程序，
对于元素程序的每一个，输入到元素程序的数据具有不同的表现形式，所述平台获取输入数据作为所述对象，通过类型转换的路径搜索和自动执行，对输入到元素程序的数据的表现形式进行抽象化，使元素程序的应用范围不依赖于数据的表现形式，从而实现元素程序与不同表现形式的数据之间的连接的灵活改变，
所述对象的类型转换包括所述对象的向下位概念侧的向下转型和所述对象的向上位概念侧的向上转型，
所述元素程序用于构建数字城市，由所述平台集成并协调，
所述路径搜索在以所述对象作为节点的图中搜索用于进行所述类型转换的路径，
所述抽象化是基于数据的表现形式的自动类型转换的数据的抽象化，
基于所述对象之间的下位概念/上位概念的关系执行所述向下转型和所述向上转型两者，
沿着定义为被向下转型或向上转型的所述对象的含义内容不变化的转换路径，执行所述向下转型和所述向上转型，
所述数据是结构物的设计图数据，
所述对象是指数据的表现形式，
所述类型转换是指根据转换路径对数据的表现形式进行转换，所述转换路径为在以数据的表现形式作为节点的图中进行类型转换的路径。
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