Engineering cyber-physical systems inhabiting contemporary urban spatial environments demands software engineering facilities to support design and operation. Tools and approaches in civil engineering and architectural informatics produce artifacts that are geometrical or geographical representations describing physical spaces. The models we consider conform to the CityGML standard; although relying on international standards and accessible in machine-readable formats, such physical space descriptions often lack semantic information that can be used to support analyses. In our context, analysis as commonly understood in software engineering refers to reasoning on properties of an abstracted model—in this case a city design. We support model-based development, firstly by providing a way to derive analyzable models from CityGML descriptions, and secondly, we ensure that changes performed are propagated correctly. Essentially, a digital twin of a city is kept synchronized, in both directions, with the information from the actual city. Specifically, our formal programming technique and accompanying technical framework assure that relevant information added, or changes applied to the domain (resp. analyzable) model are reflected back in the analyzable (resp. domain) model automatically and coherently. The technique developed is rooted in the theory of bidirectional transformations, which guarantees that synchronization between models is consistent and well behaved. Produced models can bootstrap graph-theoretic, spatial or dynamic analyses. We demonstrate that bidirectional transformations can be achieved in practice on real city models.

居住在当代城市空间环境中的工程网络物理系统需要软件工程设施来支持设计和操作。土木工程和建筑信息学中的工具和方法产生的人工制品是描述物理空间的几何或地理表示。我们考虑的模型符合 CityGML 标准；尽管依赖于国际标准并且可以机器可读的格式访问，但这种物理空间描述往往缺乏可用于支持分析的语义信息。在我们的上下文中，软件工程中通常理解的分析是指对抽象模型的属性进行推理——在这种情况下是城市设计。我们支持基于模型的开发，首先通过提供一种从 CityGML 描述导出可分析模型的方法，其次，我们确保正确传播执行的更改。本质上，城市的数字孪生与来自实际城市的信息在两个方向上保持同步。具体来说，我们的正式编程技术和伴随的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。我们确保正确传播执行的更改。本质上，城市的数字孪生与来自实际城市的信息在两个方向上保持同步。具体来说，我们的正式编程技术和伴随的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。我们确保正确传播执行的更改。本质上，城市的数字孪生与来自实际城市的信息在两个方向上保持同步。具体来说，我们的正式编程技术和伴随的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。城市的数字孪生与来自实际城市的信息双向保持同步。具体来说，我们的正式编程技术和伴随的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。城市的数字孪生与来自实际城市的信息双向保持同步。具体来说，我们的正式编程技术和伴随的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。我们的正式编程技术和随附的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。我们的正式编程技术和随附的技术框架确保添加的相关信息或应用于域（可分析）模型的更改自动且连贯地反映在可分析（可分析）模型中。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。所开发的技术植根于双向转换理论，可确保模型之间的同步一致且性能良好。生成的模型可以引导图论、空间或动态分析。我们证明了双向转换可以在实际城市模型的实践中实现。