BIM与GIS技术实现.docx

GIS和BIM智慧园区建设的技术支撑为普及GIS和BIM技术的基本知识，并有效开展园区规划建设管理平台的建设工作，特推出“首钢园区GIS和BIM技术应用”系列报道，报道共分三期，第一期GIS和BIM技术基本概念及工作进展，此后两期分别从宏观层面介绍GIS和BIM技术在园区一体化管理搭建中的应用，从微观层面阐述BIM技术在园区二型材改造项目中的应用。一、GIS和BIM基本概念GIS（地理信息系统，GeographicInformationSystem）是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一门学科。在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。目前在城市（园区）规划管理领域，地理信息系统作为一个直观和理性的规划工具具有数据存储、管理与分析、规划方案展示与决策、城市（园区）管理服务等重要作用。BIM（建筑信息模型，BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真技术模拟建筑物所具有的真实信息。目前园区开展项目中，多数为工业改造项目，存在设计难度大、施工周期长、投资金额多等问题。推行BIM技术应用，发挥其独特优势，将有效提升工程决策、规划、设计、施工和运营的管理水平。GIS与BIM的主要区别在于：GIS主要应用于宏观区域，包含基础地理数据、规划信息、地上和地下管线系统、道路系统、人口等信息；BIM则主要应用于微观单体建筑，涵盖建筑单体的结构、空间、空调、水暖等全专业信息。二、BIM和GIS技术应用的工作进展情况2014年8月，根据总公司领导要求，结合园区开发的实际情况，确定由园区开发部牵头，组成BIM和GIS专项工作团队，总工室、信息部、管理部、首钢建设集团、首自信公司、首钢国际工程公司、首钢地勘院、园区服务公司、技研院等单位配合，对园区BIM和GIS应用进行专项研究。在总公司领导的组织带领下，进行了BIM和GIS相关工作的研究和实施，完成了各单位现状的调研，提出了园区BIM和GIS规划建设总平台的实现思路，制定了园区BIM和GIS实施工作安排，确定了二型材改造项目BIM实施计划等，具体工作开展情况如下：1、已完成首钢内部相关资料调查与市场软件分析。2014年8月调查整理园区开发部、首钢国际工程公司、地勘院等部门现有GIS、BIM相关软件及数据资料情况。同时对BIM和GIS国内外发展状况及市场相关软件产品进行研究，依据平台搭建需求及软件应用的普适性进行GIS、BIM相关软件的优缺点分析与对比。2、GIS与BIM培训交流。2014年8月至今，由园区开发部牵头组织了多场GIS、BIM培训交流会。邀请北京超图软件股份有限公司、北京市测绘设计研究院、金迪有限公司、正元地理信息有限责任公司进行园区GIS专业交流；邀请中国建筑设计研究院、北京工业大学、欧特克公司、奔特利公司、达美盛软件股份有限公司进行BIM领域专业交流。此外，还参加了欧特克公司举办的2014年AU大师汇、由中国建筑学会建筑施工分会BIM应用专业委员会组织召开的“工程技术与管理前沿”研讨会等培训交流活动。3、咨询合作洽谈。2014年9月至今，先后与中国建筑设计研究院、北京市测绘设计研究院、北京工业大学、广联达、伟景行科技股份有限公司等单位进行了初步咨询与合作洽谈。4、完成新首钢高端产业综合服务区BIM和GIS工作实施方案。2014年10月至今，对首钢园区规划建设管理平台、首钢园区GIS应用系统实施安排、首钢园区BIM实施安排等内容进行专题研究，并已向总公司领导进行多次工作汇报。随着首钢园区BIM和GIS工作的不断深入，在完成以上工作内容的基础上，计划下阶段着重开展首钢园区三维GIS数据标准体系制定、首钢园区企业级和项目级BIM实施标准制定、首钢园区BIM和GIS规划建设管理平台的搭建、BIM和GIS初步IT架构体系的方案编制、首钢集团相关单位的BIM和GIS培训等工作。三、结语将BIM和三维GIS进行集成并全过程运用于首钢园区开发，在国内尚属领先，不仅有利于新首钢高端产业综合服务区打造成智慧、绿色生态园区，形成以企业为主体的园区开发与建设运营先行区，而且有利于使首钢园区成为国内城市规划建设管理一体化先行示范区。为破解首钢园区开发规模大、技术标准严、工业遗存多、改造项目复杂等难题，按照总公司领导指示精神，园区开发部与相关单位密切合作，共同推进将三维GIS和BIM技术应用于首钢北京园区的开发建设，从而提升园区规划、开发、建设、运营一体化管理水平，加速智慧园区和生态园区建设步伐。基于GIS和BIM技术搭建园区开发一体化平台BIM可整合和管理建筑物本身所有阶段的信息，GIS则可整合及管理建筑外部环境信息。将BIM和GIS技术进行集成，把微观领域的BIM信息和宏观领域的GIS信息进行交互，结合园区开发的实际需求，打造园区规划建设管理总平台，满足展示查询与空间信息分析等功能，提高园区开发效率，为实现园区全生命周期管理提供有力支撑。一、城市（园区）规划建设一体化平台分类从建筑的全生命周期来看，分为辅助设计管理平台，优化施工管理平台、关注后期运维平台；从管理的维度来看，分为关注建设过程进度、质量、成本管理平台和关注财务、人力资源、资产平台；从平台的实现形式来看，分为文件级内容管理和流程级业务管理。总之，IT平台可以覆盖到企业管理的方方面面，但对于一个企业来讲，信息化技术的应用不是越多越好，也不是越深越好，而是要结合企业发展阶段、企业业务需求，甚至企业文化才能决定，不可盲目跟风。所以，建设信息平台的第一步，就是结合目前企业信息化应用现状，合理分析企业信息化平台建设的真正需求。二、首钢园区规划建设管理平台基本概况新首钢高端产业综合服务区规划建设管理总平台是结合首钢新园区总体战略规划，从规划策划、项目设计、招商展示、建设施工、运营维护五个方面出发，以三维虚拟化技术为基础，整合优势资源，实现园区整体可视化、可持续性的全生命周期管理系统，从而满足园区规划策划、方案设计、对外宣传、施工建设、运营维护等管理需求。园区规划建设管理总平台由BIM平台和GIS平台组成：BIM平台应用于微观单体建筑，涵盖建筑单体的结构、空间、空调、水暖等全专业信息，将这些信息运用于建筑的全生命周期，并从设计、招商、建设施工到单体运营来维护全生命周期；GIS平台主要应用于园区的规划策划、招商和运营维护，分为3D-GIS和2D-GIS两部分，通过GIS平台，我们可以清楚知道项目周边的地理信息、环境信息、规划信息、社会信息。三、首钢园区规划建设管理平台阶段目标园区开发共分规划策划、设计、建设、招商、运营维护五个阶段，规划建设管理总平台在不同阶段的目标如下：1、规划策划阶段总平台在规划策划阶段需实现的目标主要有辅助决策、提供设计依据。2、设计阶段通过总平台对项目设计进行把控。首先提供设计模型标准，对模型进行实时设计核查、探讨与决策，对项目进行成本分析与控制，确保BIM设计模型能够保质、实时完成。3、建设阶段通过总平台把控项目施工。首先提供施工竣工标准，将设计模型提供给施工单位指导施工，确保数据模型与现场的同步性、一致性和准确性。深化节点设计、优化施工方案、进度模拟、工程变更分析、辅助质量控制与验收，最终完成BIM竣工模型并进行精确算量。4、招商阶段总平台在招商阶段需实现的目标主要有展览展示和公共发布，通过三维可视化模型推动招商工作进展。5、运维阶段总平台在运维阶段需实现的目标主要有市政管理、城市综合管理、地理信息数据管理、楼宇信息数据管理。四、结语通过基于GIS和BIM技术建设园区规划建设管理平台，可实现园区规划策划、项目设计、招商政策、建设施工和运营维护各阶段的一体化管理；实现规划策划与项目设计、项目设计与建设施工、建设施工与运营维护的交付协同；实现各阶段内多专业协同以及实现各阶段信息化管理、实现数据的集成与共享管理等，助力首钢园区成为“新型”城市综合服务商，同时在首钢成功实施与应用的基础上，也可拓展并应用于其它智慧城市试点。3DGIS与BIM融合的技术方案及应用GIS和BIM本处在两个不同的行业领域，二者跨界融合不是一场意外，而是各取所需、互惠互利的“互补之道”。在行业应用中，BIM提供数据基础，GIS则提供空间参考。若将BIM视作珍珠，在3DGIS的精心串联下，必将成为一串惊艳世人、方便佩戴的珠宝。基于充分信息表达、建筑全生命周期、三维可视化技术、协同作业的特点，BIM彻底改变了建设工程设计、建造和运维方式，经过近十年发展，BIM正在由“以建模为主”的BIM1.0向“以多维度数据应用为主”的BIM2.0时代跨越，“BIM+GIS”作为BIM多维度应用的一个重要方向，GIS提供的专业空间查询分析能力及宏观地理环境基础深度挖掘了BIM价值。近几年3DGIS技术日渐成熟，SuperMap三维GIS基于二三维一体化技术体系，有机整合了实用GIS空间分析能力与绚丽三维可视化效果，为BIM提供丰富地理空间信息；基于云端一体化技术体系，SuperMap为BIM提供“云+端”的成熟应用技术，可解决BIM轻量化运维情景下的技术及管理问题。在3DGIS技术支持下，BIM与倾斜摄影模型、地形、三维管线等多元空间数据的融合，实现宏观与微观的相辅相成、室外到室内的一体化管理。BIM与3DGIS完美融合技术方案便捷导入机制化解数据对接问题在数据对接层面，SuperMap GIS提供了便捷的BIM导入机制，支持常用主流的BIM数据格式（FBX、IFC、DAE.X、OBJ、3DS、OSGB/OSG），以关键字段“图元ID”为媒介确保模型与属性一一对应关联，从BIM软件到3D GIS平台实现模型无缝对接、属性无损集成。BIM数据导入流程实例化与LOD技术保证平台性能出于性能需求考虑，SuperMap GIS采用LOD结构和实例化技术突破了高密度模型的浏览性能瓶颈：LOD技术可根据距离远近来选择展示不同精细程度的模型，极大缓解显卡渲染压力；采用实例化技术实现复用模型，显著提高渲染效率。强大平台提供众多实用功能在实用功能层面，SuperMap GIS为BIM提供了属性查询统计、通视分析、日照分析、室内漫游等通用GIS功能；实现了模拟建筑物建造过程、指定楼层/部件单独显示的BIM专用功能；提供了BIM坐标转换、BIM与其他空间数据精确匹配的能力，可满足大场景与室内精细场景完美结合的应用需求。在实际应用中综合运用这些功能，发挥GIS的位置服务与空间分析特长，BIM将产生实用而广泛的应用价值。模型浏览与属性查询 多元数据集成拓展BIM应用广度与深度基于内核级二三维一体化技术体系，SuperMap对二维数据和三维数据在空间数据管理、场景构建和空间分析功能方面提供了一致的体验，可有效利用二维数据与BIM共同构建三维应用场景并提供实用分析能力，如三维管线与BIM结合快速构建完整管线管理系统；基于强大GIS平台和核心技术，SuperMap提供了领先业界的倾斜摄影3DGIS应用技术方案，将全方位展现地面情况的倾斜摄影模型与BIM室内和地下模型结合，将形成室外到室内、地上到地下的全要素三维场景。3DGIS提供的多种空间数据为BIM应用提供了坚实的地理环境基础，可满足大场景与室内精细场景完美结合的应用需求，并且GIS宏观尺度的管理功能可将BIM应用扩展至道路、铁路、隧道、水电等长线工程，极大地拓展了BIM行业应用广度和深度。云端一体化助推BIM轻量化运维管理BIM2.0的意义在于：建立模型不是目的，目的在于解决“用来干什么”和“如何用”的问题，构建良好有序的BIM运维管理系统是BIM2.0的重要价值所在，WebGL技术结合云端一体化技术体系为B/S架构的BIM运维系统提供了新的选择，也是未来主流发展方向。SuperMap提供云端一体化的BIM运维管理方案：在云端借助强大云服务能力对BIM模型进行解析、格式转换、轻量化等预处理操作，奠定了轻量化运维的数据服务基础；SuperMap iClient3D forWebGL则作为前端展示平台，可快速访问存放在云端的三维数据服务，良好扩展支持第三方特性可便捷访问BIM数据商提供的云服务，并且众多的强大分析功能可满足实际运维需求。“云处理+端展示”的一体化技术方案带来了集约高效、友好安全、实用有效的运维体验，让BIM运维的模型Web浏览、分享以及协作更简单。“3DGIS+BIM”应用场景秉持开放共赢的合作观念，BIM与3DGIS跨界融合市场前景不可限量，可应用在城市规划、城市交通分析、室内导航、资产管理、市政管网管理、数字防灾、应急救援、建筑改造等诸多领域，与各自单独应用相比，在建模质量、分析精度、决策效率、成本控制水平等方面都有明显提高。BIM+倾斜摄影促进智慧城市建设回顾构建智慧城市的曲折道路，我们清晰地意识到：单一数据和技术无法实现真正智慧服务，构建智慧城市的基石是实现彻底的数字化，必须通过数据间的结合、技术间的融合达成目的。随着科技进步和倾斜建模技术的成熟，倾斜摄影模型被广泛使用，其全方位、全要素展示物理世界的特性，满足了城市地理空间数字化需求；BIM作为一种尺寸准确、信息详尽的精细模型，则填补了微观领域空白，实现了城市室内空间数字化。地理信息作为智慧城市重要的基础信息，基于SuperMap领先业界的倾斜摄影技术方案和三维GIS技术，将BIM与倾斜模型置于同一参考下，形成了从户外到室内、