《虚拟设计与施工》 课件 第6章 CIM虚拟场景集成应用实训

虚拟设计与施工VirtualDesignandConstruction01八月202411知识目标理解和掌握CIM虚拟场景与集成的方法。2能力目标具有CIM场景搭建、修改与数据信息应用的能力。01八月20242第6章CIM虚拟场景集成应用实训本章目录01八月202436.1CIM技术平台6.2CIM技术平台应用6.3CIM规建管一体化应用6.1CIM技术平台01八月202446.1CIM技术平台01八月20245城市信息模型（CityInformationModeling,CIM）技术平台是集成BIM建筑信息模型、GSD地球空间数据、IoT物联网数据、AI算法等众多先进技术，通过1：1复原真实城市空间信息，构建三维城市空间模型和城市动态信息的有机综合体，建立一个数字的平行世界。6.1.1GIS数据处理（1）01八月20246地理信息管理系统（GeographicInformationSystem或Geo-Informationsystem，GIS）是一个创建、管理、分析和绘制所有类型数据的系统。常见的GIS数据有倾斜摄影、DEM、DOM数据等。6.1.1GIS数据处理（2-1）01八月202471）倾斜摄影文件来源。通过无人机进行地形扫描，之后通过图像处理软件ContextCapture、Photoscan、OpenDroneMap等，生成OSGB倾斜摄影文件，OSGB文件坐标系建议统一选用WGS84坐标系。6.1.1GIS数据处理（2-2）01八月202482）DEM、DOM数据来源。数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）是对地球表面地形地貌的一种离散的数学表达，DEM数据包括平面和高程两种信息。数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap，简称DOM）是对航空（或航天）相片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集，它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。DEM和DOM数据均可通过天地图、水经注等地图下载软件下载。DOM数据6.1.1GIS数据处理（3-1）01八月20249倾斜摄影数据处理。先进行数据检查，倾斜摄影数据导出为osgb格式，处理前尽量不修改或者改动原始数据的目录结构。一般正常的目录结构为：当前目录中有一个Data目录以及至少一个xml文件（坐标系和位置信息）转换的，当前目录就是输入目录。原始数据在切片的，范围尽量切大，保持最上一层级的片数100个以内。切片的图片的分辨率设置为512×512像素。然后，进行倾斜摄影转换。转换过程中可以查看输出目录文件，是否在生成，确保程序运行没有异常。6.1.1GIS数据处理（3-2）01八月202410DEM数据处理。先进行数据检查，DEM数据格式为“.tif”格式。然后，进行高程转换。转换过程中可以查看输出目录文件，是否在生成，确保程序运行没有异常。DOM数据处理。DOM数据格式为“.tif”格式，无需进行转换，可直接上传服务器生成url地址。6.1.1GIS数据处理（4）url发布01八月202411倾斜摄影数据发布：倾斜摄影转换成功后，将对应文件进行打包，上传服务器，放到web容器里，比如tomcat中即可。生成倾斜摄影url。DEM数据发布：地形数据转换成功后，将对应文件进行打包，上传服务器，放到web容器里，如：tomcat，然后获取地形url。地形url规则如下：http：//+“ip域名”+“端口”+“文件路径”。DOM数据发布：DOM数据发布需将源文件上传至服务器后，通过Geoserver服务器进行配置添加工作区、储存节点之后生成图层名称，根据图层名称进行url发布。其中，发布的ip地址，一般不用改，除非更换服务器；图层名称部分需修改成对应的图层名称。6.1.2BIM+GIS场景集成优化（1）项目信息设置01八月2024121）企业信息设置2）岗位设置3）公司组织4）项目创建5）项目权限管理6.1.2BIM+GIS场景集成优化（2）BIM管理系统01八月202413登录鲁班工程管理数字化平台，点击“BIM管理系统”进入系统内部进行模型导入与场景编辑。工程管理数字化平台基于三维图形进行项目管理，网页端流畅加载、浏览与管理模型，支持漫游、剖切、属性、过滤等多种操作。同时可导入GIS数据、FBX模型等进行场景整合，形成CIM场景。场景可与工程WBS工作分解结构关联，实现业务数据与BIM模型的有效结合。将建筑全生命周期中所有参建的信息保存在模型之中，做到一模多用。6.1.2BIM+GIS场景集成优化（3）GIS数据导入01八月202414工程管理数字化平台支持导入GIS模型为倾斜摄影、DEM（数字高程模型）、DOM（数字正射影像图），GIS数据处理上传服务器生成url链接之后，通过链接方式访问GIS模型。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-1）01八月2024151）BIM模型转化工程管理数字化平台BIM模型上传支持的格式为pds格式与ifc格式。其他软件生成的模型，如Bentley、Revit、Rhino、Civil3D、Takla等，可以通过下载对应的鲁班万通插件进行pds文件输出之后再进行上传。以Revit为例，在安装完鲁班万通之后，会在软件菜单栏新增鲁班万通面板，点击进入鲁班万通，可以导出pds文件。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-2）01八月2024162）BIM模型上传在“上传工程”页面，选择需要上传的工程文件（.PDS/.IFC格式），点击打开。选择对应工程文件，点击打开选择上传的节点位置，选择模型类型（工程模型、临建模型），工程类型（预算模型、施工模型），选择完成后，点击确定完成上传。在“历史记录”，查看上传的文件的“处理状态”呈现“处理成功”，代表该工程已经上传成功。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-3）01八月2024173）BIM模型抽取模型上传完成后，需点击模型右侧“抽取”按钮进行轻量化抽取，如果上传的模型在“抽取状态”呈现“抽取失败”，代表该工程没有办法被引用，点击“抽取”按钮重新抽取，抽取完成后，可以进行模型引用。“下载”和“删除”按钮可以对工程模型进行下载和删除。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-4）01八月2024184）BIM模型查看点击工程右侧“查看”按钮，进入模型查看界面。相机复位：可快速恢复视图初始位置。构件树：可查看模型构件EBS树，通过勾选设置构件显隐属性扩展：可以对构件属性进行扩展添加构件信息：可查看构件属性、资料、二维码、质量、安全、质检资料等信息。测量：可对模型进行标高、两点距离、多点距离及角度测量。剖切：可对模型进行X平面、Y平面、Z平面或XYZ剖切盒方式进行剖切。路径漫游：可以通过鼠标或键盘方式设置漫游路径，使视口按照指定路径进行漫游。批注：可对视口添加批注，生成并保存视口照片。选择方式：确定构件选择的方式分享：生成模型分享链接，其他人员可以通过网页链接方式进行模型查看。标签显隐：控制与模型或构件相关的质量安全标签是否显示或隐藏。开启“设置”后可对阳光强度、光源方向、高亮颜色等进行调整与设置。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-5）01八月2024195）场景创建进入BIM管理系统主页面，右上角切换所在项目部，点击“场景管理”，之后点击“新建场景”，通过输入“场景名称”与“项目位置”，完成原始场景创建。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-6）01八月2024206）场景编辑原始场景创建完成后，点击场景右侧“编辑”按钮，进入场景编辑界面。点击界面左侧“GIS”按钮，之后点击“+”新增GIS模型，在页面右侧可以看到项目中所有导入的GIS模型，选择与本场景相关的倾斜摄影或DEM、DOM数据，点击“确定”完成GIS模型导入。注意：如果倾斜摄影文件导出的坐标系为局部坐标系，为避免BIM模型与倾斜摄影模型尺寸存在偏差，需对坐标系进行调整。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型导入（4-7）01八月2024217）模型导入可通过勾选选择部分或全部BIM模型进行导入。如选择模型集合进行导入，需输入集合名称后期可将模型集合作为整体进行操作。BIM模型导入6.1.2BIM+GIS场景集成优化（5）GIS模型处理01八月202422可以对GIS模型进行压平，添加水体、掩膜以及进行挖洞处理。倾斜摄影文件可以进行压平操作，DEM及DOM数据可以进行挖洞操作。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型位置调整（6-1）01八月2024231）模型位置粗调点击页面中“模型”按钮，点击选中需要移动的模型或模型集合，双击可跳转至模型所在位置。在模型选中高亮状态下，可对模型进行移动、缩放、旋转、基点移动、定位、移动到视口、下落到地面、坐标移动等操作。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型位置调整（6-2）01八月2024242）确定GIS模型坐标将BIM模型移动至GIS模型所在位置，首先需要确定GIS模型所处坐标，之后通过坐标粗略移动至GIS模型所在位置，再通过移动、旋转、下落至地面等操作对模型位置进行精确匹配。将场景编辑界面跳转至倾斜摄影所在位置，点击右侧“绑定视角”，然后点击“保存”按钮，将当前场景保存。绑定视角后，指挥中心打开后默认为绑定时的窗口视角。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型位置调整（6-3）01八月2024253）移动BIM模型位置再次切换回BIM管理系统中进行场景编辑。选中所有BIM模型，使其高亮显示，点击“移动”按钮，将BIM模型进行坐标移动。先选取模型中点进行点击，然后将指挥中心中复制的坐标，对应填入经度、维度、高程后的输入框内。注意，此时坐标移动同样为地理坐标系。点击确定完成BIM模型初步移动。6.1.2BIM+GIS场景集成优化-BIM模型位置调整（6-4）01八月2024264）调整BIM模型位置再次点击模型或倾斜摄影，将页面跳转至对应视角，BIM模型与倾斜摄影重叠在同一画面中。之后通过移动与旋转命令进行模型位置调整。位置调整后的BIM模型6.1.2BIM+GIS场景集成优化-场景优化（7-1）01八月2024271）水体创建进入场景编辑界面，点击下方“GIS模型”，点击“水体”按钮，进行水体绘制。使用多边形绘制工具沿河道边缘完成水体边界绘制。水体绘制完成6.1.2BIM+GIS场景集成优化-场景优化（7-2）01八月2024282）景观创建在BIM管理系统中景观模型可以通过FBX构件方式进行导入。比如松树“树木景观”，选择已经布置好的树木，可以对树木构件进行移动、缩放、旋转、模板区域布置与阵列等操作。景观树木6.2CIM技术平台应用01八月2024296.2.1鲁班工程管理数字化平台01八月2024306.2.1鲁班工程管理数字化平台-WBS工程树创建01八月202431登录工程管理数字化平台进入BIM管理系统，切换项目部至当前项目部。点击项目部右上侧“WBS”按钮，跳转进入WBS配置界面。添加单位工程、分部工程。选中对应的分部工程，可添加分项工程。可对已添加的分部分项工程进行编辑、位置调整、删除、导出和导入。6.2.1鲁班工程管理数字化平台-WBS关联（1）01八月202432WBS工程树创建完成后，登录LubanCenter后台，依次点击“应用配置”→通用→WBS配置→配置，进行关联设置。在弹出的节点配置对话框中，选择“EBS”，关联BIM点击进行下拉，选择要进行关联BIM模型的最下层节点。当前项目分部分项工程划分至分项工程，则点击分项工程，之后依次确定、保存，完成关联设置。6.2.1鲁班工程管理数字化平台-WBS关联（2）01八月202433返回工程管理数字化平台BIM管理系统，切换至当前编辑项目部，点击“WBS映射”，在页面左侧可以看到已经创建好的WBS工程树。点击展开，选择要关联BIM的节点，点击“关联BIM”按钮，可以设置关联BIM模型、关联构件、关联构件类别。以感染楼基础承台为例，点击“基础承台”→关联BIM→关联构件，即完成构件关联。选择“感染楼1F”，点击“确定”跳转进入构件选择页面。可结合构件树进行显隐设置及多选或全选工具对构件进行选择。点击右上方“确认”按钮，完成构件关联，并可显示已关联的构件。按照上述方法，完成与WBS分部分项工程划分关联的所有BIM构件。6.2.2基于CIM的进度管理（1）01八月202434（1）进度计划编制。登录工程管理数字化平台，进入进度管理系统界面。可以选择通过导入WBS、导入Excel、导入Project三种方式导入进度计划。6.2.2基于CIM的进度管理（2）01八月202435（2）进度计划编制完成后，点击右上角“发起审批”按钮，选择添加审批人员，点击确定，发起进度计划流程审批操作。流程发起后，在鲁班工场app端，可对应看到流程审批消息，按照审批流程提交即可完成审批。6.2.2基于CIM的进度管理（3）01八月202436（3）实际进度计划填报。通过“实际进度”，可看到已经编辑完成的进度计划。点击“编辑”按钮，进入实际进度计划填报界面。点击展开进度计划，选择最下一层级节点，选择“实际开始”、“实际完成”进行实际进度填报。选中当前节点，通过“关联模型”、“关联照片”，完成进度计划对模型和当前施工照片的关联。修改完成后，点击有上角“保存”按钮，完成当前进度计划的修改。同时可以点击右上方“导入”、“导出”操作完成进度计划编辑。6.2.2基于CIM的进度管理（4）01八月202437（4）进度管理在“进度报警”模块，点击“进度管理”按钮，下拉选择“进度报警”，可查看当前实际进度与计划进度偏差情况，进度滞后≥15d为Ⅰ级报警，7d＜进度滞后＜15d为Ⅱ级报警，进度滞后≤7d为Ⅲ级报警。在“沙盘管理”模块，点击“进度管理”按钮，下拉选择“沙盘管理”，可打开对应工程进行基于进度计划的沙盘播放或自定义施工工序沙盘动画。在“异常事件”模块，点击“进度管理”按钮，下拉选择“异常事件”可进行进度专项检查，与进度检查整改记录汇总。6.2.3基于CIM的安全管理01八月202438（1）基础设置（2）安保体系创建（3）人员信息录入及统计（4）设备管理（5）安全检查（6）安全教育（7）安全风险（8）危大工程（9）安全活动（10）临电管理6.2.4基于CIM的质量管理与质检评定01八月202439（1）基于CIM的质量管理（2）基于CIM的质检评定1）表单配置2）表单关联3）表单审批4）统计分析6.2.5基于CIM的文档管理01八月202440（1）资料文件夹创建（2）资料权限管理（3）资料上传与关联6.2.6基于CIM的工程物联网数据挂接01八月202441（1）物联网数据引入（2）物联网数据查看6.2.7建设运营指挥中心01八月202442（1）企业级指挥中心（2）项目级指挥中心1）权限管理2）信息查看3）场景信息编辑6.3CIM规建管一体化应用01八月2024436.3.1基于CIM的智能规划01八月202444（1）智能统计（2）天空可见度分析6.3.1基于CIM的智能规划01八月202445（3）可达性分析（4）限高检查6.3.2基于CIM的智慧管理01八月202446（1）基于CIM的项目管理包含工程的建设单位、监理单位、施工单位、勘察单位、设计单位等信息。通过数据面板可以定位建筑的具体位置，同时显示其进度、资料、协同信息。1）进度管理；2）安全管理；3）人员管理；4）任务协同；5）环境监测；6）资料管理；7）经济数据分析；8）能耗分析。（2）基于CIM的智能运维1）产业统计；2）物业管理；3）停车管理；4）能耗管理；5）环境监测；6）安防监测；7）运维管理。6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202447以BIM标准化模型为基础，整合智能化设备和其它平台数据，为建筑提供更加丰富的三维可视化应用场景，实现建筑运维管理高效、精确、可视、可靠，实现BIM技术价值的最大化。打通和底层数据连接，将实时数据挂接在模型上，和模型一起呈现，对数据的接入、储存、呈现、分析、预警、报警等场景进行分析决策管理，并将建筑关键物联点位进行标注并可联动点击查看相应信息，有效解决普通运营管理平台多方数据无法横向贯通，呈现无序、不直观，用户无法快速、综合了解建筑整体运营情况，平台使用体验差等问题，让建筑智慧驾驶舱更丰富、美观、全面、高效。6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202448（1）数字孪生驾驶仓6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202449（2）空间管理6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202450（3）设备、设施管理6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202451（4）消防安防6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202452（5）能源管理6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202453（6）资产管理6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202454（7）数据分析通过整合传感器数据、设备数据、运营数据、建筑数据等多种数据来源，构建了一个真实建筑的数字副本，从而为数据分析提供了充足的数据基础。比如建筑能耗分析、建筑维护分析、空气质量分析等。6.3.3数字孪生在建筑运维中的应用01八月202455（8）决策支持借助数字孪生应