BIM与GIS融合的城市管理智慧,给城市加上“五官”

智慧城管
数据轩
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2019-09-03 · 22:04
[ ca88唯一官方网站导读 ] BIM与GIS、物联网等技术的无缝融合,将创造城市和工程领域在规划、设计、运营管理等方面的新模式,开创广阔的市场前景。
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本文转载自数据轩,原标题《BIM与GIS携手打造智慧城市》。ca88唯一官方网站智慧城市对文章进行二次编辑,供读者参考。


近年来,BIM成为城市规划建设领域中一个新的热点,越来越广泛地应用于城市和工程规划设计、勘测施工、运营管理等全生命周期管理。BIM与GIS、物联网等技术的无缝融合,将创造城市和工程领域在规划、设计、运营管理等方面的新模式,开创广阔的市场前景。

BIM与GIS碰撞火花

BIM掌握了建筑从设计到施工产生大量的信息,特别是建筑设计三维模型,包含了建筑详细的空间信息,BIM的精度更高,更注重微观。

GIS并不需要譬如工作进度、工程费用、材质等非图形的信息,只需要建筑物的模型数据、兴趣点数据和城市街道路网数据,GIS关注的是宏观尺度。

更加容易混淆的是三维GIS与BIM。有人把BIM看做是微型的三维GIS系统。其实两者是有所区别的:首先,传统的三维GIS系统大多是城市级别的,最小也是园区级别,而BIM则可能只是一栋楼。其次,只从三维模型来说,BIM模型的精细化程度和GIS不是一个粒度的:以一栋楼房为例,GIS通过“航测+地面摄影”生成的三维建筑模型可理解为走不进去的实心体,通过激光雷达进行室内外扫描,并进行室内三维建模可生成能够走入的建筑体,但反映不出水泥体里面的水电线等;BIM的模型可以精细到,你把每个结构解剖开,看里面钢筋绑扎的间距--毫米级。

BIM与GIS的融合

BIM与GIS之间并无可替代性,而是更倾向于一种互补关系。GIS的出现为城市的智慧化发展奠定了基础,BIM的出现附着城市建筑物的整体信息,两者的结合创建了一个附着大量城市信息的虚拟城市模型,而这正是智慧城市的基础。总体来说,BIM是用来整合和管理建筑物本身所有阶段信息,GIS则是整合及管理建筑外部环境信息。把微观领域的BIM信息和宏观领域的GIS信息进行交换和结合,对实现智慧城市建设发挥了不可替代的作用。

基于GIS和BIM的集成和融合能给人类带来的价值将是巨大的,方向也是明确的。在国际范围内,各国的专家学者对智慧城市多持有乐观态度,大力倡导建设。基于BIM和GIS结合的智能城市将是一个成熟技术的融合,它还包含精准的城市三维建模,发达的城市传感网络,实时的城市人流监控,使城市中的人们的生活更加智能和便捷。从卫星遥感到地理信息,接着又从数字城市到智慧城市,随着科学技术的进步,我们的城市将越来越智能。

采用GIS与BIM集成技术,实现了城市彻底地“数字化”,将为数字城市、智慧城市建设奠定坚实的信息基础设施。下面我们来看两者融合的典型应用:

三维城市建构

前面提到GIS生成的建筑模型往往是“空壳”,没有建筑室内信息。而通过BIM,可以轻易得到建筑的精确高度、外观尺寸以及内部空间信息。因此,通过综合BIM和GIS,先对建筑进行建模,然后把建筑空间信息与其周围地理环境共享,应用到城市三维GIS分析中,就极大的降低了建筑空间信息的成本。当然这个前提是建筑都应用到BIM,现阶段在我国还很难实现。

运用GIS和BIM建立的微观室内与宏观路网结合的城市系统模型,可以实现城市的可视化,让智慧城市“未建先见”,通过“动态数字沙盘”带来建设的全新体验:在规划设计城市时,可以给设计好的规划建立模型,模拟城市车流、人流等动态行为数据,结合自然环境,检测规划设计的合理性,帮助城市实现模块化与弹性化新型规划,支持可持续发展与精细化管理。

室内导航

随着建筑设计和施工技术的发展,建筑造型各异,体量越来越大,建筑内部结构越来越复杂,人们的活动不是在室内就是在室外,在高层建筑、室内面积大的建筑中,特别是标识不够清晰明确的情况下,人们也比较容易迷失方向,尤其是在商场、活动中心、医院等地方,就算方向感很好的人想一下子搞清楚东南西北也是很不容易的,因此人们对于室内导航的需求不亚于室外导航。

然而现在为数不多的室内导航图也只是二维电子图,甚至只是示意图,用起来不方便, 而BIM与GIS结合,刚好能解决这个问题。成熟的三维 GIS 平台,已经支持物联网数据的接入,结合 BIM 建筑模型特点,可以轻松做到模拟真实情景定位,应用方面当然也很广,比如博物馆里寻找展厅、商场里寻找店面、医院里寻找科室等。

BIM和GIS集成应用,不仅可以将GIS的导航功能拓展到室内,还可以优化GIS已有的功能。如利用BIM模型对室内信息的精细描述,可以保证在发生火灾时室内逃生路径是最合理的,而不再只是路径最短。

公共设备管理

现阶段,BIM应用主要集中在设计、施工阶段,而BIM和GIS融合应用可解决大型公共建筑、市政及基础设施的BIM运维管理,将BIM应用延伸到运维阶段。如要建设某机场项目,将二者融合应用,能成功开发机场航站楼运维管理系统,实现航站楼物业、机电、流程、库存、报修与巡检等日常运维管理和信息动态查询。

长线工程和大规模区域性工程管理

快速推进交通建设,利用GIS宏观尺度上的功能,可将BIM的应用范围由单个建筑物扩展到道路、铁路、隧道、水电、港口等工程领域。如,高速公路项目开展BIM与GIS集成应用,可实现基于GIS的全线宏观管理、基于BIM的标段管理以及桥隧精细管理相结合的多层次施工管理。

从应用中我们可以体会到BIM和GIS都具有可视化的特点,融合后将进一步拥有精细化和室内外一体化的特点。两者融合以后的应用领域非常广阔:城市和景观规划、建筑设计和管理、旅游和休闲活动、环境模拟、热能传导模拟、灾害管理等等。

BIM和GIS融合的最终目标就是打造“智慧城市”。基于BIM和GIS结合的智能城市将是一个能够全面感知的容器和载体,植入物联网、云计算的创新建设模式,创建线上以数据浓缩呈现的“虚拟世界”,真正从源头打造“智慧城市”。


编辑:李腾

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