建筑工程中BIM+GIS集成技術的應用研究

【摘要】BIM與GIS兩種技術在數據層面進行集成，進行交互利用以達到集成應用目的，能夠提高有效提高數據精確度和使用效率。本文在對BIM技術和GIS技術進行分析的基礎上，對BIM+GIS集成技術的實踐、應用價值、面臨的困難以及解決途徑進行了研究分析。

【關鍵詞】GIS；BIM；建筑工程

1、概述

BIM是指建筑信息模型，是在建設項目的各種相關信息數據的基礎上建立模型，通過數字信息仿真模擬，表達建筑物的真實信息。BIM技術適用于建筑工程全壽命周期，對于提取建筑內材料的信息十分方便。在建筑管理中應用 BIM 技術可以顯著提高效率、大量減少風險。

GIS是指地理信息系統，是基于計算機的空間信息系統，對空間信息進行分析和處理，GIS以及在此基礎上發展起來的“數字地球”在人們的生產和生活中發揮越來越重要的作用。傳統的GIS領域著重于宏觀環境與地理空間信息及其相關應用，并沒有建筑室內信息，因此GIS大多停留在瀏覽外部信息層面。

近年來，隨著研究的不斷深入，GIS為建筑行業的發展提供了良好的技術支撐，由于GIS系統基于空間數據庫，能夠很有效率地顯示大場景。但在顯示細節方面一直存在明顯的不足。而BIM具有顯示精細、信息豐富的特點，為GIS技術更加深入的應用提供了有益的補充。GIS與BIM的集成，可以拓展延伸GIS的應用，同時也可以提升BIM應用價值，將在國土安全、室內導航、三維城市建模、市政模擬、資產管理等多方面發揮重要作用。

2、GIS與BIM的數據集成

BIM與GIS集成最主要要解決的是如何進行兩個領域的數據共享。IFC （ Industry Foundation Classes ）是BIM領域通用的數據模型標準，而GIS 領域采用的數據模型標準是City GML（ City Geography Markup Language）。CityGML 主要是用來表現城市三維對象的通用信息，它定義了道路、建筑、水域、植被、綠地等的描述，但它對建筑物的細節描述非常有限。兩類數據模型的幾何、語義信息共享成為 BIM 和 GIS 集成的基礎。兩類數據模型的幾何、語義信息共享成為 BIM 和 GIS 集成的基礎[1]。自 2009 年，CityGML 新的擴展，GeoBIM 作為CityGML 新的擴展標準開始實行，通過 GeoBIM，IFC的數據就可以進入 CityGML 中，實現數據共享從，促進 BIM 與 GIS 的集成融合[2]。

3、GIS+BIM集成的應用

3.1建筑設計

建筑設計是一個龐大復雜，涉及到業主、設計方、施工單位等多個參與方和設計方進行溝通交流以及協同作業。過去，建筑設計只能以傳統二維和分專業設計模式進行，BIM+GIS集成后可以使用自己的三維可視化平臺，分階段引入BIM數據，能夠有效改善建筑設計現狀。例如，根據鐵路設計的中線原始數據，在基于原始鐵路設計中線數據，將其導入Smart Earth三維可視化平臺，能夠自動生成鐵路路基，成橋梁，隧道，接觸網，護坡等橫斷面模型，進行土方量分析、量測、縱斷面信息采集等。

3.2三維測量

三維測量是指對待測量物進行全方位量測，以確定待測物的空間數據。在建筑工程中主要是為了進行空間、住宅等間距或距離設計，地塊、建筑等面積的設計以及填挖方計算等而進行三維量測，提供合理的依據。但是當建筑物密集、超高建筑很多的情況會加大量測的難度。而采用BIM+GIS集成技術可以很好地解決這個問題。單擊要測量線段的兩個端點即可得到實際處理結果，在進行高度、角度、面積量測時，也可以采用這種技術來得到較為準確的數據。

3.3室內導航

過去，常常是采用建筑的二維電子圖來生成室內定位的地圖，有些甚至只是示意圖，用起來并不是非常直觀方便。結合BIM來建立建筑內部模型，配合定位技術，可以進行三維導航，可為人員快速進行跨樓層活動進行導航，同時可模擬突發緊急情況，預演疏散路線，大大減少所造成的災害傷亡程度。

4、GIS+BIM集成面臨的困難

4.1元數據的獲取困難

對于BIM+GIS的集成，用來描述數據屬性信息的元數據是至關重要的。元數據在提高數據準確性、互操作性和細化程度方面發揮重要作用，然而在地理信息行業內，大家大多不太熟知數字數據標準，BIM和CAD元數據元素也還不成熟。這些都會導致在確定指示數據存儲位置、訪問文件記錄、查閱資源的時候遇見問題。所以還需要我們進行大量工作，深入研究。

4.2細化程度有待提高

BIM應用現階段，數據詳細程度已經達到一個較為成熟的階段。但在將它應用到現實世界與示例相同環境基礎上的時候，需要重新定義概念以及檢查細節設計。比如地圖上的地下設施，僅僅部分暴露在地面上，無法進行全面分析。在這方面就需要我們加大關注，為能夠利用BIM+GIS完整展現地圖中表達的所有要素而努力。

5、解決方案

5.1政府應加大政策、技術扶持力度

BIM+GIS集成技術尚處于研發前期階段，還有很長的路要走。但是前期投入的成本較大，如果全部由企業承擔，是很重的負擔。所以需要政府加大政策、技術扶持力度，減輕企業在研發階段負擔，鼓勵企業繼續堅持技術研發。同時，政府應加快人才建設，從高校做起，在為學生提供學習機會的同時，為企業提供人才支援，達到雙贏的效果。

5.2企業應完善技術團隊建設

企業應加大BIM+GIS集成團隊的人才，資金投入。增強不同部門之間的協同工作能力，提高工作效率，打造自己有力的集成團隊。同時也需要行業協會需制定標準，來實現BIM與GIS各自領域元數據元素的統一，減輕元數據獲取的困難程度，提高BIM+GIS集成的細化程度。

結語：

BIM與GIS兩大領域相互滲透，通過BIM+GIS集成技術能夠衍生出新的商業機遇，創造很大的價值。但是該技術尚不成熟，還有很長的路要走，需要政府，企業，個人等多方面的努力來促進其發展。讓BIM+GIS技術真正融入社會經濟效益的創造中去，推動中國建筑業的蓬勃發展。

參考文獻：

[1]湯圣君，朱慶，趙君嶠.BIM與GIS數據集成：IFC與CityGML建筑幾何語義信息互操作技術[J].土木建筑工程信息技術，2014，（04）：11-17.

[2]王玲莉，戴晨光，馬瑞.GIS與BIM集成在城市建筑規劃中的應用研究[J].地理空間信息，2016，14（6）：75-78.

作者簡介：

顧嘉臻（1996.03），女，民族：漢族，籍貫：江蘇省常州市，學歷：本科，

研究方向：工程管理，職稱：學生。

資助項目：

江蘇省大學生創新訓練項目，項目編號：201610304092X