GIS與BIM集成在城市建筑規劃中的應用研究

付東梅

摘 要：在城市建筑規劃中使用GIS系統中的BIM信息，可以科學合理的規劃城市的分布，還能夠在建筑設計上提供支持和幫助。本文作一綜述講解在城市建筑規劃中，GIS以及BIM集成的應用情況。

關鍵詞：城市建筑規劃；GIS；BIM

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0147-02

在城市建筑規劃中建筑物的類型較多，具有不同的顏色，尺寸，紋理，有時還會遇到障礙物。如果使用激光雷達掃描，那么價格太高，并且生成的建筑模型沒有室內的信息[1]。如果使用攝影測量，那么后期需要大量的人工貼圖。在城市建筑規劃時使用GIS系統，可以容易的得到建筑物精確高度，內部空間信息以及外觀尺寸。使用GIS與BIM的集合，可以對建筑物進行建模，并能夠將建筑物的周圍的地理環境以及建筑物的空間信息進行共享，將其應用到城市三維GIS中，有效的降低了建筑物的空間信息成本[2]。本文作一綜述講解在城市建筑規劃中，GIS以及BIM集成的應用情況。

1 BIS以及BIM技術的簡介

GIS系統又稱為地理信息系統，是指以地理學，計算機以及地圖學為基礎，與專業的軟件相結合，實現對地理空間信息的輸入，獲取，存儲，編輯，分析計算，查詢等處理的綜合性的空間計算機技術。隨機數據庫管理技術的發展，GIS系統結合遙感，地圖學，地理學以及計算機科學等形成綜合性的學科，現在，GIS系統已經在多個領域被廣泛使用[3]。BIM有被稱為建筑信息模型的縮寫，是指使用三維的數字技術作為基礎，將建筑工程項目的各種相關的信息集成的工程數據模型，這個數據模型是具有功能特性以及物理設施的。BIM是一個共享的信息平臺，能夠在項目的各個參與方，不同的階段都能夠在這個平臺上進行更新，提取，修改，插入信息，從而達到各方面的協同工作，能夠為建筑物的建立到拆除的全過程提供可靠的依據。

2 GIS以及BIM集成助力城市建筑規劃

在城市建筑規劃時，使用BIM可以了解建筑模型的生產以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息從而用來建構平臺。在實際的應用中，BIM的對象比較明確，在管理室內信息時比較便利。在城市建筑規劃的整個過程中，不是任何的時候都需要將GIS以及BIM進行融合使用的，比如在研究城市建筑物周圍環境是否容易發生火災時，是需要使用GIS即可，不需要使用BIM的信息。比如，在建立城市建筑物的三維虛擬景觀系統時，需要BIM的信息就較多。隨著城市建筑的發展，很多認為只需要根據不同的目的建立GIS系統即可，但是只有GIS系統是不可能完成工程的，需要將GIS與BIM集成才能形成城市的智能化[4]。

2.1 三維測量

三維測量主要是對住宅間距，建筑面積，空間距離，地塊面積，填挖方計算等測量。在建筑密集的地方會增加測量的難度，但是在使用GIS以及BIM集成系統中，使用三維測量會很容易解決這個問題。在距離測量過程中，只需要單擊需要測量的兩點，在三維的實景窗口可以具體的距離。在高度測量過程中，只需要點擊兩者之間的高度，便可以了解兩點之間的高度。在檢測角度時，需要點擊三個點，可以得到以第二個點為頂點的角度。如果需要測量某個區域的面積，只需要連續的點擊測量區域的頂點即可得到該區域的面積。

2.2 日照分析

在城市建筑規劃過程，日照會影響建筑物的取暖，采光以及視覺。對建筑物進行日照分析，可以防止光污染以及遮擋光，保證建筑面積，建筑間的間距等情況的指標需求。日照分析主要需要分析日照仿真分析，遮擋分析，窗洞分析，單點分析等。在日照分析的過程中，需要根據不同的季節的日照情況以及建筑物的高度，體積等之間產生的影響，通過計算建立關于建筑物的陰影面積以及日照時間的能夠顯示現實觀影效果的三維模型。根據GIS以及BIM集合，可以先使用BIM的模擬出一個建筑物的模型，之后將不能在真實的世界中展現的操作模擬。在日照分析中需要涉及多種因素，如建筑造型，地域，時間等。如果通過人工將多種相互影響的因素計算分析將會很困難，但是通過GIS以及BIM集合的三維模型中表現出來，將會變得很容易[5]。遮擋分析，在規定的時間點計算各建筑物之間被遮擋以及遮擋的情況，根據建筑物的遮擋判斷建筑物之間的距離是否合理。

2.3 通視分析

城市建筑規劃中的通視分析主要是控制建筑物的高度，屬于城市結構的基本問題。合理的城市通視分析可以促使城市中一些重要的景點或者景觀周圍具有一定的尺度，可以保護重要景點或者景觀的視覺效果。通視分析主要根據確定某一點作為觀察點，從而研究某個區域的通視的效果。在通視分析的過程中需要分析兩點之間的可視性；分析可視域，確定一個觀測點，在相對高度上，對一定范圍內的通視區域進行分析；分析多點通視面積的交集的計算，根據可視的面積反求待定的高度以及位置[5]。

2.4 建筑設計方案對比分析

在城市建筑規劃中所有的建筑師都希望自己的方案能夠通過，但是在實際的操作過程中，都有很多地方需要進行修改，往往中標得方案與最初的方案具有很大的差別。因此，好的設計方案需要經過多層次，多角度，多方位的分析，多方面深入分析投資的規模，建筑方造型要求以及總體規劃，建筑節能等的情況。需要僅設計一個方案，設計多個方案可以提高說服力以及競爭力。通過多種建筑設計方案的分析對比，選出最佳的方案很重要。在以前建筑師都通過二維的圖紙展示自己的設計方案，但是由于二維平面存在局限性，很多的空間信息不容易表達出來，另外，建筑物的材質，周圍的環境以及立體結構很難表現出來。在GIS以及BIM集合中可以通過三維的方式生動將設計方案表現出來。

3 結語

在城市建筑規劃中使用GIS系統以及BIM進行分析，能夠更加科學的對城市進行規劃，對建筑的設計方案提供技術上的支持。使用BIM可以了解建筑模型的生產以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息從而用來建構平臺。在城市建筑規劃中使用GIS以及BIM集合有利于三維測量，日照分析，通視分析，建筑設計方案對比分析等。其中三維測量可以通過點擊兩點測量兩點之間的距離，高度等。日照分析，可以先使用BIM的模擬出一個建筑物的模型，之后將不能在真實的世界中展現的操作模擬。比如日照的情況，從而防止光污染以及遮擋光。通視分析，可以促使城市中一些重要的景點或者景觀周圍具有一定的尺度，可以保護重要景點或者景觀的視覺效果。建筑設計方案對比分析有助于從眾多的設計方案中選出最佳方案。在設計中使用三維模型，有助于避免二維圖紙的局限性。王玲莉等[7]研究的GIS與BIM集成在城市建筑規劃中的應用研究研究結果與本文結果具有一致性，說明本文研究結果具有重復性以及可行性。

參考文獻

[1]彭雷，湯圣君，劉銘崴，等.BIM與GIS集成的建筑物間距規劃審批方法[J].地理信息世界，2016，23（2）：32-37.

[2]李曉明，王偉璽，郭晗，等.集成建筑信息模型的建筑報建核查系統[J].測繪科學，2016，41（6）：148-152.

[3]鄧甫安，賀建，羅振華，等.GIS-BIM技術在城市建筑規劃中的應用[J].科技資訊，2017，15（12）：6-7.

[4]王廷魁，羅春燕，張仕廉，等.基于BIM的建筑垃圾決策管理系統架構研究[J].施工技術，2016，45（6）：58-62，77.

[5]徐衛星，周悅.BIM+GIS技術在高校校園地下管網信息管理中的應用研究[J].施工技術，2017，46（6）：53-55.

[6]王樹臣，劉文鋒.BIM+GIS的集成應用與發展[J].工程建設，2017，49（10）：16-21.

[7]王玲莉，戴晨光，馬瑞等.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.