GIS/BIM系統鄉村住宅設計與建造技術虛擬仿真信息技術實踐與研究

楊山 馮澤 蒙雪敏 陳良 鄧春雷 吳鴻飛 陳武鵬 陸靜 李妍

摘? 要：文章首先分析了新時期鄉村住宅規劃設計的必要性，并對社會主義新農村鄉村住宅規劃設計過程中的相關實踐環節進行了重點探索，既希望能夠符合社會的發展目標，也能夠給廣大鄉村居民帶來更加優質的生活。通過融合建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）及運用互聯網+的前沿技術，開發的BIM/GIS住宅設計與建造虛擬仿真平臺。由此建立的平臺有助于“美麗鄉村”建設與推進。

關鍵詞：GIS/BIM技術;鄉村住宅;規劃設計;實踐創新;虛擬仿真

中圖分類號：TU241? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）36-0070-02

Abstract： First of all， this paper analyzes the necessity of rural housing planning and design in the new period， and focuses on the relevant practical links in the process of rural housing planning and design in the new socialist countryside， in order to meet the development goals of the society. It can also bring a better quality of life to the vast number of rural residents. Through the integration of building information model （BIM）， geographic information system （GIS） and the use of "Internet Plus" cutting-edge technology， the BIM/GIS housing design and construction virtual simulation platform is developed. The platform thus established is beneficial to the construction and promotion of the "beautiful countryside".

Keywords： GIS/BIM technology; rural housing; planning and design; practical innovation; virtual simulation

近些年來為了改善鄉村居民的生活，為了促進經濟發展，為了保障社會公平正義，國家推出有關政策，大力推進鄉村住宅的規劃設計，希望能夠進一步的保障廣大農村居民群眾的生活品質，同時也能夠帶來新的經濟發展升級，為鄉村生活帶來更多的幫助。

1 鄉村住宅規劃設計的必要性

1.1 響應國家政策

2018年初，習近平總書記在主持中共中央政治局第三次集體學習時強調，“鄉村振興是一盤大棋，要把這盤大棋走好”，不久又系統闡述了鄉村振興的目標任務和實現路徑。而鄉村振興戰略離不開信息科技的應用，運用互聯網+的前沿技術通過融合BIM、GIS，對虛擬仿真組態軟件技術、以人工智能化的傳感技術為基礎的智慧系統、虛擬現實交互技術進行研究分析，開發的BIM/GIS住宅設計與建造虛擬仿真平臺， 此平臺能夠進一步推進鄉村住宅的規劃設計，以保證國家建設部門、規劃部門、市政管理部門等利用信息化平臺高效率、低成本運行管理。

首先從鄉村振興國家戰略角度可以看出，有關部門越來越重視到鄉村住宅規劃設計，一方面能夠改善鄉村居民群眾的生活居住條件，另外一方面能促進社會公平正義，以縮小貧富差距，利用虛擬現實技術實現鄉村住宅設計與建造技術信息化管理，能夠給人們提供更加優質的生活便利。為了實現2020年全面建成小康社會，國家不斷地加強鄉村產業振興、人才振興、文化振興、生態振興、組織振興5個方面的投入力度，并在創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念之下，希望能夠推動農村現代化的發展，讓廣大農民群眾也能夠感受到21世紀我們國家經濟的發展，也能夠在經濟發展的背景之下進一步推進農村生活的改善，以發展多融合的產業。

1.2 有效推進農村住宅超前設計、“裝配式”建造技術快速發展

在我國960萬平方公里的土地之上，雖說這些年來改革開放成果顯著，各種各樣的產業都在我們國家的土地上蓬勃發展起來。但是為了保障民生，最基本的話題仍然繞不開如何改善農村居民住房條件，如何有效推進農村住宅超前設計，如何保證廣大鄉村居民的生活品質，推進“裝配式”建造技術與智慧社區虛擬現實技術信息化系統進一步發展，進一步保證農村社會穩定的重要方式。在鄉村住宅規劃設計信息化管理過程中為了改變廣大鄉村群眾的居住條件，希望能夠給更多的農村居民帶來更好的便利，對其住宅設計、建造、管理進行一定的技術改進，能夠有效的抵御各種各樣的地質災害，也能夠保證居民享受更加高品質的生活。

1.3 推進鄉村振興戰略、改善鄉村居民生活居住條件

其實正是由于我們國家地大物博，很多地區有著不同的特色，在東北地區天氣寒冷，而在南方地區雨水較多，天氣較為溫暖，在四川重慶等地區地震頻發，不同地區有著不同特點，設計施工管理人員能充分利用GIS/BIM技術，結合各地自然地形地貌，鄉村住宅在設計和建造過程中一定要考慮到當地的具體自然環境，這樣才能夠更好的改善鄉村的生活環境和居住條件。在新一輪的鄉村住宅規劃設計與管理的過程中，就要考慮到農村居民房屋“裝配式”建筑結構、各民族的生活方式與習慣，也要考慮到當地自然環境問題，要能夠有效地抵御大風，寒冷，地質災害等等，能夠保證廣大農村居民在本信息管理平臺的過程中發現問題及時得到維修。絕不可以一個統一的模型在全國范圍內進行鄉村住宅規劃設計，這樣很容易導致設計理念，設計方式，建筑方式等等不符合當地的自然環境，浪費成本也影響了鄉村的進一步發展，更破壞了廣大農民群眾的鄉村生活。

鄉村振興國家戰略的實施，廣西“美麗鄉村”的政策實施首先從房屋設計、建造、管理、使用入手，能夠有一個更好的房屋住宅環境，有了GIS/BIM技術、虛擬現實技術等新科技在鄉村住宅設計和建造技術的應用，對國家市政、建設、電力、發改、稅務、應急等相關職能部門的管理工作來說，能更好更便捷的為廣大農村居民服務。相對于城市生活而言，農村生活依然有著一定的落后之處，為了更好的保證廣大農民群眾的生活品質，依然要進行新一輪的住宅設計，在原有的基礎上進行一定的規劃，無論是保暖，墻體設計還是其藝術形狀等等，都要能夠符合人們的經濟文化需求。

2 BIM/GIS住宅設計與建造虛擬仿真平臺

鄉村住宅設計與建造技術虛擬仿真信息平臺需要使用三維模型，然而傳統三維模型的構建主要依靠商業化的計算機輔助設計軟件，采用大量人工交互建模的方式，該方式制作周期相對長、成本高、更新難度大、時效性差、對建模人員技術水平的依賴性強等問題，且傳統三維建模通過目估或人工量測獲取建筑物高后進行建模，存在地物高程信息缺乏、建筑物模型高程精度差、屋頂精細度差等問題，同時，傳統的三維城市建模無法兼顧微觀領域中建筑內部設計、實現和宏觀地理環境中地理數據處理、分析能力。

盡管，目前將GIS與BIM技術應用于建立三維模型中已是常用手段，而且其與傳統三維模型相比，已解決了傳統三維模型中的部分問題，即：軟件獲取門檻較低、無需依賴目測估算和人工測量，能達到相對精確程度。但是，它依然存在一定的缺點，即其采集數據和監控成本較高、三維模型難以跨平臺、難以實現數據共享、實時監控成本較高的缺點。加上，該技術多應用于經濟較發達的城市園區、重要文化遺產區、市政管網、城市道路等的設計與建造上，較少運用在鄉村住宅規劃設計與建造技術領域中。

本文提出通過融合BIM、GIS技術，運用互聯網+的前沿技術，對虛擬仿真組態軟件技術、以人工智能化的傳感技術為基礎的智慧系統、虛擬現實交互技術進行研究，開發出基于BIM和GIS技術的住宅設計與建造虛擬仿真平臺。以BIM和GIS技術的三維模型為基礎，結合組態軟件與智能化的傳感器技術，搭建出數據精準、畫面逼真的三維模型;實現低門檻獲取數據、低成本采集數據，低成本監控管理，實現實時監控管理，及時發現問題;本平臺的研發有利于推動智能化與信息化鄉村發展，有利于促進鄉村住宅設計與建造的健康、高效、持續性運行和發展。

在計算機技術應用的過程中，采用了虛擬控制技術以及計算機網絡技術，在分析整個鄉村住宅規劃設計的過程中，能夠將其立體模型放在計算機上進行模擬進行分析，以此來提高設計的效率，以避免盲目的施工。通過各種各樣的組織手段將整個鄉村進行智能化設計，需要朝著更加多樣化的方向發展，不應該簡簡單單的給居民提供一個住所而已，還要能夠給其提供更加高品質的服務，在后續住宅使用過程中既能夠滿足人們居住的需求，還能夠進一步推動當地的產業升級，保證更多的人能夠在其中獲益。

3 鄉村住宅規劃設計虛擬現實信息平臺的實踐探索

3.1 主要建設內容分析

首先，要考慮到當地居民的具體生活方式和民族習慣，能夠契合其具體的生活方式，不同的地區有著不同的民俗文化，住宅建設的過程中也有不同的特點，因此每個地方的規劃設計、建設部門在利用新科技進行設計和建造的時候要能夠在此基礎上進一步地創新規劃設計思路，以給當地居民提供更加宜居的虛擬仿真設計環境建設方案，便于修改與完善，最后利用信息化管理平臺進行設計、建造、維護、管理。而不是盲目的進行改進，使得當地的生態環境遭到了很大的破壞。這既體現了以人為本，也體現了鄉村住宅創新設計與建造技術信息化管理過程中是為了更好的改善鄉村居民的生活條件，從而在2020年全面實現小康社會的偉大戰略目標。

如果當地的自然環境基本比較溫和，那么就要考慮到當地住宅的藝術設計新穎與“裝配式”建造結構能充分的利用空間，以保證其充分的利用自然環境，以此來節約成本。如果當地自然災害頻發，則應該保證整體結構較為穩定，以避免威脅廣大的農民群眾的生命安全。考慮到主要的建設內容，便能夠更好的入手，進行鄉村住宅規劃設計的實踐探索。

3.2 風險與效益的分析

當然在鄉村住宅規劃設計的過程中，風險和效益是并存的，如何有效的規避風險，盡可能的去降低風險發生的概率，如何有效的提高效率，還需要在管理的過程中多做工作，下足功夫。考慮到鄉村住宅設計項目自身的一些內容，以及當地居民的生活問題，還要考慮到一些現代化技術的應用，以此來推進風險降低和效益提高。其實在這里所探討的風險和效益的問題，不僅僅是傳統的建筑問題，鄉村住宅規劃設計過程中，現代社會智能化的一系列的理念和設計技術的創新也是十分重要的。

在廣西的農村建設的過程中可以看到，對農村的住宅進行規劃設計和城鎮化建設相互結合，并基于計算機網絡系統，包括BIM模型，地理信息系統，智慧系統，搭建虛擬仿真信息平臺等方式，讓更多的人才能夠在鄉村建設的過程中發揮用處，也能夠在后續的鄉村住宅應用過程中進行科學的管理，進行有效的發展，推動當地的產業升級。

4 結束語

總而言之，在鄉村住宅規劃設計與建造技術信息化系統建設的過程中，一定要充分的應用現代的智能化設備，并能夠很好的結合計算機技術，并在后續的發展過程中有效的利用物聯網的概念。這既提高了廣大農村居民的生活品質，也極大程度上促進了當地的產業發展。

參考文獻：

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