BIM與GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1、GIS和BIM智慧園區(qū)建設(shè)的技術(shù)支撐為普及GIS和BIM技術(shù)的基本知識，并有效開展園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理平臺的建設(shè)工作，特推出首鋼園區(qū)GIS和BIM技術(shù)應(yīng)用”系列報道，報道共分三期，第一期GIS和BIM技術(shù)基本概念及工作進(jìn)展，此后兩期分別從宏觀層面介紹GIS和BIM技術(shù)在園區(qū)一體化管理搭建中的應(yīng)用，從微觀層面闡述BIM技術(shù)在園區(qū)二型材改造項目中的應(yīng)用。一、GIS和BIM基本概念GIS（地理信息系統(tǒng)，Geographic】nformationSystem）是隨著地理科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來的一門學(xué)科。在計算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)

2、地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。目前在城市（園區(qū)）規(guī)劃管理領(lǐng)域，地理信息系統(tǒng)作為一個直觀和理性的規(guī)劃工具具有數(shù)據(jù)存儲、管理與分析、規(guī)劃方案展示與決策、城市（園區(qū)）管理服務(wù)等重要作用。BIM（建筑信息模型，BuildinglnformationModeling）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真技術(shù)模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。目前園區(qū)開展項目中，多數(shù)為工業(yè)改造項目，存在設(shè)計難度大、施工周期長、投資金額多等問題。推行BIM技術(shù)應(yīng)用，發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢，將有效提升工程決策、規(guī)劃、設(shè)計、施工和運(yùn)營的管理水平。GIS與BI

3、M的主要區(qū)別在于：GIS主要應(yīng)用于宏觀區(qū)域，包含基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、規(guī)劃信息、地上和地下管線系統(tǒng)、道路系統(tǒng)、人口等信息；BIM則主要應(yīng)用于微觀單體建筑，涵蓋建筑單體的結(jié)構(gòu)、空間、空調(diào)、水暖等全專業(yè)信息。二、BIM和GIS技術(shù)應(yīng)用的工作進(jìn)展情況2014年8月，根據(jù)總公司領(lǐng)導(dǎo)要求，結(jié)合園區(qū)開發(fā)的實(shí)際情況，確定由園區(qū)開發(fā)部牽頭，組成BIM和GIS專項工作團(tuán)隊，總工室、信息部、管理部、首鋼建設(shè)集團(tuán)、首自信公司、首鋼國際工程公司、首鋼地勘院、園區(qū)服務(wù)公司、技研院等單位配合，對園區(qū)BIM和GIS應(yīng)用進(jìn)行專項研究。在總公司領(lǐng)導(dǎo)的組織帶領(lǐng)下，進(jìn)行了BIM和GIS相關(guān)工作的研究和實(shí)施，完成了各單位現(xiàn)狀的調(diào)研，提出了園

4、區(qū)BIM和GIS規(guī)劃建設(shè)總平臺的實(shí)現(xiàn)思路，制定了園區(qū)BIM和GIS實(shí)施工作安排，確定了二型材改造項目BIM實(shí)施計劃等，具體工作開展情況如下：1、已完成首鋼內(nèi)部相關(guān)資料調(diào)查與市場軟件分析。2014年8月調(diào)查整理園區(qū)開發(fā)部、首鋼國際工程公司、地勘院等部門現(xiàn)有GIS、BIM相關(guān)軟件及數(shù)據(jù)資料情況。同時對BIM和GIS國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及市場相關(guān)軟件產(chǎn)品進(jìn)行研究，依據(jù)平臺搭建需求及軟件應(yīng)用的普適性進(jìn)行GIS、BIM相關(guān)軟件的優(yōu)缺點(diǎn)分析與對比。2、GIS與BIM培訓(xùn)交流。2014年8月至今，由園區(qū)開發(fā)部牽頭組織了多場GIS、BIM培訓(xùn)交流會。邀請北京超圖軟件股份有限公司、北京市測繪設(shè)計研究院、金迪有限公司、

5、正元地理信息有限責(zé)任公司進(jìn)行園區(qū)GIS專業(yè)交流；邀請中國建筑設(shè)計研究院、北京工業(yè)大學(xué)、歐特克公司、奔特利公司、達(dá)美盛軟件股份有限公司進(jìn)行BIM領(lǐng)域?qū)I(yè)交流。此外，還參加了歐特克公司舉辦的2014年AU大師匯、由中國建筑學(xué)會建筑施工分會BIM應(yīng)用專業(yè)委員會組織召開的“工程技術(shù)與管理前沿”研討會等培訓(xùn)交流活動。3、咨詢合作洽談。2014年9月至今，先后與中國建筑設(shè)計研究院、北京市測繪設(shè)計研究院、北京工業(yè)大學(xué)、廣聯(lián)達(dá)、偉景行科技股份有限公司等單位進(jìn)行了初步咨詢與合作洽談。4、完成新首鋼高端產(chǎn)業(yè)綜合服務(wù)區(qū)BIM和GIS工作實(shí)施方案。2014年10月至今，對首鋼園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理平臺、首鋼園區(qū)GIS應(yīng)用系

6、統(tǒng)實(shí)施安排、首鋼園區(qū)BIM實(shí)施安排等內(nèi)容進(jìn)行專題研究，并已向總公司領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行多次工作匯報。隨著首鋼園區(qū)BIM和GIS工作的不斷深入，在完成以上工作內(nèi)容的基礎(chǔ)上，計劃下階段著重開展首鋼園區(qū)三維GIS數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系制定、首鋼園區(qū)企業(yè)級和項目級BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)制定、首鋼園區(qū)BIM和GIS規(guī)劃建設(shè)管理平臺的搭建、BIM和GIS初步IT架構(gòu)體系的方案編制、首鋼集團(tuán)相關(guān)單位的BIM和GIS培訓(xùn)等工作。三、結(jié)語將BIM和三維GIS進(jìn)行集成并全過程運(yùn)用于首鋼園區(qū)開發(fā)，在國內(nèi)尚屬領(lǐng)先，不僅有利于新首鋼高端產(chǎn)業(yè)綜合服務(wù)區(qū)打造成智慧、綠色生態(tài)園區(qū)，形成以企業(yè)為主體的園區(qū)開發(fā)與建設(shè)運(yùn)營先行區(qū)，而且有利于使首鋼園區(qū)成為國內(nèi)城

7、市規(guī)劃建設(shè)管理一體化先行示范區(qū)。為破解首鋼園區(qū)開發(fā)規(guī)模大、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)、工業(yè)遺存多、改造項目復(fù)雜等難題，按照總公司領(lǐng)導(dǎo)指示精神，園區(qū)開發(fā)部與相關(guān)單位密切合作，共同推進(jìn)將三維GIS和BIM技術(shù)應(yīng)用于首鋼北京園區(qū)的開發(fā)建設(shè)，從而提升園區(qū)規(guī)劃、開發(fā)、建設(shè)、運(yùn)營一體化管理水平，加速智慧園區(qū)和生態(tài)園區(qū)建設(shè)步伐?；贕IS和BIM技術(shù)搭建園區(qū)開發(fā)一體化平臺BIM可整合和管理建筑物本身所有階段的信息GIS則可整合及管理建筑外部環(huán)境信息。將BIM和GIS技術(shù)進(jìn)行集成，把微觀領(lǐng)域的BIM信息和宏觀領(lǐng)域的GIS信息進(jìn)行交互，結(jié)合園區(qū)開發(fā)的實(shí)際需求，打造園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理總平臺，滿足展示查詢與空間信息分析等功能，提高園

8、區(qū)開發(fā)效率，為實(shí)現(xiàn)園區(qū)全生命周期管理提供有力支撐。一、城市（園區(qū)）規(guī)劃建設(shè)一體化平臺分類從建筑的全生命周期來看，分為輔助設(shè)計管理平臺，優(yōu)化施工管理平臺、關(guān)注后期運(yùn)維平臺；從管理的維度來看，分為關(guān)注建設(shè)過程進(jìn)度、質(zhì)量、成本管理平臺和關(guān)注財務(wù)、人力資源、資產(chǎn)平臺；從平臺的實(shí)現(xiàn)形式來看，分為文件級內(nèi)容管理和流程級業(yè)務(wù)管理?？傊琁T平臺可以覆蓋到企業(yè)管理的方方面面，但對于一個企業(yè)來講，信息化技術(shù)的應(yīng)用不是越多越好，也不是越深越好，而是要結(jié)合企業(yè)發(fā)展階段、企業(yè)業(yè)務(wù)需求，甚至企業(yè)文化才能決定，不可盲目跟風(fēng)。所以，建設(shè)信息平臺的第一步，就是結(jié)合目前企業(yè)信息化應(yīng)用現(xiàn)狀，合理分析企業(yè)信息化平臺建設(shè)的真正需求。

9、二、首鋼園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理平臺基本概況新首鋼高端產(chǎn)業(yè)綜合服務(wù)區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理總平臺是結(jié)合首鋼新園區(qū)總體戰(zhàn)略規(guī)劃，從規(guī)劃策劃、項目設(shè)計、招商展示、建設(shè)施工、運(yùn)營維護(hù)五個方面出發(fā)，以三維虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，整合優(yōu)勢資源，實(shí)現(xiàn)園區(qū)整體可視化、可持續(xù)性的全生命周期管理系統(tǒng)，從而滿足園區(qū)規(guī)劃策劃、方案設(shè)計、對外宣傳、施工建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)等管理需求。園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理總平臺由BIM平臺和GIS平臺組成：BIM平臺應(yīng)用于微觀單體建筑，涵蓋建筑單體的結(jié)構(gòu)、空間、空調(diào)、水暖等全專業(yè)信息，將這些信息運(yùn)用于建筑的全生命周期，并從設(shè)計、招商、建設(shè)施工到單體運(yùn)營來維護(hù)全生命周期；GIS平臺主要應(yīng)用于園區(qū)的規(guī)劃策劃、招商和運(yùn)營維護(hù)

10、，分為3D-GIS和2D-GIS兩部分，通過GIS平臺，我們可以清楚知道項目周邊的地理信息、環(huán)境信息、規(guī)劃信息、社會信息。三、首鋼園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理平臺階段目標(biāo)園區(qū)開發(fā)共分規(guī)劃策劃、設(shè)計、建設(shè)、招商、運(yùn)營維護(hù)五個階段，規(guī)劃建設(shè)管理總平臺在不同階段的目標(biāo)如下：1、規(guī)劃策劃階段總平臺在規(guī)劃策劃階段需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)主要有輔助決策、提供設(shè)計依據(jù)。2、設(shè)計階段通過總平臺對項目設(shè)計進(jìn)行把控。首先提供設(shè)計模型標(biāo)準(zhǔn)，對模型進(jìn)行實(shí)時設(shè)計核查、探討與決策，對項目進(jìn)行成本分析與控制，確保BIM設(shè)計模型能夠保質(zhì)、實(shí)時完成。3、建設(shè)階段通過總平臺把控項目施工。首先提供施工竣工標(biāo)準(zhǔn)，將設(shè)計模型提供給施工單位指導(dǎo)施工，確保數(shù)據(jù)模

11、型與現(xiàn)場的同步性、一致性和準(zhǔn)確性。深化節(jié)點(diǎn)設(shè)計、優(yōu)化施工方案、進(jìn)度模擬、工程變更分析、輔助質(zhì)量控制與驗收，最終完成BIM竣工模型并進(jìn)行精確算量。4、招商階段總平臺在招商階段需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)主要有展覽展示和公共發(fā)布，通過三維可視化模型推動招商工作進(jìn)展。5、運(yùn)維階段總平臺在運(yùn)維階段需實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)主要有市政管理、城市綜合管理、地理信息數(shù)據(jù)管理、樓宇信息數(shù)據(jù)管理。四、結(jié)語通過基于GIS和BIM技術(shù)建設(shè)園區(qū)規(guī)劃建設(shè)管理平臺，可實(shí)現(xiàn)園區(qū)規(guī)劃策劃、項目設(shè)計、招商政策、建設(shè)施工和運(yùn)營維護(hù)各階段的一體化管理；實(shí)現(xiàn)規(guī)劃策劃與項目設(shè)計、項目設(shè)計與建設(shè)施工、建設(shè)施工與運(yùn)營維護(hù)的交付協(xié)同；實(shí)現(xiàn)各階段內(nèi)多專業(yè)協(xié)同以及實(shí)現(xiàn)各階段

12、信息化管理、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成與共享管理等，助力首鋼園區(qū)成為“新型”城市綜合服務(wù)商，同時在首鋼成功實(shí)施與應(yīng)用的基礎(chǔ)上，也可拓展并應(yīng)用于其它智慧城市試點(diǎn)。3DGIS與BIM融合的技術(shù)方案及應(yīng)用GIS和BIM本處在兩個不同的行業(yè)領(lǐng)域，二者跨界融合不是一場意外，而是各取所需、互惠互利的、互補(bǔ)之道。在行業(yè)應(yīng)用中，BIM提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，GIS則提供空間參考。若將BIM視作珍珠，在3DGIS的精心串聯(lián)下，必將成為一串驚艷世人、方便佩戴的珠寶?；诔浞中畔⒈磉_(dá)、建筑全生命周期、三維可視化技術(shù)、協(xié)同作業(yè)的特點(diǎn)，BIM徹底改變了建設(shè)工程設(shè)計、建造和運(yùn)維方式，經(jīng)過近十年發(fā)展，BIM正在由以建模為主”的BIM1.0向以多

13、維度數(shù)據(jù)應(yīng)用為主”的BIM2.0時代跨越，“BIM+GIS”作為BIM多維度應(yīng)用的一個重要方向，GIS提供的專業(yè)空間查詢分析能力及宏觀地理環(huán)境基礎(chǔ)深度挖掘了BIM價值。近幾年3DGIS技術(shù)日漸成熟，SuperMap三維GIS基于二三維一體化技術(shù)體系，有機(jī)整合了實(shí)用GIS空間分析能力與絢麗三維可視化效果，為BIM提供豐富地理空間信息；基于云端一體化技術(shù)體系，SuperMap為BIM提供云+端”的成熟應(yīng)用技術(shù)，可解決BIM輕量化運(yùn)維情景下的技術(shù)及管理問題。在3DGIS技術(shù)支持下，BIM與傾斜攝影模型、地形、三維管線等多元空間數(shù)據(jù)的融合，實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀的相輔相成、室外到室內(nèi)的一體化管理。BIM與3D

14、GIS完美融合技術(shù)方案便捷導(dǎo)入機(jī)制化解數(shù)據(jù)對接問題在數(shù)據(jù)對接層面,SuperMapGIS提供了便捷的BIM導(dǎo)入機(jī)制，支持常用主流的BIM數(shù)據(jù)格式（FBX、IFC、DAE.X、OBJ、3DS、OSGB/OSG），以關(guān)鍵字段圖元ID”為媒介確保模型與屬性一一對應(yīng)關(guān)聯(lián)，從BIM軟件到3DGIS平臺實(shí)現(xiàn)模型無縫對接、屬性無損集成。BIM數(shù)據(jù)導(dǎo)入流程實(shí)例化與LOD技術(shù)保證平臺性能出于性能需求考慮，SuperMapGIS采用LOD結(jié)構(gòu)和實(shí)例化技術(shù)突破了高密度模型的瀏覽性能瓶頸：LOD技術(shù)可根據(jù)距離遠(yuǎn)近來選擇展示不同精細(xì)程度的模型，極大緩解顯卡渲染壓力；采用實(shí)例化技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)用模型，顯著提高渲染效率。強(qiáng)大平臺

15、提供眾多實(shí)用功能在實(shí)用功能層面，SuperMapGIS為BIM提供了屬性查詢統(tǒng)計、通視分析、日照分析、室內(nèi)漫游等通用GIS功能；實(shí)現(xiàn)了模擬建筑物建造過程、指定樓層/部件單獨(dú)顯示的BIM專用功能；提供了BIM坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、BIM與其他空間數(shù)據(jù)精確匹配的能力，可滿足大場景與室內(nèi)精細(xì)場景完美結(jié)合的應(yīng)用需求。在實(shí)際應(yīng)用中綜合運(yùn)用這些功能，發(fā)揮GIS的位置服務(wù)與空間分析特長，BIM將產(chǎn)生實(shí)用而廣泛的應(yīng)用價值。模型瀏覽與屬性查詢多元數(shù)據(jù)集成拓展BIM應(yīng)用廣度與深度基于內(nèi)核級二三維一體化技術(shù)體系，SuperMap對二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)在空間數(shù)據(jù)管理、場景構(gòu)建和空間分析功能方面提供了一致的體驗，可有效利用二維數(shù)據(jù)與

16、BIM共同構(gòu)建三維應(yīng)用場景并提供實(shí)用分析能力，如三維管線與BIM結(jié)合快速構(gòu)建完整管線管理系統(tǒng)；基于強(qiáng)大GIS平臺和核心技術(shù)，SuperMap提供了領(lǐng)先業(yè)界的傾斜攝影3DGIS應(yīng)用技術(shù)方案，將全方位展現(xiàn)地面情況的傾斜攝影模型與BIM室內(nèi)和地下模型結(jié)合，將形成室外到室內(nèi)、地上到地下的全要素三維場景。3DGIS提供的多種空間數(shù)據(jù)為BIM應(yīng)用提供了堅實(shí)的地理環(huán)境基礎(chǔ)，可滿足大場景與室內(nèi)精細(xì)場景完美結(jié)合的應(yīng)用需求，并且GIS宏觀尺度的管理功能可將BIM應(yīng)用擴(kuò)展至道路、鐵路、隧道、水電等長線工程，極大地拓展了BIM行業(yè)應(yīng)用廣度和深度。云端一體化助推BIM輕量化運(yùn)維管理BIM2.0的意義在于：建立模型不是目

17、的，目的在于解決用來干什么”和如何用”的問題，構(gòu)建良好有序的BIM運(yùn)維管理系統(tǒng)是BIM2.0的重要價值所在，WebGL技術(shù)結(jié)合云端一體化技術(shù)體系為B/S架構(gòu)的BIM運(yùn)維系統(tǒng)提供了新的選擇，也是未來主流發(fā)展方向。SuperMap提供云端一體化的BIM運(yùn)維管理方案:在云端借助強(qiáng)大云服務(wù)能力對BIM模型進(jìn)行解析、格式轉(zhuǎn)換、輕量化等預(yù)處理操作，奠定了輕量化運(yùn)維的數(shù)據(jù)服務(wù)基礎(chǔ)；SuperMapiClient3DforWebGL則作為前端展示平臺，可快速訪問存放在云端的三維數(shù)據(jù)服務(wù)，良好擴(kuò)展支持第三方特性可便捷訪問BIM數(shù)據(jù)商提供的云服務(wù)，并且眾多的強(qiáng)大分析功能可滿足實(shí)際運(yùn)維需求。云處理+端展示”的一體化

18、技術(shù)方案帶來了集約高效、友好安全、實(shí)用有效的運(yùn)維體驗，讓BIM運(yùn)維的模型Web瀏覽、分享以及協(xié)作更簡單?！?DGIS+BIM”應(yīng)用場景秉持開放共贏的合作觀念，BIM與3DGIS跨界融合市場前景不可限量，可應(yīng)用在城市規(guī)劃、城市交通分析、室內(nèi)導(dǎo)航、資產(chǎn)管理、市政管網(wǎng)管理、數(shù)字防災(zāi)、應(yīng)急救援、建筑改造等諸多領(lǐng)域，與各自單獨(dú)應(yīng)用相比，在建模質(zhì)量、分析精度、決策效率、成本控制水平等方面都有明顯提高。BIM+傾斜攝影促進(jìn)智慧城市建設(shè)回顧構(gòu)建智慧城市的曲折道路，我們清晰地意識到：單一數(shù)據(jù)和技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)真正智慧服務(wù)，構(gòu)建智慧城市的基石是實(shí)現(xiàn)徹底的數(shù)字化，必須通過數(shù)據(jù)間的結(jié)合、技術(shù)間的融合達(dá)成目的。隨著科技進(jìn)步和傾斜建模技術(shù)的成熟，傾斜攝影模型被廣泛使用，其全方位、全要素展示物理世界的特性，滿足了城市地理空間數(shù)字化需求；BIM作為一種尺寸準(zhǔn)確、信息詳盡的精細(xì)模型，則填補(bǔ)了微觀領(lǐng)域空白，實(shí)現(xiàn)了城市室內(nèi)空間數(shù)字化。地理信息作為智慧城市重要的基礎(chǔ)信息，基于SuperMap領(lǐng)先業(yè)界的傾斜攝影技術(shù)方案和三維GIS技術(shù)，將BIM與傾斜模型置于同一參考下，形成了從戶外到室內(nèi)、