BIM技术与 GIS技术融合应用概述

BIM技术与 GIS技术融合应用概述

曹阳梓

新疆机场（集团）有限公司 乌鲁木齐市新市区 830016

摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术与GIS技术有了很大进展，并且在各项工程中得到了广泛应用。在智慧城市发展建设过程中，BIM、GIS等技术发挥着重要的作用，由于两种技术侧重的方向不同，在实际应用中各自均存在短板，因此本文探讨BIM+GIS融合技术在不同领域的集成应用。

关键词：BIM；融合应用GIS

引言

伴随我国经济的迅猛发展，城市建设更新速度加快，智慧化需求越来越高，我国智慧城市行业概念企业已经发展近千家。未来，基于国家发展“建设智慧城市”的要求，智慧城市行业概念企业数量将会迅速突破千家。可见，城市建设对资源和信息化的依赖程度也越来越高，传统的二维数据模型已经无法满足三维空间分析需求，精细化、标准化、智能化已然成为城市建设管理的核心要求。GIS与BIM的融合技术为城市建设管理提供一种新的方法，以弥补单一技术在城市建设管理中的短板。

一、技术优势

“建设工程管理”其内涵涉及工程项目全过程，它包括了:决策阶段的开发管理，实施阶段的项目管理，使用阶段的设施管理。按建设工程项目不同参与方又可以划分为业主方的项目管理、设计方的施工管理、施工方的项目管理、供货方的项目管理以及建设项目总承包方的项目管理。项目目标的实现最重要的过程就在实施阶段的项目管理中，而其中重中之重是施工方的项目管理，建设项目能够安全顺利地进行就要提高施工管理的质量。

BIM是集成了建筑工程项目各类相关信息的工程数据模型，可以演示建筑项目生命周期不同阶段（设计、施工和运维）的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述。GIS是对空间地理要素的分布和表达，实现对空间地理信息的可视化展示和分析。GIS大场景的烘托可以提供BIM模型空间及定位的可视化参考，而BIM则可对特定模型详尽表达。

目前，国内施工领域使用BIM、GIS技术大都停留在解决单项问题的层面，尚缺少支持项目级和企业级管理提升的应用，涉及面还不够深入，同时BIM和GIS技术各有长短。GIS技术缺乏构件级别的精准信息，BIM技术过于理想化较难结合现场实际，在复杂的施工过程中单项技术的应用很难满足现场管理的需要。如今BIM+GIS技术的集成应用已成为行业研究和探索的方向，既可以利用GIS技术准确地反应工程的全貌，又可以利用BIM技术从可视化、数据化、信息化的角度提高我们项目管理的水平，从而严格控制施工管理中各项因素，使得施工现场有序地进行。

二、BIM与GIS的技术融合

BIM建筑信息模型是对建筑单体的整个生命周期从设计、施工到运维各阶段的精细化表达，具有非常丰富且详细的几何构造与语义信息，但是它对建筑周围信息描述较少，而脱离周边的宏观地理环境要素，这样使得建筑模型成为没有研究意义的“空中楼阁”。而GIS地理信息系统通过对象建模对现实世界进行表达，重点在于对建筑室外的信息表达，能够在宏观上对室外环境的功能和物理空间关系进行空间分析，但由于缺乏详细而全面的建筑信息数据，使得GIS模型数据停留在建筑外面。将BIM技术与GIS技术进行融合应用的目的在于弥补两种技术单独应用时的缺陷，更好的发挥两者的优势。BIM+GIS模型的融合，既拓展数据的广度，也加强了数据的深度。GIS与BIM融合具有广泛的应用价值，是城市精细化、智慧化管理的基础。

三、BIM+GIS集成技术应用

3.1基于BIM+GIS施工场地空间策划的应用

为了使施工总平面图设计更符合现场实际情况以及减少对周边环境的影响，我们采用BIM+GIS的技术进行施工总平面布置图深化设计。通过倾斜摄影技术同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集丰富的地物侧面纹理及位置信息，而后通过建模软件将基于详尽的航测数据，进行影像处理、区域联合、区域平差、多视影响匹配等一系列操作，建立真实的三维GIS点云模型，最后将点云模型导入BIM三维施工策划软件对项目施工总平面布置图进行深化设计。这种方式不仅能将项目既有的场地情况和周边信息准确地反映出来，还能将未来不同施工阶段的空间需求信息模拟出来，对项目整体的临时设施布置、仓库堆场规划、大型机械设备安装和进出场等进行模拟和优化，能够最大程度地处理传统平面布置图上难以详尽显示和模拟的交叉情况，使得传统的施工平面管理升级到三维甚至是四维空间上来。

3.2建筑规划与施工管理

社会经济的快速发展在不断推动城市建筑工程发展，城市化的可持续发展依赖于建筑工程的合理规划。建筑工程规划管理的内容主要包括对建筑工程的使用性质进行控制、对建筑密度以及容积率进行控制、对建筑间距以及绿地率进行控制。通过BIM+GIS的融合可以使规划者在直观的三维中查看新建建筑物与周围环境的协调性、观察新建建筑物的出入口与周围道路、控制新建建筑的高度与基地标高、查看建筑间距、进行日照模拟等，省却了传统建筑工程规划管理中大量公式的计算。在进度管理的层面上BIM与GIS的融合不但可以通过空间的耦合可视化的展现城市的建设动态与建设规划，提升决策效率与决策精度；还可以通过后台数据库中信息的相互比较完成实际进度与计划进度的自动客观比对，实时预警，降低管理风险。建筑工程施工管理由于涉及内容非常广泛、信息与数据相交汇导致工作难度非常大，工序繁琐并且任务量庞大。引进BIM-GIS技术实现了建筑施工管理的可视化，通过建立可视化模型，以BIM建筑信息模型为基础进行建筑施工信息流动、成本、物料及建筑构件属性分析，并运用GIS在整合和管理建筑物外部环境信息中的优势性，确保建筑合理空间布局，由此实现了建筑施工过程的实时性与可视化监管。

3.3场地选择与布置

项目规划人员运用BIM技术可以沉浸在施工现场的真实视图中，并通过使用BIM三维模型信息来评估潜在的危险，以此帮助规划人员在场地规划阶段做出决策。相比之下，GIS能提供环境影响的定量评估与场地的空间背景视图，以及支持建筑工地材料布局的时空冲突检测与现场材料的可达性评估。

3.4智慧机场建设的探索

在机场建设方面，通过引入BIM+GIS技术可以为机场信息化提供基础数据和可视化表达。通过建立地质数据管理平台和三维地面模型，实现空间地理要素的二维与三维、宏观与微观和结合，实现机场室内室外、地表地下的全方位建模，及对设备设施的多种方式空间表达，完成机场的物理仿真，在计算机系统中构建一个与显示一样的数字孪生空间。并提供机场信息化的大数据管理能力和协同运维能力，把微观领域的BIM信息和宏观领域的GIS信息进行交换和相互操作，从而为实现智慧机场的应用提供底层的基础数据支撑，GIS+BIM的结合是未来智慧机场发展的必然趋势。

结语

综上所诉，BIM+GIS的集成给我们带来的价值是巨大的，方向也是明确的。但是从实现方法来看，如何将BIM+GIS的优势进行有效结合，无论在技术上还是管理上都还有许多需要讨论和解决的困难和挑战，如何在应用的过程中避免各自的局限性也成为数字建造、智慧建造的一项课题。有效的集成不仅可以在建造数据上进行全面管理，同时也能使现场管理从传统的粗放式向精细化转型，打造“安全的建筑、品质的建筑、绿色的建筑、智能的建筑”，提高企业的竞争力与生命力。

参考文献

[1]黄楠鑫.融合BIM和GIS的室内外一体化路网构建[D].北京建筑大学，2019.

[2]武鹏飞.GIS与BIM融合的研究进展与发展趋势[J].测绘与空间地理信息，2019，42（1）：1-6.

[3]史艾嘉.BIM技术与GIS技术融合应用研究[J].价值工程，2019，38（21）：179-181.