什么是BIM?BIM是指建筑信息模型(Building Information Modeling),目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有官方的定義,所以從國(guó) 外 BIM 標(biāo)準(zhǔn)中理解,BIM 是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目或者實(shí)施物理和功能特性的數(shù)字表達(dá),它并非以二維方式展示, 而是直接以三維的方式表達(dá);同時(shí) BIM 也是一個(gè)共享的知識(shí)資源,是該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中 的所有決策提供依據(jù)的過(guò)程;在項(xiàng)目的不同階段,不同利益相關(guān)方通過(guò) BIM 更改修改信息,實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)作業(yè), 基于它自身的特點(diǎn),BIM 目前在建筑以及一些設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越普遍。 它以
建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)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。它具有可視化,協(xié)調(diào)性,模擬性,優(yōu)化性和可出圖五大特點(diǎn)。
什么是GIS?GIS即地理信息系統(tǒng)。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。
位置與地理信息既是LBS的核心,也是LBS的基礎(chǔ)。一個(gè)單純的經(jīng)緯度坐標(biāo)只有置于特定的地理信息中,代表為某個(gè)地點(diǎn)、標(biāo)志、方位后,才會(huì)被用戶認(rèn)識(shí)和理解。用戶在通過(guò)相關(guān)技術(shù)獲取到位置信息之后,還需要了解所處的地理環(huán)境,查詢和分析環(huán)境信息,從而為用戶活動(dòng)提供信息支持與服務(wù)。
GIS+BIM
BIM和GIS的集成和融合能給人類帶來(lái)的價(jià)值將是巨大的,方向也是明確的。然而,盡管兩者如此接近,也并非能毫無(wú)阻礙的結(jié)合在一起。兩者從實(shí)現(xiàn)方法來(lái)看,無(wú)論在技術(shù)上還是管理上都還有許多需要討論和解決的困難和挑戰(zhàn)。至少有一點(diǎn)是明確的:簡(jiǎn)單地在GIS系統(tǒng)中使用BIM模型或者反之進(jìn)行目前都還不是解決問(wèn)題的辦法。
BIM與GIS之間并無(wú)可替代性,而是更傾向于一種互補(bǔ)關(guān)系。在BIM出現(xiàn)以前,GIS始終只能呆在房子外面,因?yàn)榉孔永锩娴男畔⑹菦](méi)有的。BIM的應(yīng)用讓這個(gè)局面有了根本性的改變。對(duì)GIS而言,由于CAD時(shí)代不能提供房子里面的信息,因此把房子畫(huà)成一個(gè)實(shí)心的盒子天經(jīng)地義。但是現(xiàn)在如果有人提供的不是CAD圖,而是BIM模型呢?GIS總不能把這些信息都扔了還是用實(shí)心盒子代替房子吧?對(duì)BIM而言,房子是在已有的自然環(huán)境和人為環(huán)境中建設(shè)的。新建的房子需要考慮與周圍環(huán)境和已有建筑物的互相影響,不能只管房子里面的事情。而這些房子外面的信息GIS系統(tǒng)里面早已經(jīng)存在了。BIM就應(yīng)該利用這些GIS信息避免重復(fù)工作,從而建設(shè)新房子。
總體上講,CAD 用來(lái)繪制建筑物,BIM 是用來(lái)整合和管理建筑物本身所有階段信息,GIS 則是整合及管理建筑外部環(huán)境信息。把微觀領(lǐng)域的 BIM 信息和宏觀領(lǐng)域的 GIS信息進(jìn)行交換和相互操作,滿足查詢與分析空間信息的功能,是未來(lái)城市 GIS 的發(fā)展方向。
GIS+BIM結(jié)合實(shí)例
谷歌地球(Google Earth)中的“3D建筑圖層”功能正是GIS與BIM相結(jié)合的重要實(shí)例之一。由衛(wèi)星,飛機(jī)等航空器提供的GIS數(shù)據(jù)與BIM數(shù)據(jù)相結(jié)合,便得到了一個(gè)“基本在正確位置”的“不是實(shí)心盒子”的“真正的”建筑物。
GIS+BIM結(jié)合能解決什么問(wèn)題
這兩個(gè)系統(tǒng)的整合以后的應(yīng)用領(lǐng)域很廣闊,包含城市和景觀規(guī)劃、
建筑設(shè)計(jì)、旅游和休閑活動(dòng)、3D地籍圖、環(huán)境模擬、熱能傳導(dǎo)模擬、移動(dòng)電信、災(zāi)害管理、國(guó)土安全、車輛和行人導(dǎo)航、訓(xùn)練模擬器、移動(dòng)機(jī)器人、室內(nèi)導(dǎo)航等。雖然BIM在國(guó)內(nèi)應(yīng)用很少,但是行業(yè)內(nèi)應(yīng)該關(guān)注并展望BIM和GIS結(jié)合所帶來(lái)的思路的轉(zhuǎn)變、成本的降低以及效率的提高。下面我們來(lái)看一些具體例子。
A:安全
一名重要的政客沿著特定的路線行進(jìn),出于安全需要,需要事先找到所有能看到這條路線的窗子和建筑物,并通過(guò)計(jì)算得出狙擊手可能躲藏的位置。
以往是在3D查看器中瀏覽沿線所有的建模模型,并以專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷狙擊手可能選擇的位置。但是現(xiàn)在可以通過(guò)BIM和GIS共同生成的城市的模型數(shù)據(jù)來(lái)生成一個(gè)線路沿線上符合條件的窗子和建筑的列表報(bào)告。如果只是應(yīng)用其中一方作為分析手段都會(huì)產(chǎn)生局限性。例如GIS不會(huì)儲(chǔ)存窗子的寬度和高度,而且要是通過(guò)幾何形狀去算的話將會(huì)非常復(fù)雜且費(fèi)時(shí)費(fèi)力;而且BIM中卻正好
存儲(chǔ)了窗子的尺寸,這個(gè)例子正是通過(guò)利用路線沿線的城市模型所附加的非常詳細(xì)的GIS+BIM的數(shù)據(jù),所以我們非常簡(jiǎn)便并準(zhǔn)確地才能定位和識(shí)別窗子。
B:導(dǎo)航
現(xiàn)在行業(yè)中都想解決室內(nèi)定位這一難題,但是大多關(guān)注的都是定位的手段,例如到底是Wi-Fi還是藍(lán)牙,是LFC還是NFC等等,但是室內(nèi)定位的地圖卻一般都是建筑的二維
電子圖來(lái)生成的,甚至只是示意圖;室外的地圖導(dǎo)航都開(kāi)始真三維化了,室內(nèi)導(dǎo)航還用二維線條,這著實(shí)有點(diǎn)跟不上節(jié)奏了!
但是如果有BIM,那這一問(wèn)題就能迎刃而解:通過(guò)BIM提供的建筑內(nèi)部模型配合定位技術(shù)可以進(jìn)行三維導(dǎo)航,例如有商場(chǎng)開(kāi)發(fā)的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng),就是利用了BIM和GIS,可以為員工及顧客進(jìn)行跨樓層跨樓體的導(dǎo)航。下圖為百度提供基于BIM技術(shù)的室內(nèi)導(dǎo)航圖。
C:三維城市建模
城市建筑類型各具特色,外型尺寸不同,外部顏色紋理不同,以及障礙物阻擋等。如果是“航測(cè)+地面攝影”,后期需要人工做大量貼圖;如果是用價(jià)格昂貴的激光雷達(dá)掃描,成本太高而且生成的建筑模型都是“空殼”,沒(méi)有建筑室內(nèi)信息,同時(shí)室內(nèi)三維建模工作量也不小,并且無(wú)法進(jìn)行室內(nèi)空間信息的查詢和分析。而通過(guò)BIM,可以輕易得到建筑的精確高度、外觀尺寸以及內(nèi)部空間信息。因此,通過(guò)綜合BIM和GIS,先對(duì)建筑進(jìn)行建模,然后把建筑空間信息與其周圍地理環(huán)境共享,應(yīng)用到城市三維GIS分析中,就極大的降低了建筑空間信息的成本。當(dāng)然這個(gè)前提是建筑都應(yīng)用到BIM,現(xiàn)階段在我國(guó)還依舊很難實(shí)現(xiàn)。
D:市政模擬
通過(guò)BIM和GIS融合可以有效的進(jìn)行樓內(nèi)和地下管線的三維建模,并可以模擬冬季供暖時(shí)熱能傳導(dǎo)路線,以檢測(cè)熱能對(duì)其附近管線的影響。或是當(dāng)管線出現(xiàn)破裂時(shí)使用疏通引導(dǎo)方案可避免人員傷亡及能源浪費(fèi)。
E:資產(chǎn)管理
以BIM提供的精細(xì)建筑模型為載體,利用GIS來(lái)管理建筑內(nèi)部資產(chǎn)的位置等信息,可以提高資產(chǎn)管理的
自動(dòng)化水平和準(zhǔn)確性。不會(huì)出現(xiàn)資產(chǎn)管理不明,或是不在它該在的位置這種尷尬情況。
F:當(dāng)BIM遇見(jiàn)安防
安全防范”是公安保衛(wèi)系統(tǒng)的專門術(shù)語(yǔ),是指以維護(hù)社會(huì)
公共安全為目的,防火災(zāi)、防入侵、防被盜、防暴和安全檢查等措施。
為了達(dá)到以上目的,人們采用了以電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等基礎(chǔ)安全防范技術(shù),并將其構(gòu)成一個(gè)安防系統(tǒng),使其發(fā)揮最大功能作用。
管理者能夠通過(guò)BIM安防管理平臺(tái):實(shí)時(shí)掌控建筑所有報(bào)警,迅速響應(yīng),進(jìn)度跟蹤,結(jié)果審核,保護(hù)建筑資產(chǎn)和生命安全。
BIM安防管理平臺(tái)可集成所有安防子系統(tǒng),如消防系統(tǒng)、
視頻監(jiān)控系統(tǒng)、
電子巡更系統(tǒng)和
門禁系統(tǒng)等;是對(duì)原有獨(dú)立子系統(tǒng)組合后的功能性提升,使得管理標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)維精細(xì)化、安全智能化,是一個(gè)真正意義上能讓原各子系統(tǒng)“團(tuán)結(jié)并戰(zhàn)”的平臺(tái)。
當(dāng) BIM 遇見(jiàn)安防系統(tǒng)后
1. 報(bào)警系統(tǒng)—快速處理、精細(xì)化管理
當(dāng)某個(gè)火警
探測(cè)器報(bào)警時(shí),BIM安防管理平臺(tái)可通過(guò)BIM模型直接定位火警位置,提供火警點(diǎn)位周圍
視頻畫(huà)面及報(bào)警相關(guān)的詳細(xì)文字描述。管理者第一時(shí)間即可掌握?qǐng)?bào)警點(diǎn)位的位置信息、現(xiàn)場(chǎng)信息和火警信息,解決了傳統(tǒng)模式的信息來(lái)源單一、傳達(dá)易延誤等問(wèn)題。
接下來(lái)管理者可通過(guò)BIM安防管理平臺(tái)派發(fā)工單指定人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查,待工作人員處理火警后,必須通過(guò)APP填寫(xiě)現(xiàn)場(chǎng)處理情況和解決辦法并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照,最后提交工單交由領(lǐng)導(dǎo)審核。
2. 3D電子巡更—智能巡視、實(shí)時(shí)報(bào)修
通過(guò)BIM安防管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全路線可視化管理,包括人員定位、巡視路線、掃碼點(diǎn)位、延誤說(shuō)明、漏點(diǎn)說(shuō)明、裝修檢查等巡視任務(wù)中的情況。
BIM安防管理平臺(tái)APP會(huì)定期通知巡視人員前往規(guī)定掃碼地點(diǎn),在完成第一個(gè)掃碼后,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)管理者制定路線提示巡視人員繼續(xù)前往下個(gè)掃碼地點(diǎn)。
1. 如果各點(diǎn)位之間巡視超時(shí),則必須填寫(xiě)延誤說(shuō)明,杜絕懶散巡視。
2. 如果巡視中發(fā)現(xiàn)異常情況,巡視人員需要通過(guò)APP拍照并添加文字描述,同時(shí)發(fā)送工單至相應(yīng)部門,做到巡視不留死角。
3.
視頻監(jiān)控—精準(zhǔn)定位、分組管理
BIM安防管理平臺(tái)—視頻監(jiān)控系統(tǒng)可定位樓內(nèi)出現(xiàn)的可疑人員,通過(guò)點(diǎn)擊BIM模型中的攝像機(jī),即可查看相應(yīng)視頻畫(huà)面,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況預(yù)判可疑人員行進(jìn)路線進(jìn)行追蹤,同時(shí)發(fā)送工單安排人員去現(xiàn)場(chǎng)盤查。
BIM安防管理平臺(tái)—視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能自定義分組視頻、查看歷史視頻和控制快球攝像機(jī)等。
1. 解決中控員畫(huà)面定位時(shí),還需腦補(bǔ)實(shí)際位置的需要,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位更簡(jiǎn)單;2. 解決了人員跟蹤時(shí),通過(guò)不停在操作臺(tái)輸入攝像機(jī)編號(hào)來(lái)查詢的需要,實(shí)現(xiàn)安全管理更高效;
BIM與GIS融合的最終目標(biāo)是什么?
根據(jù)城市化的水平,城市被劃分為五代:第一代是原始城市,第二代是市區(qū)化城市,第三代是郊區(qū)化城市,第四代是網(wǎng)格化城市,第五代是電腦網(wǎng)格化城市,即信息化城市,也稱作智慧城市。智慧城市是城市發(fā)展的新階段,其以網(wǎng)格化的傳感器網(wǎng)絡(luò)作為其神經(jīng)末梢,形成自組織,自適應(yīng)并具有進(jìn)化能力的智能生命體。現(xiàn)階段智能城市的初級(jí)階段即數(shù)字城市,是城市在信息化發(fā)展階段的重要目標(biāo)。為了滿足居民和城市發(fā)展的需求,城市正在急速擴(kuò)張,同時(shí)城市的信息系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜、精細(xì)。智能城市將是一個(gè)成熟技術(shù)的融合,包含精準(zhǔn)的城市三維建模,發(fā)達(dá)的城市傳感網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)的城市人流監(jiān)控,安全監(jiān)控、車流監(jiān)控等等。
隨著政府和企業(yè)對(duì)智慧城市的愿景越來(lái)越強(qiáng)烈,更多技術(shù)手段和應(yīng)用被引入,城市也要越來(lái)越智慧、具有活性。技術(shù)間的融合和兼容將是智慧城市建設(shè)者需要優(yōu)先考慮的,通過(guò)廣泛參與和標(biāo)準(zhǔn)組織的合作可以促進(jìn)智慧城市的平衡發(fā)展,以便更好地服務(wù)社會(huì)和人民。 而要達(dá)到這個(gè)目的,就不得不依賴于GIS與BIM的有機(jī)結(jié)合。GIS與BIM的融合,既是社會(huì)與科技發(fā)展的必然趨勢(shì),也是信息化世界的必經(jīng)之路。