如何看待BIM與GIS的整合

BIM與GIS的跨界整合,使微觀領域的BIM信息內容與宏觀領域的GIS信息內容完成互換和互操作,提高了BIM運用深度,將BIM的運用從單體拓寬到建築羣乃至城市級,爲GIS行業發展提供了新的突破口,另外也提供了一些新的挑戰。應對挑戰,GIS基本服務平臺要具有什麼工作能力?文中將分析BIM+GIS運用過程中碰到的難題及其解決方式 。
如何看待BIM與GIS的整合
在GIS平臺中載入高架橋的BIM數據(左),並累加在影像數據上(右)
挑戰一:將BIM數據連接到GIS平臺
世界各國BIM三維建模軟件類型各種,不同的軟件有不同的儲存方法。這種數據文件格式相互差異,且相對性較爲封閉沒有公佈文檔構造,給BIM數據連接到GIS平臺提供了最直接的挑戰。
BIM數據取決於BIM系統軟件,例如Revit的rvt文檔自身不是帶材質貼圖的,是存在於Revit安裝文件的材質庫中,要載入Revit數據的詳細信息內容,包含特性、材料、幾何圖形等,不可或缺Revit系統軟件自身。完成載入BIM數據現階段最務實的方式 便是依託於BIM到GIS數據格式轉換工具或軟件,也就是依託於BIM軟件庫的原生態支撐,將BIM數據變換到GIS數據庫。
ZTMAP依次帶來了幾款BIM流行製圖軟件的變換軟件和專用工具,如Autodesk主打產品的Revit、AutoCAD及其Civil3D軟件,及其Bentley的MicroStationCONNECTEdition、達索的CATIA系統軟件,將數據的端點和特性信息內容一次性導出來,而且分類或圖層展開歸類。導出數據不但保存了BIM數據實例化的特性,還轉化成了多關鍵點層級(LevelsofDetail),提高數據在三維GIS平臺中載入和訪問的特性。ZTMAP也爲一些製造行業的規範文件格式-IFC帶來了相匹配的轉換軟件。
挑戰二:完成BIM模型輕量
BIM三維建模軟件重視的是單一體工程建築,但GIS必須管理一個地區或整個大城市的BIM數據,而且GIS終端設備可能是配備不太高的PC,乃至是Pad或手機上,因而GIS應對的數據量挑戰更大。因此大家不但要處理數據格式轉化,更要展開適度的數據輕量和提升,ZTMAP對外開放帶來的軟件早已嵌入了智能化輕量的工作能力。
完成BIM輕量必須下列重要技術:
原生態LOD(LevelofDetail)技術。BIM系統軟件中的三維目標是參數化的,例如圓柱,用圓心點、半徑、高度來敘述,但導進GIS系統軟件要三角化爲三角網,在三角化時,運用此技術可轉化成好幾個不同細節層級的模型,將要BIM模型分析出不同的顯示信息精密度和顯示信息等級。
如何看待BIM與GIS的整合
不同細節層級(左爲LOD-0,右爲LOD-2)的通風風管模型
實例化技術,即對BIM模型中存有的很多共用目標只儲存一份。如在修建環節,會存有很多的小螺絲釘目標,他們的端點和材料等全是一樣的,僅僅部位差異,依託於儲存一個小螺絲釘和好幾個部位的方法完成重複使用模型。在顯卡也適用那樣的實例化3D渲染,進而提高3D渲染效率。
挑戰三:在GIS平臺表達BIM模型
目標模型是一類GIS空間數據模型,用於敘述離開空間的因素,包含二/三維點、線、面及其三維體目標模型。在其中,三維體目標是依託於拓撲結構閉合、高精度的三角網來表達的。三維體目標模型能夠表達實際目標,如工程建築、公路橋樑等。
GIS要從室外邁向室內,室內數據必須BIM來獲得。要完成BIM模型適用查詢、統計分析及剖析等作用,最先需要處理怎樣在GIS平臺表達BIM模型的難點。與3dsMax模型對比,BIM模型並不是一張皮的表層模型,它是體目標,具有健全的拓撲結構一致性及創傷性,因而可以用三維體目標模型來表述那樣的工程建築。
BIM模型展開三角化後,統一到三維體目標模型,能夠做三維空間關聯分辨(包括、交點、相離)、三維空間運算(交、並、差),還適用測算面積和容積,適用各種三維空間剖析如控高剖析、搭建三維緩衝區等,爲靈活定製城市規劃設計標準帶來技術支撐。
如何看待BIM與GIS的整合
城市規劃設計-控高剖析
挑戰四:BIM單體之間連接互聯網表達
互聯網模型是另一類GIS空間數據模型,包含二維互聯網數據模型及其三維互聯網數據模型。三維互聯網模型數據能夠表達路面、地下綜合管廊、管道等數據中間的拓撲結構聯接關聯。BIM的運用目標通常是單體建築,但怎樣完成如地下管道、鐵路線、隧道施工、海港等規模性地區性目標的管理方法,則必須集成化GIS來完成,用三維互聯網模型數據來表達BIM單箇中間的連接互聯網,例如路面數據,能夠獲取出帶拓撲結構聯接關聯的三維點、線目標,隨後搭建三維互聯網數據模型。
那樣就可以將BIM模型運用於各種各樣繁雜的具體工程項目行業中,比如爆裂網絡分析,若某一處市政工程水系/熱力管網/天燃氣管道的地下管道發生了崩裂,我們可以依託於三維互聯網數據模型的拓撲關係瞭解關掉什麼閘閥,什麼管道遭受了危害,進而立即、迅速的解決困難。
如何看待BIM與GIS的整合
三維設備網絡分析-爆裂剖析
挑戰五:三維數據座標轉換
BIM一般 選用單獨的座標系統,如地區座標系,GIS數據來源於諸多,收集方法差異,所選用的座標系也存有一定的差異。BIM與GIS集成化運用遭遇着不同平面座標差異,沒法配對的難題。GIS最基礎的工作能力便是座標轉換,點線面的座標轉換早已十分完善,但變換工作能力是不是能運用到三維模型數據中,對GIS平臺也是一個挑戰。
ZTMAP已完成適用三維模型的逐頂點座標變換工作能力,適用BIM模型和GIS數據在平面座標系和地理座標系中間的變換,完成在地球折射率危害下的BIM模型和GIS數據精準配對,防止3D渲染時的縫隙和系統漏洞等難題,考慮諸多製造行業,如公路橋樑、路面、水利工程水壩等,在基本建設、經營、管理方法全過程中對數據的精密度要求。
如何看待BIM與GIS的整合
地區平面座標下的BIM模型變換到地理座標系下,再累加到天地圖上的顯示效果
挑戰六:BIM與多源數據整合配對
GIS有一個很重要的特點,便是集成化了大量多源數據,例如地貌影象、傾斜攝影模型、激光點雲、細緻模型、河面、地下管道及其場數據等。怎樣完成BIM與多源數據整合配對,進而提升數據的運用使用價值,它是對BIM+GIS運用的又一挑戰。
要展開整合配對,最先必須展開座標轉換和數據配準,將BIM模型與傾斜攝影模型、地貌等多源數據統一到一個平面座標,完成各種各樣信息內容兩端對齊;隨後再對數據展開實際操作和解決,展開例如包鑲鋪平剪裁等實際操作,完成數據平滑對接、紋路拼接自然。
如何看待BIM與GIS的整合
BIM模型與多源數據整合
挑戰七:三維空間數據規範欠缺
三維空間數據的高效發佈、數據共享資源和數據規範是三維GIS運用網絡熱點之一。BIM+GIS得到了愈來愈普遍的運用,但欠缺統一的三維空間數據規範和標準,三維空間數據的互操作和對外開放共享資源變成難題,這在一定水平上牽制了BIM+GIS更爲深層次的運用。
現階段,世界各國早已發佈了諸多數據規範和文件格式,如S3M、I3S、3DTiles等。這種規範與文件格式的發佈,促進了三維數據規範化和三維數據的對外開放共享資源。
ZTMAPGIS發佈的S3M(Spatial3DModel)規範,適用網絡空間和線下自然環境下大量多源三維空間數據的數據傳送、互換、高性能數據可視化,完成了在B/S下公佈和共享資源大量BIM與GIS數據,也完成了大量BIM與GIS數據在桌面端、電腦瀏覽器端、移動端有關運用。
挑戰八:多終端支持BIM+GIS運用
IT技術的飛快蓬勃發展,深刻而長久地危害了BIM與GIS 2個行業。在其中,VR/AR及其WebGL等IT新技術,爲BIM+GIS運用引入了強悍的驅動力。以便完成這種IT新技術與BIM、GIS的集成化運用,需要多終端設備適用BIM+GIS運用。
ZTMAPGIS根據HTML5WebGL技術,發佈了輕量級三維客戶端,那樣不必安裝程序、不必安裝軟件、不必下載數據,就可以在電腦瀏覽器上高效率訪問三維服務項目,並根據開源系統的S3M標準支持好用的三維空間查詢、量算以及空間剖析等作用。ZTMAP將AR與BIM、GIS融合,在GIS手機端服務平臺上把智能化的BIM推廣到一切情景中。如在施工現場,將方案設計與具體施工工地展開覈對,能夠及時處理難題並展開調整 。
結語
軟硬件整體實力的持續提高,及其智能化社會發展的基本建設要求,爲BIM和GIS技術的跨界結合造就了機會。BIM+GIS的運用使用價值前途無量,需要大家逐步推進探索與發掘。
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