摘? 要：隨著建筑行業(yè)技術的發(fā)展與成熟，工程項目逐漸趨于大型化、復雜化、高精度化。許多工程實例引入BIM技術，進行建筑過程三維可視化模擬分析，完成建筑的設計施工。隨著計算機技術的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）逐漸與BIM技術相結合，實現對施工場地周圍地理信息的采集、運算、分析和描述。本文就BIM與GIS技術協同工作做出以下分析。

關鍵詞：BIM;GIS;技術融合

1 BIM、GIS概括

BIM（Building Information Model）譯為“建筑信息模型”。它是指基于三維數字設計和工程軟件所構建的“可視化”數字建筑模型。BIM技術已廣泛應用于建筑領域。在進行建筑設計時，可利用BIM軟件進行等比例繪制結構框架、管道、設備，從而觀察建筑效果，同時進行碰撞檢查，在施工前發(fā)現并解決問題，以防推遲工期。在施工前，通過BIM技術模擬施工過程，可在滿足各分部分項工程量前提下縮短工期，減少工程造價，提高效率。同時，可實現對建筑的節(jié)能、采光、通風等性能分析。

GIS（Geographic Information System）即“地理信息系統(tǒng)”，是一種應用較廣的空間信息系統(tǒng)，可在計算機系統(tǒng)的支持下，對地理數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。GIS這一概念是在20世紀60年代，由加拿大測量學家羅杰·湯姆林森博士最先提出的，當時主要用于政府管理資料信息。后由于計算機領域的深入研究與發(fā)展，進一步推動了GIS的發(fā)展與普及。到20世紀90年代，GIS技術逐漸成熟，注重于空間決策支持分析，各國政府相繼成立了學術性機構。到如今，GIS向三維發(fā)展，逐步完善建模系統(tǒng)，包括數據建模、拓撲建模、網絡建模。通過對擬建項目地理信息圖層疊加分析可得出該地區(qū)氣候、自然信息，如降雨量、周圍污染物擴散路徑、周圍管道直徑等。

2 BIM與GIS技術的融合

隨著建筑行業(yè)技術的發(fā)展，單純的使用BIM對建筑分析的實例減少，更多的是與其他技術融合，以發(fā)揮更大的價值，多項技術的融合成為當今發(fā)展潮流。而GIS與BIM的集成應用正是在這股潮流中應運而生，GIS的側重點為室外的規(guī)劃、大場景的分析，BIM技術側重點為建筑單體的高精度建模。將BIM模型置于GIS環(huán)境中進行模型的展示可觀測場地交通、氣候等情況，完成項目從規(guī)劃、設計、施工到維護的全生命周期管理。BIM+GIS技術可廣泛應用于道路交通、城市規(guī)劃、資產信息的管理與應急決策等。本文從以下三方面介紹未來BIM+GIS的發(fā)展及應用。

2.1 BIM+GIS與城市規(guī)劃

BIM與GIS的結合在規(guī)劃設計領域的應用最為廣泛。在規(guī)劃設計中，利用BIM建立模型可對建筑進行節(jié)能、日照、采光、暖通負荷、聲環(huán)境的分析，確保擬建建筑的各項指標都符合行業(yè)標準;GIS可對空間進行分析，采用GIS可觀測周圍已建建筑的密集度、高度，同時可得知周圍交通狀況進而規(guī)劃停車區(qū)。將BIM模型置于GIS中，進行建筑群的合理布置、綠化面積的設置，改善城市通風問題，緩解城市熱島效應。

2.2 BIM+GIS打造三維地圖

隨著“互聯網+”這一概念深入生活和生產的各個領域，各項技術也逐漸向數據化、智能化發(fā)展。利用廣聯達、斯維爾等公司研發(fā)的BIM軟件進行體量建模，繪制出各個建筑物、構筑物的模型放置于地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS中，可實現地理信息的三維觀測，從而打造與現實世界相似的“三維地圖”。這一構想的實現能夠更加直觀形象地觀察地理信息、道路情況，可完全取代傳統(tǒng)的平面地圖。若在這一構思的基礎上引進GPS（全球定位系統(tǒng)），打造基于“BIM+GIS+ GPS”模式的三維地理信息定位系統(tǒng)，從而實現在三維地圖中定位與導航?！叭S地圖導航”在傳統(tǒng)平面導航的基礎上，增加了地理情況、構建筑物情況，實現三維立體導航。

2.3 BIM+GIS管理建筑全生命周期

建筑全生命周期是指建筑從規(guī)劃、設計、施工、運營維護到拆除與處理的全循環(huán)過程。建筑工程普遍具有技術含量高、施工周期長、體量大、施工過程復雜等特點，因此建筑全生命周期的管理顯得尤為重要。BIM與GIS結合，從建筑選址、環(huán)境分析開始便發(fā)揮作用，到設計階段的節(jié)能設計、設備設計，再到施工階段的建筑材料可視化管理，可以說，BIM與GIS的組合貫穿了建筑全生命周期，并在其中發(fā)揮了重要作用。

3 BIM+GIS所面臨的挑戰(zhàn)

雖然BIM與GIS的集成會創(chuàng)造出巨大價值，現階段BIM與GIS的融合主要還是處于理論研究階段，兩者的結合仍面臨許多挑戰(zhàn)。

首先，常使用的BIM建模軟件主要基于兩大平臺，即Autodesk公司研發(fā)的CAD和Revit，而GIS建模則是單獨的平臺，當前的BIM與GIS共同工作的原理是數據格式的相互轉換，但由于平臺不同，在BIM模型與GIS模型數據交互時會存在幾何和語義丟失的狀況，導致得出的模型有誤或出現部件的損壞。其次，在建筑選址時，應觀測建筑場地周圍的地下管路，如何在GIS模型中精準描述管道位置成為一大考驗。管線的地理坐標應足夠精確，以避免在基礎施工時與地下管路發(fā)生碰撞，造成經濟損失;在GIS模型中觀測地下管線的前提是GIS模型擁有不同圖層，可隨意開啟或關閉，但這增加了GIS建模的難度，對數據的精準度與軟件的功能要求極高。最后，需要開發(fā)多終端支持BIM+GIS應用，BIM建模所需的軟件繁多，BIM模型與GIS模型的結合也需要GIS提供的軟件，操作復雜且易出錯，為方便兩者的集成，需要多終端支持應用。

4 結語

總之，BIM與GIS技術的融合仍處于理論研究階段，雖然兩者的結合在未來的建筑領域將發(fā)揮極大地優(yōu)勢，但在技術層面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如從數據到模型的轉化、不同模型的融合，目前尚未有完善的解決措施，“BIM+GIS”技術的發(fā)展任重而道遠。

參考文獻

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作者簡介：曹秀梅（1998-），女，漢族，山東省濟南人，大學本科在讀，山東科技大學資源學院2017級土木工程專業(yè)，研究方向為土木工程。