Hi,你好,歡迎來到中國智慧城市網
  • 廠家直供
  • 大宗采購
  • 實力企業
  • 資訊頭條
  • 招商
  • 卓越品牌
 
當前位置: 首頁 » 資訊頭條 » 行業動態 » 正文

BIM+GIS應用的八大挑戰

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-05-15  瀏覽次數:10149
核心提示:BIM與GIS的跨界融合,使微觀領域的BIM信息與宏觀領域的GIS信息實現交換和互操作,提升了BIM應用深度,將BIM的應用從單體延伸到建
  BIM與GIS的跨界融合,使微觀領域的BIM信息與宏觀領域的GIS信息實現交換和互操作,提升了BIM應用深度,將BIM的應用從單體延伸到建筑群甚至城市級,為GIS行業發展帶來了新的契機,同時也帶來了一些新的挑戰。面對挑戰,GIS基礎平臺要具備哪些能力?本文將剖析BIM+GIS應用過程中遇到的難點以及應對方法。
在GIS平臺中加載立交橋的BIM數據(左),并疊加在影像數據上(右)

挑戰一:將BIM數據接入到GIS平臺

 

  國內外BIM建模軟件種類繁多,不同的軟件有各自的存儲方式。這些數據格式彼此不同,且相對比較封閉沒有公開文件結構,給BIM數據接入到GIS平臺帶來了最直接的挑戰。

  BIM數據依賴于BIM軟件,比如Revit的rvt文件本身是不帶貼圖的,是存在于Revit安裝目錄的材質庫中,要讀取Revit數據的完整信息,包括屬性、材質、幾何等,離不開Revit軟件本身。實現讀取BIM數據目前最務實的方法就是基于BIM到GIS數據格式轉換工具或插件,也就是基于BIM軟件庫的原生支撐,將BIM數據轉換到GIS數據庫。

  SuperMap先后提供了多款BIM主流設計軟件的轉換插件和工具,如Autodesk旗下的Revit、AutoCAD以及Civil3D軟件,以及Bentley的MicroStation ConNECT Edition、達索的CATIA軟件,將數據的頂點和屬性信息一次性導出,并且按類型或圖層進行分類。導出數據不僅保留了BIM數據實例化的特點,還生成了多細節層次(Levels of Detail),提升數據在三維GIS平臺中加載和瀏覽的性能。SuperMap也為某些行業的標準格式-IFC提供了對應的轉換工具。

挑戰二:實現BIM模型輕量化

 

  BIM建模軟件注重的是單一體建筑,但GIS需要管理一個區域或整個城市的BIM數據,并且GIS終端可能是配置不高的PC,甚至是Pad或手機,因此GIS面對的數據量挑戰更大。所以我們不僅要解決數據格式轉換,更要進行適當的數據輕量化和優化,SuperMap對外提供的插件已經內嵌了智能輕量化的能力。

  實現BIM輕量化需要以下關鍵技術:

  • 原生LOD(Level of Detail)技術。BIM軟件中的三維對象是參數化的,比如圓柱體,用圓心、半徑、高度來描述,但導入GIS系統要三角化成三角網,在三角化時,利用此技術可生成多個不同細節層次的模型,即將BIM模型解析出不同的顯示精度和顯示層級。


  • 不同細節層次(左為LOD-0,右為LOD-2)的風管模型
  實例化技術,即對BIM模型中存在的大量共用對象只存儲一份。如在建造階段,會存在大量的螺絲釘對象,它們的頂點和材質等都是一樣的,只是位置不同,通過存儲一個螺絲釘和多個位置的方式實現復用模型。在顯卡也支持這樣的實例化渲染,從而提升渲染效率。

挑戰三:在GIS平臺表示BIM模型

 

  對象模型是一類GIS空間數據模型,用來描述離散空間的要素,包括二/三維點、線、面以及三維體對象模型。其中,三維體對象是通過拓撲閉合、高精度的三角網來表示的。三維體對象模型可以表示現實對象,如建筑、橋梁等。

  GIS要從室外走向室內,室內數據需要BIM來獲取。要實現BIM模型支持查詢、統計及分析等功能,首先需要解決如何在GIS平臺表示BIM模型的難題。與3ds Max模型相比,BIM模型不是一張皮的表面模型,它是體對象,具備完善的拓撲完整性及閉合性,因此可以用三維體對象模型來表達這樣的建筑。

  BIM模型進行三角化后,統一到三維體對象模型,可以做三維空間關系判斷(包含、相交、相離)、三維空間運算(交、并、差),還支持計算表面積和體積,支持多種三維空間分析如控高分析、構建三維緩沖區等,為靈活定制城市設計規則提供技術支撐。

城市設計-控高分析 

挑戰四:BIM單體之間鏈接網絡表示

 

  網絡模型是另一類GIS空間數據模型,包括二維網絡數據模型以及三維網絡數據模型。三維網絡模型數據可以表示道路、管廊、管線等數據之間的拓撲連接關系。BIM的應用對象往往是單體建筑,但如何實現如地下管線、鐵路、隧道、港口等大規模區域性對象的管理,則需要集成GIS來實現,用三維網絡模型數據來表示BIM單體之間的鏈接網絡,比如道路數據,可以提取出帶拓撲連接關系的三維點、線對象,然后構建三維網絡數據模型。

  這樣就可以將BIM模型應用于各種復雜的實際工程領域中,例如爆管網絡分析,若某一處市政水網/供熱管網/天然氣管道的地下管線發生了爆裂,我們可以基于三維網絡數據模型的拓撲關系知道關閉哪些閥門,哪些管線受到了影響,從而及時、快速的解決問題。

三維設施網絡分析-爆管分析

挑戰五:三維數據坐標轉換

 

  BIM通常采用獨立的坐標系統,如地方坐標系,GIS數據來源眾多,采集方式各異,所采用的坐標系也存在一定的差異性。BIM與GIS集成應用面臨著各自坐標系不同,無法匹配的問題。GIS最基本的能力就是坐標轉換,點線面的坐標轉換已經十分成熟,但轉換能力是否能應用到三維模型數據中,對GIS平臺也是一個挑戰。

  SuperMap已實現支持三維模型的逐頂點坐標轉換能力,支持BIM模型和GIS數據在平面坐標系和地理坐標系之間的轉換,實現在地球曲率影響下的BIM模型和GIS數據精確匹配,避免渲染時的裂縫和漏洞等問題,滿足眾多行業,如橋梁、道路、水利大壩等,在建設、運營、管理過程中對數據的精度需求。


地方坐標系下的BIM模型轉換到地理坐標系下,再疊加到天地圖上的顯示效果

挑戰六:BIM與多源數據融合匹配

 

  GIS有一個很重要的特性,就是集成了海量多源數據,比如地形影像、傾斜攝影模型、激光點云、精細模型、水面、地下管線以及場數據等。如何實現BIM與多源數據融合匹配,從而提高數據的利用價值,這是對BIM+GIS應用的又一挑戰。

  要進行融合匹配,首先需要進行坐標轉換和數據配準,將BIM模型與傾斜攝影模型、地形等多源數據統一到一個坐標系,實現各種信息對齊;然后再對數據進行操作和處理,進行諸如鑲嵌壓平裁剪等操作,實現數據平滑銜接、紋理拼接自然。


BIM模型與多源數據融合

挑戰七:三維空間數據標準缺乏

 

  三維空間數據的高效發布、數據共享和數據標準是三維GIS應用熱點之一。BIM+GIS得到了越來越廣泛的應用,但缺乏統一的三維空間數據標準和規范,三維空間數據的互操作和開放共享成為難點,這在一定程度上制約了BIM+GIS更加深入的應用。

  目前,國內外已經推出了眾多數據標準和格式,如S3M、I3S、3D Tiles等。這些標準與格式的推出,推動了三維數據標準化和三維數據的開放共享。

  SuperMap推出的S3M(Spatial 3D Model)標準,適用于網絡環境和離線環境下海量多源三維空間數據的數據傳輸、交換、高性能可視化,實現了在B/S下發布和共享海量BIM與GIS數據,也實現了海量BIM與GIS數據在桌面端、瀏覽器端、移動端的相關應用。

 

挑戰八:多終端支持BIM+GIS應用

 

  IT技術的飛速迅猛發展,深刻而長遠地影響了BIM與GIS兩個領域。其中,VR/AR以及WebGL等IT新技術,為BIM+GIS應用注入了強勁的動力。為了實現這些IT新技術與BIM、GIS的集成應用,需要多終端支持BIM+GIS應用。

  SuperMap基于HTML5 WebGL技術,推出了輕量級三維客戶端,這樣無須安裝軟件、無須安裝插件、無須下載數據,就可以在瀏覽器上高效瀏覽三維服務,并通過開源的S3M規范支持實用的三維空間查詢、量算以及空間分析等功能。SuperMap將AR與BIM、GIS結合,在GIS移動端平臺上將數字化的BIM投放到任何場景中。如在施工現場,將設計方案與實際施工現場進行比對,可以及時發現問題并進行修正。


Cross裁剪


BIM+GIS+AR


 
打賞
 
[ 資訊頭條搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 違規舉報 ]  [ 關閉窗口 ]

 
0相關評論

 
推薦圖文
推薦資訊頭條
點擊排行
經營許可證編號 京ICP備17002221號 | 京公網安備 110105019046號
返回頂部
最准单双中特