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关于BIM+GIS的5大误区

摘要: 20世纪80-90年代,CAD和GIS技术的出现,成为了空间信息领域最富竞争力的选择,当时大多从业者还是用图纸对地理信息数据进行处理。随着计算机软硬件的性能不断提升,技术发展更加专业化、数字化,其中包括CAD和GIS。 ...

20世纪80-90年代,CAD和GIS技术的出现,成为了空间信息领域最富竞争力的选择,当时大多从业者还是用图纸对地理信息数据进行处理。随着计算机软硬件的性能不断提升,技术发展更加专业化、数字化,其中包括CAD和GIS。


而建筑信息模型(BIM)作为一种在设计和施工过程中实现更高效率的流程,它已逐渐将CAD和BIM设计工具从绘图转向了现实世界资产的智能数字模型。


随着时间的推移,GIS功能也在不断深化和差异化。GIS现在可以处理来自实时传感器的数十亿个Events,提供从数PB级的3D模型内容和图像在浏览器或移动端的可视化服务,并通过分布在云中的多个分散处理节点来执行复杂预测分析。


为了充分发挥BIM和GIS集成工作流程的潜力,我们需要研究这两个领域是如何超越传统的行业竞争,迈向完全数字化的工作流程。这对智慧城市和数字化工程等领域都至关重要。


误区一:BIM适用于......


我经常听说BIM用于设施管理,可视化,3D建模,或者仅用于建筑建模。其实,这些都不是BIM主要用途,尽管它可以扩展或已具备其中的一些功能。


从本质上讲,BIM是在设计施工过程中节省时间和金钱,获得高可信度结果的过程。BIM设计过程中生成的3D模型是协调特定设计,获取现有结构以评估拆除成本,或提供物理资产变更的法律信息或合同记录的副产品。可视化仅仅是这个过程的一部分,因为它可以帮助人们理解所提出的设计的动态,特征和美学。


正如我在很久以前在Autodesk学到的那样,BIM中的“B”代表动词“构建(Build)”,而不是名词“建筑(Building)”。Autodesk,Bentley以及其他供应商等与业界合作,将BIM流程引入到了铁路、公路、公用事业、电信等领域。


当把BIM看作是一个过程时,集成BIM+GIS就比仅仅从3D模型中读取图形和属性,并在GIS中显示要复杂得多。为了真正理解如何跨BIM和GIS地使用信息,我们常常发现必须重新定义建筑或道路的概念,并了解用户如何在地理空间环境中使用各种项目数据。我们还发现,过于关注模型有时意味着我们忽略了更简单,更基本的工作流程,例如,在建筑工地上使用采集的数据来链接位置和模型数据,以进行检查、库存和调查。


最终,我们只有“跨越横沟”,实现多样性跨界合作,才能达成共识。这就是我们与Autodesk以及其他合作伙伴合作的原因。


Esri和Autodesk于2017年首次宣布合作。


误区二:BIM自动提供GIS特性


向不了解BIM的GIS用户传达的一个比较难的概念是,BIM模型不一定具备能用于制图或地理空间分析的特性。


在Esri,我们正致力于室内导航和资源管理的新体验,例如ArcGIS Indoors。许多用户期望,通过对Autodesk Revit数据的处理,可以自动提取常见的几何图形,例如房间,空间,平面图,建筑物占地面积和建筑外壳等,甚至可以提取人们跨越障碍结构的导航网格。


所有这些几何图形对GIS应用和资产管理工作流程都非常有用。然而,对于构建建筑物来说,这些几何形状并不是必须的,并且通常在Revit模型中不存在。


为了保证BIM模型包含GIS工作流程所需的特性,用户需要在设计和施工开始之前为该信息定义规范,与经典的CAD-GIS转换工作流程非常相似,CAD数据在转换为GIS数据之前需要经过验证。


实际上,目前世界各地的许多组织和机构,已经开始要求将生命周期的特征属性包含在BIM内容中。如在美国,政府服务管理局( Government Services Administration)要求使用BIM推动新建筑建设。退伍军人管理局(Veterans Administration)等机构也在不遗余力地细化BIM元素,以用于设施管理。美国丹佛、休斯顿和纳什维尔等机场严格控制其BIM数据,并且十分标准化。


这是来源于(George HW Bush Houston)休斯顿国际机场的数据。显示在Web AppBuilder中。


误区三:有一种文件格式可以提供BIM+GIS集成


在传统的企业集成工作流程中,可以将一个表或格式转换另一个表或格式,以支持不同技术之间的信息传输。但这种模式已越来越不能满足21世纪信息流的需要,原因如下:


存储在文件中的信息很难流式传输


跨复杂领域的数据转换是有损的


数据转换意味着跨系统的内容不能完整重复


数据转换通常是单向的


技术革新、数据采集、用户工作流程变化如此之快,以至于今天的接口无法满足明天的所需


在推动真正数字化的进程中,需要在分布式环境中快速访问资产的数字表达,该环境可以进行更新和升级。随着时间的推移,以适应资产的整个生命周期中更复杂的查询、分析和检查。


一种数据模型不可能包含BIM+GIS集成的所有内容,这些内容可能来自不同行业以及不同客户的需求。因此没有一种格式能够以可快速访问和双向的方式满足整个过程。随着BIM内容越来越丰富,在GIS环境中使用BIM数据进行生命周期资产管理,对人类社会的可持续性发展也越来越重要,预计BIM+GIS的集成技术将随着时间的推移而不断成熟。


BIM+GIS集成的目的是实现构建资产和管理资产的工作流程。


误区四:不能直接在GIS中使用BIM内容


与在BIM数据中寻找GIS特性相反,我们经常听到说在GIS中直接使用BIM内容是不合理或不可能的,其原因包括语义复杂性,资产密度和资产规模等。集成BIM+GIS被讨论的最多的还是文件格式和提取、转换、加载 (Extract, Transform, and Load ,简称ETL)工作流。


实际上,我们已经在GIS中直接使用BIM内容。去年夏天,我们在ArcGIS Pro中引入了直接读取Revit文件的功能。模型可以在ArcGIS Pro中进行交互,就好像它就是由GIS要素组成的一样,然后根据需要通过手动操作转换为其他标准GIS格式。在ArcGIS Pro 2.3中,实现了可以发布新图层类型(建筑场景图层, Building Scene Layer)的功能,该图层允许用户以高度可扩展的格式封装Revit模型的语义、几何和属性细节。将来会包含在开源的I3S规范中的建筑场景图层,对用户来说就像一个Revit模型,可以通过标准的GIS工具进行交互。


我很惊讶地发现,由于高带宽、更便宜的存储与处理服务,我们正在从“ETL”转变为“ELT”(Extract, Load, and Translate,提取、加载、转换)的工作流程中。这意味着,数据可以以原生的形式被加载到任何需要它的系统中,然后可在远程系统或数据仓库中进行转换,以便进行分析。这减少了对源数据处理的依赖性,并保留了原始内容,以便在技术改进时进行更好或更深入的转换。


“ELT”极大地改善了工作流程,不再需要用户总是要链接到GIS场景之外,才能搜索或查询模型的全部细节。通过直接在“ELT”模式中加载数据,我们为更深入的、现在无法预见的未来分析创造了可能性。


美国退伍军人管理局(US Veterans Administration),

为我们将医院作为建筑场景图层进行试验提供了帮助,可在GIS中保留几何、属性和语义。


误区五:GIS是BIM信息的完美存储库


有个词叫“法律记录”,BIM文件通常被作为记录业务决策和合规信息的法律记录,这些信息记录用于施工缺陷分析、诉讼、税务和代码评估,以及作为可交付成果的记录。有时候,建筑工程师还必须盖章来证明其工作有效,并符合法律或法规的要求。


从某种程度上说,GIS能成为BIM模型的记录系统,但在这一点上,我相信未来几年或十年,仍然会是以纸质流程的法律系统为主。不过,我们正在研究一种工作流程,能将GIS中的资产链接到BIM存储库中的资产,以便用户可以利用BIM中所需的版本控制和文档管理,以及地图提供的能将资产信息置于丰富的地理空间环境中进行分析,理解和沟通的能力。


与讨论的“GIS特性”部分类似,BIM和GIS中的标准化信息模型将极大地帮助整合BIM存储库和GIS中的信息,这些模型允许应用程序可靠地链接这两个领域的信息。这也并不意味着将有一个单一的信息模型来抓取GIS和BIM信息,在如何使用数据方面还存在太多差异。但我们确实需要确保我们构建灵活的技术和标准,以适应跨两个平台的信息使用,并保持信息内容的高保真度。


美国肯塔基大学是第一批允许访问其Revit内容的用户之一。

肯塔基大学使用严格的制图验证来确保BIM数据中的正确性,以支持完整的生命周期的操作和维护。


总结


硬件和软件能力的变化,以及向数字化社会的转变,正在为整合前所未有的各种技术和领域创造机会。GIS和BIM之间的数据和工作流程的集成使我们能帮助提高周围城市、校园、工作场所的效率,可持续性和可居住性。


为了紧跟技术的不断发展,我们需要建立优秀的团队和合作伙伴关系,以提供深度而有效的解决方案,而不是离散的的工作流程。我们今天采用的BIM+GIS集成模式需要“面向未来”,这样,我们才能共同努力,实现更加可持续的发展。



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本文作者
2019-5-9 13:54
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