GIS+BIM跨界融合应用：智能管理道路“健康”，精准定位路桥病害

文/基础研发三维研发部胡平

二环路高架桥是成都市中心城区最重要的快速通道，全程无红绿灯，2013年5月建成通车后，每天运送20多万人次。为及时发现和消除道路病害，保障道路畅通，二环路管养单位（成都市城市道路桥梁管理处）面临巨大挑战：一方面，因缺乏模型和有利工具，巡查人员只能用文字描述病害位置，治理人员难以准确掌握病害具体位置；另一方面，数以万计的竣工资料和已建成路桥难以准确对应，病害难定位、资料难查找导致病害处理效率低下，乃至影响民众出行。

为实现对二环路的高效管养，保障二环路正常运营，管养单位引入了BIM技术，由成都软易达信息技术有限公司进行二环路整体信息化规划，并形成了规划方案。该方案采用基于达索系统CATIA+ENOVIA的BIM应用，同时集成了超图的SuperMap GIS系统，历经数字建模、资料整理上传、业务梳理等一系列工作，最终形成了集日常巡查维护、基础信息管理、数字化移交、监督考核管理、道桥检测管理、地理信息模型、协作与批准等功能为一体的二环路道路桥梁管理信息系统。

现在，基于GIS宏观的空间数据管理与定位功能，巡查人员直接通过手持移动设备精准定位、快速采集病害数据，上传云端；管理层通过移动设备查看、分配维修任务；治理人员在系统中查看病害维修任务，快速处理病害；领导层可随时查看检索巡查养护情况。

在系统中查看BIM构件及病害信息

工作人员正在使用移动设备实地巡查

通过BIM与GIS集成，有效实现了管理养护信息化、可视化、移动化，使得管理养护工作的速度提升了8倍，人力提升了8.3倍，财力节约了4.42倍，质量保障提升了1倍，并且整个流程在网络完成，达到无纸化节能环保，实现高效率、高水平、高质量、低成本的资产运维管理，这也是全国真正实现道路桥梁精细化管理的经典案例。

“以前，我们发现道路桥梁病害，从病害上报到维护完成，要花几天时间，现在系统自动派单，病害信息很快就从现场传递到维护人员手中，大大缩短了病害处置时间。”维护成都二环路的管养单位如是说。

上述案例是GIS+BIM融合应用的一个代表。近几年，为实现BIM与三维GIS的完美融合，超图三维投入专业研发力量，在数据便捷对接、多元数据集成、流畅性能保障、丰富实用功能、多终端交付等方面不断突破，形成了从数据导入到行业应用的全方位融合技术方案。

一、便捷的导入机制，化解数据对接问题

市场上BIM软件众多，数据格式也各式各样，无疑为二者融合增加了难度。超图在致力于GIS+BIM融合的多年实践中，提供了一套便捷的BIM导入机制：对于主流的Autodesk Revit软件，提供SuperMap Export插件，可直接将BIM导出为超图平台的模型数据集，导出时可同步实现模型轻量化；推出针对达索CATIA的导出插件，超图平台可直接读取CATIA模型与属性信息；另外，SuperMap iDesktop支持直接导入众多中间格式（FBX、IFC、DAE、X、OBJ、3DS、OSGB/OSG），同时提供以3ds max2014插件中转方式导入超图平台。在快捷导入模型的同时，超图平台以关键字段“图元ID”为媒介，确保模型与属性一一对应关联，保证了对接后模型的几何信息和属性信息完整、统一。

二、多元数据集成，拓展BIM应用广度与深度

随着技术的发展，单一技术、单类模型的“单打独斗”被多元数据融合、多种技术共用取代，产生1+1>2的融合效应。基于SuperMap领先业界的倾斜摄影GIS应用技术方案，将宏观展现地面情况的倾斜摄影模型与微观详尽的BIM模型结合，实现测量-建筑-地理空间的互通，形成室外到室内、地上到地下的全要素三维场景。将BIM与倾斜摄影模型、地形、三维管线等空间数据融合，不仅增加了三维展示的丰富程度，满足大场景与室内精细场景完美结合的应用需求，并且GIS宏观尺度的管理功能可将BIM应用扩展至道路、铁路、隧道、水电等长线工程，极大拓展了BIM行业应用广度和深度。

BIM与地形精确匹配

三、优化措施多管齐下，确保大场景流畅性能

BIM是对建筑的充分信息表达，模型异常精细，精细也意味着数据量异常庞大，如一节1.2公里的地铁模型，其三角面片数可达六千万，想要流畅加载、浏览海量模型，SuperMap GIS提供了多重优化措施：首先对BIM进行轻量化处理，简化后模型数量一致、外观效果无变化，但模型的三角面片数可下降40%-80%左右，大幅度减小了数据量；其次，采用贯穿所有产品的实例化技术，通过模型复用显著提高渲染效率；最后，将BIM模型生成具有多级LOD的场景缓存，以距离远近选择展示不同精细程度的模型，缓解显卡渲染压力，满足流畅浏览的用户体验。

模型三角面片数简化至37%的效果对比

四、丰富的分析功能，辅助深度挖掘BIM应用价值

在实用功能层面，SuperMap GIS为BIM提供了丰富应用功能，在实际应用中发挥GIS的位置服务与空间分析特长，BIM将产生实用而广泛的应用价值。

• 提供属性查询、空间查询、空间量算等基础功能；

• 支持通视分析、可视域分析、碰撞分析、缓冲区分析等通用GIS功能；

• 支持获取任意角度的剖面图，模型降维后以ID关联便于面积计算、空间查询；

获取BIM剖面

• 提供模拟建筑物建造过程、指定楼层/部件单独显示的BIM专用功能；

• 支持BIM与其他模型进行布尔（交、并、差）运算，确保BIM精确匹配倾斜摄影模型、TIN地形；

• 提供动画与粒子特效，实现模拟人物巡检、车辆通行的三维仿真效果。

BIM火灾逃生模拟

五、云端一体化的多终端交付，满足运维管理多方需求

BIM涵盖了建筑全生命周期，建筑建成后，BIM将在运维管理阶段发挥重要作用。类似于成都二环路管理养护，运维管理需实现多终端交付，这样，巡查人员可利用移动设备精准定位病害位置，病害信息上传云端后，管理人员能够在Web端查看、分配任务。

目前超图PC端(SuperMap iObjects与SuperMap iObjects)、Web端（SuperMap iClient3D for Plugin/WebGL）、移动端（SuperMap iMobile for Android/iOS）均支持BIM应用，最大程度地满足客户不同交付需求。基于云端一体化技术体系，超图还提供了“云+端”的一体化BIM运维管理方案：借助云端强大云服务能力对BIM进行解析、格式转换、轻量化等预处理操作，Web端与移动端则作为前端展示平台，随时随地快速访问云端的三维云服务，并利用丰富分析功能协助BIM运维管理，带来简单、实用、高效的运维体验。

基于移动端的BIM运维管理

秉持开放共赢的合作理念，GIS与BIM跨界融合的市场前景不可限量，SuperMap GIS将继续以深入BIM行业应用为核心，在无缝对接更多BIM格式、承载更大BIM数据、提供更深BIM功能、BIM结合其他空间数据综合应用等方面不断努力，与更多BIM合作伙伴一道推进GIS+BIM融合，最终形成快速高效、完善实用的行业解决方案。

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