BIM+GIS：背后的科技密码
The following article is from 桥梁杂志 Author 刘维佳等
城市土地一级开发全生命周期数字化工具应用是打造智慧城市的内在需求，是建设数字设施的必要途径，能够为未来智慧城市群建设提供精准的城市数字底板。利用BIM+GIS技术搭建的城市开发数字化平台，集成多领域多专业的信息资源，优化设计和施工组织方案，面向设计单位、施工单位等多维度项目参与人员可提供相应的业务功能，能够对阶段内的业务应用进行全面支撑，并致力成为可服务于规划设计单位、项目施工单位、项目业主方协同工作与沟通的平台。
基于BIM+GIS的城市开发数字化平台是一个稳定、统一、可扩展、兼容性强的时空数据中心，能够为城市开发片区级项目提供“多源、多尺度、多时态、多维度”的数据服务（包括建设规划、施工进度、城市景观等），支撑起项目建设过程中的数据分析、信息查询、施工监测、接口管理、时序统筹等数据应用需求。在城市土地开发项目建设过程中形成的标准化数字资源，可以对二级土地开发和市政基础设施运维管理提供基础信息，并且可以作为数字资产交付到城市信息资源中心，为打造智慧城市信息化建设奠定基础。
基于BIM+GIS搭建的城市开发数字化平台
征地拆迁信息如何有效管理？
针对城市土地一级开发项目涉及的房屋征拆信息有效管理问题，提出了一种借助BIM+GIS技术研发成套征拆管理系统，运用空间地理信息模型、三维建筑模型辅助快速评估征拆进度的新方案。通过综合使用移动端数据填报系统和Web端房屋征拆管理系统，实现从终端设备数据采集，到前端数据统计分析、汇总一体化协同管理。该套研发成果在土地开发房屋征拆流程化、规范化、工具化作业方面具有较好的应用潜力，实现各部门征拆数据信息共享，提高协同办公效率，能够为其他项目拆迁工作提供参考。
全域信息模型
基于BIM+GIS的城市开发数字化平台能实现多源异构数据的集成、对位、可视化展示等功能，实现多阶段数据的融合共享、多专业的互联互通、多功能系统的集成计算分析和应用，为整个项目搭设起信息沟通和业务协同环境。
全域信息模型
GIS地理数据：基于无人机+空间影像技术，制作出基础地理信息图层，及时以高精度图像反映地表真实情况。通过倾斜摄影技术，构建地表三维网格模型，更加形象直观地描述平面位置及高程等空间信息，生成孪生城市底层肌理。
BIM模型：支持Revit、Bently等软件建立的市政道路、桥梁工程、地下工程、综合管廊及滨海景观带等模型，实现全专业BIM模型的数据生产及可视化展示。
景观模型：支持基于Skeptch up软件创建的大面积规划建筑景观模型，能够很好地展示模型细节。
地质模型：根据收集到的地质勘察资料，整理并综合分析提取出有效的钻孔勘察点的地面及逐层土质层数据，采用Revit+Civil3d+Dynamo的参数化设计方法，完成地形曲面及实体模型的创建，建立项目范围内的地质模型。
征拆信息管理
以房屋白膜数据为对象,采用数据驱动的方式控制征拆对象的表面显示,例如颜色、透明度、边线阴影等,以提高不同拆迁状态形象展示的效果。用户在浏览空间图形数据时，可直接选中某一征拆对象查询其属性信息,包含测绘信息、拆迁进展情况、实景照片信息等,也可以指定区域或者利用框选功能圈定多边形范围选中对象,显示所有查询对象的属性列表,并且完成不同构筑物类型征拆量统计分析形成展示看板。
在线统计征拆对象
现场进度管控
根据城市土地一级开发项目建设体量大、建设周期长、建设时序复杂、开发强度高、边界条件复杂等特点，平台以征地拆迁管理工作为研究对象，通过建立房屋构筑物数据库，设计移动端数据填报系统、Web端征拆管理系统，实现对房屋征拆的全过程管理，可为政府、项目部等相关责任部门提供实时、准确的数据，动态了解和掌握拆迁现场情况。
在拆迁施工期间，定期使用无人机对现场区域进行数据采集，生成DOM正射影像模型，可以对每一期的现场状况进行跟踪记录，通过对不同时期的影像数据进行对比，能够最为直观地捕捉到房屋拆迁情况，辅助快速评估拆迁进度，实现现场拆迁情况动态更新及数据管理。
基于多期正射影像的现场施工进度管理
可处理复杂多变的图档管理系统
处理、市政道路及附属工程、河湖及滨水景观带工程、海岸及滨海景观带工程、公共配套设施工程、综合管廊及地下空间工程等建设内容，专业交叉度高，工程子项复杂度高，参建设计单位多，如何高效管理及使用大量图纸是至关重要的。由于设计变更、设计文件修改和补充频繁出现，导致图纸文件在管理过程中具有复杂的多变性，因此需要借助成熟的文件数据库系统、层级清晰的权限预设进行文档协同管理。
系统提供规范统一设计图纸命名方式和合理的图档结构目录，将构筑物编码与对应的文件形成关联存入数据库。设计图纸文件实体存放ftp（文件传输协议）或系统共享目录，通过预留的接口访问并提供文件查询和下载功能。系统支持将文件名以表格形式批量导入，自动提取文件名并与模型编码匹配，完成图模挂接。
文件视图
文件视图采用从左向右分级目录树的形式，显示图档文件及其所在层级以上的各级文件夹，并在右侧视窗中可以列表和缩略图两种形式查看文件。右侧视窗中支持在左侧对应文件夹中上传新的文件，同时对所上传文件进行元数据信息的填写，包括工程名称、设计阶段、张数、收图日期、项目负责人、图名、图纸类别以及图纸状态等。并且在上传文件时支持对图档进行归类，在调出的图档分册目录树中选择图册所在位置，或对图档分册目录树进行编辑，自定义目录树的结构，选择存放位置目录。
图档管理系统——文件视图
三维视图
将图纸与模型直观挂接实现图模二三维联动，对海量工程图纸进行更便捷直观的结构化管理。在BIM模型目录树下可以查看模型构件相关联的图纸列表，并且由列表中的图名进入图档标注页面，对图档进行浏览和标注。
图档管理系统——三维视图
出图看板
出图看板以日历的形式展现了每日上传图纸的情况，实现图纸的出图情况及版控状态将从时间维度上以看板形式记录和呈现。点击每日上传的列表，可以打开上传文件详情列表，并可查看图纸文件及其元数据。点击左侧目录旁的筛选按钮，可以查看图纸的状态，并根据状态对上传文件进行筛选，同时支持以文件名搜索的方式定位至指定的图纸文件，用户还可以通过设置起始日期时间导出图纸列表。
图档管理系统——出图看板
接口管理系统
为项目提供全过程服务
由于建设体量大、时间集中、时序复杂、地质条件和边界条件不容易协调，地上与地下立体统筹开发，存在接口复杂、整体统筹协调难度大诸多问题。系统充分利用GIS技术对建设周期内宏观情况全盘掌握，结合BIM技术详细剖析工程诸多细节，梳理重点项目、关键节点的相关信息，包括关联项目接口关系、项目平面空间关系、设计进度、供图进度、建设进度、招标进度、周边制约因素等信息，为项目的规划设计、施工、运维以及管理服务提供支持。
全局计划进度展示
通过搭建三维DashBoard数据仪表盘，梳理重点项目关键节点的相关信息，包括关联项目接口关系、平面空间关系、周边制约因素等信息，形象展示项目总体施工进度及各阶段子单位工程完成进度。
全局进度计划看板
施工时序模拟
通过将施工进度计划挂接到BIM模型上，实现将空间信息与时间信息整合在一个可视化的4D模型中，能够直观、精确地反映工程建筑的施工过程，辅助技术人员合理制定施工计划，以动态的形式掌握施工进度，优化使用施工资源，从而达到缩短工期、降低成本、提高质量的效果。系统采用双屏联动模式展示计划进度、实际进度模拟效果。在施工模拟界面下方列出该项工程的详细任务计划，当点击任务栏中的某一条计划时，分屏中的模型会自动高亮显示出当前任务计划对应的部位。
基于Web端的施工进度模拟
接口碰撞检测
目前系统里的碰撞检测模块主要用于发现施工BIM模型在几何空间上的位置物理冲突，即以硬碰撞为主，实现构件级的碰撞冲突与匹配性检测。通过做碰撞检测可发现诸多设计问题，每对构件检测结果在模型中可以高亮显示，并可以查看构件属性信息，其余模型部位半透明显示。在现场施工之前能消除各专业间碰撞问题，减少返工，缩短工期，进而节约造价成本。
基于Web端的BIM模型碰撞检测
模型变更对比
当设计/施工图纸更新时，模型也会随着发生变化，将两个（或多个）不同版本的模型全部发布到平台上。对于同一项目中的模型变更时，可以采用双屏联动模式进行变更前后的模型对比查看，平台三维对比功能模块会自动找出构件变更（新增/移除）部位，并用不同的颜色高亮显示变更前后的部位。
新增——在新版本模型里，新增加的构件会高亮显示，其余模型部位会半透明化；
移除——与新版本模型相比，旧版本模型多出的构件会高亮显示，其余模型部位会半透明化。
多个版本模型的三维对比
在城市一级土地开发项目建设过程中，往往存在规划、设计与施工重叠推进的问题，造成空间上交错复杂，时间上高度集中，这无疑会增加各子项目之间的接口管理难度。基于BIM+GIS技术搭建的数字化平台能够提供一个有效的协同环境平台，支撑规划设计、建设施工管理团队实现时序统筹，提高项目管理的协同效率和信息化水平，促进数据与业务流程双向驱动。通过充分使用该平台功能模块，在经济效益上可以减少变更、返工、工期延误等带来的造价上升，在社会效益上，为片区一级土地开发项目规划设计阶段，提供基于数字化手段的协同示范，并面向智慧城市需求的工程数字交付提供样板。
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