劉光孟，陳展鵬，王天應(yīng)

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060)

BIM在建筑物竣工驗(yàn)收測量中的探索應(yīng)用

劉光孟*，陳展鵬，王天應(yīng)

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060)

建筑信息模型(BIM)技術(shù)作為建筑行業(yè)常用技術(shù)，在建筑物竣工驗(yàn)收測量中結(jié)合傳統(tǒng)測量方法，創(chuàng)新性地引入BIM技術(shù)理念作為輔助，通過多方式、多角度和多數(shù)據(jù)的結(jié)合，建立起一種高效、一體化、集成化、立體化、多尺度的基于BIM數(shù)據(jù)庫的信息化測繪作業(yè)模式。實(shí)驗(yàn)研究表明這種作業(yè)模式可加快決策進(jìn)度，提高決策質(zhì)量，從而提高項(xiàng)目質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本。

BIM；測量；竣工驗(yàn)收；三維模型

1 引 言

建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)是21世紀(jì)出現(xiàn)的全新概念，是一種將建筑信息化、模擬化、虛擬現(xiàn)實(shí)化的一種運(yùn)作方式，是信息技術(shù)與建造技術(shù)發(fā)展到一定階段對建筑業(yè)影響后的必然產(chǎn)物。BIM技術(shù)通過建模軟件，將建筑構(gòu)件與系統(tǒng)賦予相關(guān)的參數(shù)信息相結(jié)合，直觀地以三維可視化的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改、分析，并形成可用于方案設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)營管理等建筑的全生命周期所參考的文件。BIM技術(shù)的核心是基于CAD延伸的由計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)信息在建筑全過程周期中動態(tài)變化調(diào)整，可以及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)，加快決策進(jìn)度、提高決策質(zhì)量，從而提高項(xiàng)目質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本。

目前BIM技術(shù)已經(jīng)在房屋建筑行業(yè)進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，但在建筑物竣工驗(yàn)收測量方面的探索應(yīng)用較少，建筑物竣工驗(yàn)收是城市規(guī)劃測量的重要工作，是建筑物交付使用的重要環(huán)節(jié)，它對于整個(gè)城市規(guī)劃的優(yōu)化布局具有重要的作用。以廣州市龍歸城保障性住房竣工驗(yàn)收為例，探索引入BIM技術(shù)作為竣工驗(yàn)收測量的一部分技術(shù)手段進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理、分析與處理應(yīng)用。

2 項(xiàng)目概況

廣州市白云區(qū)龍歸城保障房項(xiàng)目是廣州學(xué)習(xí)借鑒新加坡、中國香港公共房屋建設(shè)管理成功經(jīng)驗(yàn)的大型保障性住房示范小區(qū)，是落實(shí)省委戰(zhàn)略部署、建設(shè)“幸福廣東”的重要內(nèi)容，也是打造“幸福廣州”的重要舉措，“幸福、宜居、民生”是龍歸城項(xiàng)目的主要色調(diào)。龍歸城項(xiàng)目建筑面積約108萬m2、占地面積約為34.57萬m2，是廣州市目前為止建筑規(guī)模最大的保障房項(xiàng)目，如圖1所示。

圖1 龍歸城保障房社區(qū)規(guī)劃圖

3 項(xiàng)目與BIM的應(yīng)用分析

BIM主要包括兩大核心理念：一是BIM中工程信息包含了建筑工程的幾何和功能屬性以及與之相關(guān)的項(xiàng)目生命周期信息，通過一個(gè)綜合協(xié)同的多維仿真數(shù)字化、可視化平臺，使得這些信息服務(wù)于建筑工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營乃至拆除的全過程；二是能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息共享和不斷更新，即在各種工程信息之間創(chuàng)建實(shí)時(shí)的、一致性的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對平臺中信息的任何更改，馬上可以在其他關(guān)聯(lián)的地方反映出來，使得業(yè)主、政府管理機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)單位、施工單位甚至用戶都可以清楚全面地了解項(xiàng)目進(jìn)程。

“幸福、宜居、民生”是龍歸城保障房項(xiàng)目的主要色調(diào)，基于上述BIM理念，可融合多源數(shù)據(jù)，建立動態(tài)的、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的數(shù)字化、可視化平臺，把規(guī)劃驗(yàn)收成果與三維成果進(jìn)行集成融合，并為后續(xù)物業(yè)管理提供銜接端口，實(shí)現(xiàn)集成化、信息化、一體化、可視化管理新模式，這對以龍歸城住房保障項(xiàng)目為代表的民生工程具有典型的示范意義，如圖2所示。

圖2 集成化、信息化、一體化、可視化管理新模式

4 建筑物竣工驗(yàn)收測量中BIM的技術(shù)實(shí)施

4.1 現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)采集

(1)傳統(tǒng)的CORS和全站儀結(jié)合數(shù)據(jù)采集

2006年，廣州市建立了基于現(xiàn)代GPS衛(wèi)星定位、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)的GZCORS系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用虛擬參考站(VRS)技術(shù)，為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)每個(gè)用戶生成唯一的虛擬參考站，利用GSM、GPRS等無線數(shù)據(jù)通信方式，為其提供相應(yīng)的差分?jǐn)?shù)據(jù)，快速高精度確定用戶點(diǎn)位坐標(biāo)。更重要的是，GZCORS可以實(shí)現(xiàn)與廣州市似大地水準(zhǔn)面成果的無縫融合，確定了廣州市城市三維實(shí)時(shí)動態(tài)定位基準(zhǔn)，可以全自動、全天候、實(shí)時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的高精度三維坐標(biāo)。

在以龍歸城保障性住房為例的竣工驗(yàn)收測量中，根據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)收建筑物的分布情況，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)均勻布設(shè)RTK控制點(diǎn)，經(jīng)過多次測量結(jié)算，在保證控制點(diǎn)數(shù)據(jù)精度滿足城市測量規(guī)范的前提下，再利用全站儀在兩兩一對的控制點(diǎn)中布設(shè)一級附合圖根導(dǎo)線，進(jìn)行碎部點(diǎn)的測量。測量過程重點(diǎn)采集建筑物外輪廓線特征點(diǎn)、內(nèi)外地臺高、樓頂總高、地形碎部點(diǎn)以及量取每層的樓高，并拍攝現(xiàn)場照片。

(2)基于CORS和ICP算法的地面激光掃描儀測量

針對本項(xiàng)目建筑物體多，建筑物體量大、現(xiàn)狀地形復(fù)雜等特點(diǎn)，綜合考慮技術(shù)先進(jìn)性和可行性，采用高精度拓普康全站儀測量方式測量地形的同時(shí)，通過基于RIEGL VZ-400及Ladybug3全景相機(jī)的移動激光道路測量系統(tǒng)獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用基于CORS的地面激光掃描儀快速測量地形，采集整個(gè)區(qū)域內(nèi)的建筑物和地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過ICP算法對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以快速建立精確模型，并結(jié)合建筑竣工圖，建立三維模型，與報(bào)建圖各個(gè)外立面進(jìn)行對比，依此核查竣工建筑物外立面是否按照報(bào)建設(shè)計(jì)階段進(jìn)行建造。

4.2 BIM在建筑物竣工驗(yàn)收測量中應(yīng)用

(1)建立BIM多源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模型

實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)融合、高效管理是項(xiàng)目的一大技術(shù)特點(diǎn)，將建設(shè)工程竣工規(guī)劃驗(yàn)收測量成果匯總表、規(guī)劃驗(yàn)收測量平面位置關(guān)系圖、立面圖、竣工規(guī)劃測量地形圖等竣工驗(yàn)收資料與三維模型集成，在小區(qū)居民入住之后，將居民個(gè)人信息和物業(yè)管理系統(tǒng)納入到三維模型集成體系中，建立一個(gè)“動態(tài)、多源、多維化”的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的信息采集、存儲、檢索、分析、輸出和交換功能，如圖3所示：

圖3 多源數(shù)據(jù)融合集成

(2)基于BIM的三維數(shù)字模型分析

在建筑物竣工驗(yàn)收測量中，基于BIM的三維數(shù)字模型分析主要有：

①項(xiàng)目采用光影三維規(guī)劃會商系統(tǒng)結(jié)合BIM集成數(shù)據(jù)，針對三維數(shù)字模型進(jìn)行日照分析，分析驗(yàn)收建筑物對周邊其他建筑物的采光情況，如圖4和圖5所示。

②通過規(guī)劃驗(yàn)收成果與三維建筑模型成果進(jìn)行集成融合，可以快速地與建筑物規(guī)劃報(bào)建時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，得到建筑總面積、計(jì)算容積率面積、主要功能面積、公建配套面積、其他功能面積及其與報(bào)建數(shù)據(jù)的差值統(tǒng)計(jì)和對比情況，如圖6和圖7所示，這對規(guī)劃行政主管部門的核查發(fā)證起到至關(guān)重要的技術(shù)支持。

圖4 日照分析面

圖5 日照分析結(jié)果

圖6 竣工驗(yàn)收數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

圖7 竣工平面圖與三維模型對比分析

③利用BIM技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)測量數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以為后續(xù)物業(yè)管理、用戶信息錄入提供銜接端口，實(shí)現(xiàn)集成化、信息化、一體化管理新模式，以滿足規(guī)劃主管部門、建設(shè)單位、物業(yè)管理部門及其他管理部門的多方應(yīng)用需求，提高測量單位服務(wù)政府、服務(wù)社會的整體水平。

5 結(jié) 論

BIM源于建筑工程，但BIM理念非建筑工程獨(dú)有，BIM技術(shù)理念的本質(zhì)就是優(yōu)化設(shè)計(jì)流程、控制質(zhì)量和簡化管理，從而提高質(zhì)量，降低成本，這無疑也是測繪行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。本項(xiàng)目基于BIM技術(shù)，在城市建筑物規(guī)劃驗(yàn)收測量中將多源數(shù)據(jù)與數(shù)字三維模型進(jìn)行系統(tǒng)集成，建立一種高效、一體化、集成化、立體化、多尺度的基于數(shù)據(jù)庫的信息化測繪作業(yè)模式，加快決策進(jìn)度，提高決策質(zhì)量，提高項(xiàng)目質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本，滿足規(guī)劃主管部門、建設(shè)單位、物業(yè)管理部門及其他管理部門的多方需求，從而提高測量單位服務(wù)政府、服務(wù)社會的整體水平。

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The Explore Application of BIM in Building Completion and Acceptance of Measurement

Liu Guangmeng，Chen Zhanpeng，Wang Tianying

(Guangzhou Urban Planning & Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

Building Information Model (BIM) technology as a common technique for the construction industry，combined with traditional measurement methods in the completion of the building acceptance test，the introduction of innovative technology concepts as BIM assisted by multi-mode，multi-angle and multi-application data bonding explore，could establish an efficient，integrated，three-dimensional，multi-scale mapping mode of operation based on the information database. Experiment showed that this mode could accelerate decision-making and improve the quality of decisions，thereby improved project quality，reduced project costs.

BIM；measurement；final acceptance；three-dimensional mode

1672-8262(2017)04-102-03

P234.4

B

2017—01—02

劉光孟(1986—)，男，碩士，工程師，主要從事城市規(guī)劃測量工作。