國林

（壽光市建筑業(yè)發(fā)展中心，濰坊 262700）

1 前言

隨著科技的迅速發(fā)展和建筑工程行業(yè)的不斷演進，建筑工程項目的規(guī)模和復雜性也在不斷增加，為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，建筑界一直在尋求創(chuàng)新的方法來提高項目管理的效率。在這一背景下，建筑信息模型與地理信息系統(tǒng)（BIM-GIS）技術(shù)的融合嶄露頭角，成為了建筑工程可視化的關(guān)鍵工具。

2 BIM-GIS 技術(shù)在建筑工程可視化中的應(yīng)用案例分析

BIM-GIS 技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用提供了強大的可視化工具，幫助設(shè)計和管理人員更好地理解和規(guī)劃復雜的交通基礎(chǔ)設(shè)施項目。一個典型的應(yīng)用案例是在圖新地球GIS 基礎(chǔ)平臺上的建設(shè)，結(jié)合高分辨率影像地形、無人機實景三維模型、激光點云等空間數(shù)據(jù)，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如紅線、地質(zhì)、自然保護區(qū)、行政區(qū)劃、國土空間規(guī)劃和耕地保護矢量數(shù)據(jù)。

通過BIM-GIS 技術(shù)，公路工程項目的可視化變得更加全面和直觀。例如，高分辨率影像和地形數(shù)據(jù)提供了詳細的地理信息，幫助規(guī)劃者精確了解地表特征。無人機采集的實景三維模型和激光點云數(shù)據(jù)則增加了對工程地貌和結(jié)構(gòu)的深入理解，形成了符合1：500 測繪精度要求的數(shù)據(jù)成果。這些數(shù)據(jù)集成了紅線、地質(zhì)、自然保護區(qū)、行政區(qū)劃、國土空間規(guī)劃和耕地保護矢量數(shù)據(jù)等多樣業(yè)務(wù)信息，使得規(guī)劃者能夠在一個綜合平臺上進行高效整合。

公路工程設(shè)計是一個多專業(yè)領(lǐng)域，需要全面考慮周邊環(huán)境、國土規(guī)劃、地質(zhì)、環(huán)保等多個方面的因素。BIM-GIS 技術(shù)的應(yīng)用將這些數(shù)據(jù)與工程設(shè)計信息融合，為設(shè)計者提供更全面、準確的設(shè)計依據(jù)。例如，紅線數(shù)據(jù)提供了土地用途限制，地質(zhì)數(shù)據(jù)顯示了地下地質(zhì)條件，自然保護區(qū)數(shù)據(jù)指出了需要特別保護的生態(tài)系統(tǒng)，行政區(qū)劃和國土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)幫助規(guī)劃者理解項目所在區(qū)域的政策和規(guī)劃要求，耕地保護矢量數(shù)據(jù)則強調(diào)土地資源的保護。

3 BIM-GIS 技術(shù)在建筑工程可視化中應(yīng)用的意義

3.1 實現(xiàn)了建筑項目的全面集成

建筑工程涉及到大量的數(shù)據(jù)，包括建筑設(shè)計、地理信息、工程進度、成本管理等多個方面的信息。BIM-GIS技術(shù)將BIM 中的三維建模與GIS 中的地理信息集成在一起，使各種數(shù)據(jù)可以無縫連接和共享，這不僅有助于不同專業(yè)人員之間的協(xié)作，還可以提高項目管理的效率。例如，工程師可以在地理信息系統(tǒng)中查看項目地點的地形和地質(zhì)信息，然后將這些信息與建筑模型相結(jié)合，以更好地規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施和施工流程。

3.2 改進項目規(guī)劃和設(shè)計

BIM-GIS 技術(shù)在建筑工程可視化中的應(yīng)用對于改進項目規(guī)劃和設(shè)計具有顯著的意義。通過結(jié)合三維建模（BIM）和地理信息系統(tǒng)（GIS），規(guī)劃者和設(shè)計師可以實現(xiàn)更準確、全面的項目可視化。首先，這種技術(shù)整合提供了更全面的項目數(shù)據(jù)，包括建筑物屬性、地理位置、地形、土地用途、交通網(wǎng)絡(luò)等多維信息，使規(guī)劃者能夠更深入地了解項目背景，這有助于更精確地定位資源配置和基礎(chǔ)設(shè)施改進，降低規(guī)劃和設(shè)計階段的錯誤和修改成本。其次，BIM-GIS 技術(shù)允許模擬和評估不同規(guī)劃和設(shè)計方案的影響，包括土地用途、建筑布局、環(huán)境可持續(xù)性等，通過在虛擬環(huán)境中調(diào)整參數(shù)，規(guī)劃者和設(shè)計師可以快速識別最佳的設(shè)計選擇，減少資源浪費，提高項目效率。最后，項目規(guī)劃和設(shè)計過程中，BIM-GIS 技術(shù)提供了可視化工具，使團隊成員更容易理解和協(xié)作。通過在三維模型中呈現(xiàn)復雜的設(shè)計概念，團隊可以更有效地溝通，協(xié)調(diào)和解決問題，提高項目的質(zhì)量和進度。

3.3 提高了項目的可持續(xù)性和效率

BIM-GIS 技術(shù)在建筑工程可視化中的應(yīng)用對項目的可持續(xù)性和效率提高具有深遠的意義。首先，通過綜合考慮地理信息，能夠更全面地了解項目所在地區(qū)的環(huán)境特征，如氣候、地形、土壤質(zhì)地等，這為建筑工程規(guī)劃提供了寶貴的信息，有助于更智能地規(guī)劃能源使用和廢物管理系統(tǒng)，以減少對自然環(huán)境的不利影響。在廢物管理方面，地理信息系統(tǒng)可以用于確定最佳的廢物處理設(shè)施位置，以最小化廢物運輸距離和處理成本。這有助于減少建筑工程對垃圾填埋場和垃圾焚燒設(shè)施的依賴，降低對環(huán)境的污染，并促進廢物資源化的可持續(xù)性。

4 BIM-GIS 技術(shù)在建筑工程可視化中應(yīng)用的策略

4.1 對信息來源進行精準劃分

在建筑工程可視化中，對信息來源進行精準劃分確保了項目數(shù)據(jù)的準確性、一致性和可用性，從而提高項目的效率。首先，利用BIM-GIS 技術(shù)可以精確識別和劃分各種信息來源。通過整合BIM模型和GIS 地理信息，項目團隊可以清晰地確定數(shù)據(jù)的來源，如建筑設(shè)計、地理地形、氣象數(shù)據(jù)等，這種整合使得各類信息可以在同一平臺上集成，避免了信息孤島和不一致性。例如，建筑設(shè)計師可以將BIM 中的建筑元素與GIS 的地理數(shù)據(jù)相結(jié)合，確保建筑模型與周圍環(huán)境相匹配，從而更準確地評估項目的可行性。其次，BIM-GIS 技術(shù)有助于建立數(shù)據(jù)更新和維護的機制。項目數(shù)據(jù)通常需要定期更新，以反映項目進展和環(huán)境變化。BIM-GIS 可以自動獲取實時數(shù)據(jù)并更新相關(guān)模型，確保項目的信息始終保持準確和最新狀態(tài)。

4.2 合理把控建筑工程施工進度

合理把控建筑工程施工進度是確保項目按計劃進行、減少延誤和成本超支的關(guān)鍵要素之一。在建筑工程可視化中，借助BIM-GIS 技術(shù)，可以更精確地實施施工進度控制策略，這種技術(shù)整合了建筑信息模型和地理信息系統(tǒng)，提供了全面的數(shù)據(jù)和可視化工具，以支持施工進度的監(jiān)控和優(yōu)化。首先，施工企業(yè)可以利用BIM-GIS技術(shù)，進行實時監(jiān)測與規(guī)劃比對，BIM-GIS 允許將建筑模型與地理信息相融合，產(chǎn)生一個三維可視化的項目環(huán)境，這樣項目管理人員可以實時監(jiān)測施工進度，將實際進展與計劃進行對比，迅速識別潛在的延誤或沖突。其次，可以利用BIM-GIS 技術(shù)進行資源和材料的管理，它能夠整合供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)，幫助項目管理人員了解資源使用情況，確保材料供應(yīng)和勞動力的準時投入，進而防止資源短缺或資源浪費，提高施工的穩(wěn)定性。

4.3 創(chuàng)建安全計劃和培訓模擬

在建筑工程中，安全管理是至關(guān)重要的，確保工人和施工現(xiàn)場的安全是項目成功的關(guān)鍵。為了創(chuàng)建有效的安全計劃，并提供高質(zhì)量的培訓，BIM-GIS 技術(shù)應(yīng)該得到充分應(yīng)用。首先，可以將BIM-GIS 技術(shù)用于模擬建筑施工場景，包括建筑物的結(jié)構(gòu)、材料和設(shè)備的位置。通過將三維BIM模型與地理信息相結(jié)合，可以在虛擬環(huán)境中準確呈現(xiàn)施工現(xiàn)場，這使得培訓人員可以在虛擬環(huán)境中模擬各種施工任務(wù)和場景，從而更好地理解潛在的危險和安全措施。例如，培訓模擬包括模擬危險區(qū)域、高度工作、重型設(shè)備操作等，以幫助工人熟悉安全操作規(guī)程。其次，BIM-GIS 技術(shù)可以實時監(jiān)控施工現(xiàn)場的狀態(tài)。通過傳感器和數(shù)據(jù)采集，可以收集有關(guān)工人位置、設(shè)備運行狀態(tài)和材料存儲的信息，這些數(shù)據(jù)能夠與BIM-GIS 模型相結(jié)合，用于實時監(jiān)控施工現(xiàn)場的安全性。如果發(fā)現(xiàn)潛在的危險或違規(guī)行為，系統(tǒng)可以立即發(fā)出警報，以及時采取糾正措施，確保工人的安全。最后，BIM-GIS 技術(shù)可用于創(chuàng)建高質(zhì)量的安全培訓和教育材料。通過虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，工人和管理人員可以在模擬的建筑工程場景中接受培訓，這種互動式培訓可以幫助他們更好地理解安全程序、危險區(qū)域和緊急情況的應(yīng)對措施。此外，培訓材料還可以包括安全視頻、可視化報告和虛擬現(xiàn)實演練，以增強工人的安全意識和培訓效果。

4.4 項目協(xié)同和溝通

項目協(xié)同和溝通涉及各種利益相關(guān)者，包括建筑師、工程師、施工人員、項目經(jīng)理以及項目所有者。缺乏協(xié)同和溝通會造成項目延誤、成本增加和質(zhì)量問題，在這個背景下，BIM-GIS 技術(shù)為建筑工程提供了一種強大的工具，可用于協(xié)調(diào)團隊、共享信息、優(yōu)化決策，并確保項目的順利進行。首先，通過BIM-GIS 技術(shù)，建筑工程項目可以實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)的集成和共享，包括建筑模型、地理信息、項目計劃、成本估算和施工進度等各個方面的數(shù)據(jù)。關(guān)鍵是建立一個統(tǒng)一的平臺，使不同利益相關(guān)者能夠?qū)崟r訪問和更新這些數(shù)據(jù)，這種集成數(shù)據(jù)的方式有助于減少信息孤島，提高項目的協(xié)同效率。其次，BIM-GIS 技術(shù)可以用于創(chuàng)建虛擬協(xié)作環(huán)境，使項目團隊能夠在線上進行協(xié)作和溝通，包括實時的項目進度跟蹤、問題解決、會議記錄和決策歷史。通過虛擬平臺，團隊成員可以隨時隨地進行協(xié)作，無論他們的地理位置如何，這有助于提高團隊的協(xié)同性和效率，減少了時間和地理上的限制。

4.5 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合與BIM-GIS 技術(shù)為建筑工程的設(shè)計、施工和管理提供了更直觀和高效的工具，這種整合使項目參與者能夠以更沉浸的方式理解和與項目互動，從而提高了溝通、協(xié)作和決策效率。在建筑工程設(shè)計階段，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可用于創(chuàng)建逼真的三維模型，使設(shè)計者能夠在虛擬環(huán)境中實時查看和修改設(shè)計方案。例如，建筑師可以穿戴虛擬現(xiàn)實頭盔，步入一個虛擬建筑內(nèi)部，以直觀感受空間布局和設(shè)計細節(jié)，這種實時的沉浸式體驗有助于發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，提高設(shè)計的質(zhì)量。以某個高層寫字樓項目為例，設(shè)計團隊使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)與BIM-GIS 數(shù)據(jù)結(jié)合，設(shè)計了一個辦公室樓層的內(nèi)部布局，設(shè)計者能夠通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的漫游，評估不同的辦公室布局、照明設(shè)計和家具布局，以便最大程度地提高工作效率和員工舒適度。

在建筑工程的施工階段，虛擬現(xiàn)實可以用來進行工程可視化，以提高工人和管理人員的培訓和施工監(jiān)督。施工團隊可以在虛擬環(huán)境中模擬施工過程，以確保安全性和效率。例如，虛擬現(xiàn)實可以用于培訓工人如何正確安裝設(shè)備或進行復雜的結(jié)構(gòu)裝配。比如在一個大型橋梁項目中，工人可以在虛擬環(huán)境中模擬吊裝步驟，熟悉操作流程，以避免潛在的事故和延誤。

在建筑工程的管理和維護階段，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可用于創(chuàng)建數(shù)字化的設(shè)施管理系統(tǒng)，這允許設(shè)施管理人員和維護人員通過虛擬環(huán)境訪問建筑和設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，以進行監(jiān)測和維護。設(shè)施管理人員可以使用虛擬現(xiàn)實眼鏡巡視建筑，查看設(shè)備狀態(tài)，識別維護需求，并提高維護的效率。比如大型醫(yī)院采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來監(jiān)測設(shè)施的運行狀況，維護團隊可以通過虛擬現(xiàn)實眼鏡查看醫(yī)院各個區(qū)域的設(shè)備狀態(tài)，快速定位問題并采取維修措施，以確保醫(yī)療設(shè)備和環(huán)境的可用性。

4.6 結(jié)合云計算技術(shù)

一家國際建筑公司正在進行一項大型基礎(chǔ)設(shè)施項目的規(guī)劃和設(shè)計，該項目包括道路、橋梁、排水系統(tǒng)和土地利用規(guī)劃，這個項目分布在多個地理位置，需要大量的BIM和GIS 數(shù)據(jù)進行規(guī)劃、設(shè)計和協(xié)作。該公司決定采用云計算技術(shù)，將BIM 和GIS 數(shù)據(jù)存儲在云端，以提高數(shù)據(jù)處理的效率和安全性，他們選擇了一個云計算服務(wù)提供商，建立了專門的云平臺來支持項目的數(shù)據(jù)需求。所有BIM 和GIS 數(shù)據(jù)，包括高分辨率影像、地形數(shù)據(jù)、實景三維模型、地理信息、建筑屬性和土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)，都被上傳到云端存儲。項目團隊可以隨時從任何地點訪問這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了全球范圍的協(xié)作，設(shè)計師、工程師、環(huán)境專家和項目經(jīng)理可以共享數(shù)據(jù)，同時保持數(shù)據(jù)的一致性和安全性。云計算技術(shù)還為數(shù)據(jù)處理和分析提供了巨大的計算能力。項目團隊可以使用云端工作站來處理大型數(shù)據(jù)集，進行復雜的地理信息分析、虛擬建模和模擬。例如，他們可以通過云計算快速生成不同規(guī)劃方案的三維模型，評估其對交通流量、環(huán)境影響和土地利用的影響。云計算平臺提供了高級的數(shù)據(jù)安全和備份機制。數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中都得到了加密和備份，確保數(shù)據(jù)的保密性和可用性。此外，數(shù)據(jù)的版本控制和審查功能也有助于確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性。

通過云計算技術(shù)的整合，該建筑公司成功地實現(xiàn)了大型基礎(chǔ)設(shè)施項目的規(guī)劃、設(shè)計和協(xié)作。云端存儲和處理提高了數(shù)據(jù)的可訪問性和安全性，同時也加速了數(shù)據(jù)處理和分析的速度，使項目能夠更好地滿足需求，提高效率，同時保持數(shù)據(jù)的質(zhì)量和一致性。

5 結(jié)論

通過整合建筑信息模型和地理信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)更全面、準確和可視化的項目管理，促進工程的可持續(xù)發(fā)展，這一技術(shù)不僅在項目的不同階段提供了數(shù)據(jù)支持，還促進了不同利益相關(guān)者之間的合作和溝通。未來，BIM-GIS 技術(shù)的應(yīng)用將持續(xù)推動建筑工程領(lǐng)域的進步，并為項目管理和可視化提供新的機會和挑戰(zhàn)。只有不斷探索和創(chuàng)新，才能夠更好地滿足社會和環(huán)境的需求，實現(xiàn)建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。