城市建筑规划GIS与bim集成的运用是怎样？重要意义是什么？请看中达咨询编辑的文章。
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本文主要分析GIS与bim技术特点，将GIS技术与BIM技术进行有效结合，能够帮助城市建筑规划人员更好的了解建筑结构特点，提高城市建筑的施工质量。本文主要分析GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的运用，希望能够给相关学者提供一定的参考与帮助。
伴随城市化进程的不断加快，城市建筑规划工作已经引起人们的重视。研究表明，在城市建筑规划中，应用GIS与BIM集成技术，能够提高城市规划水平，减少能源的浪费。鉴于此，本文主要分析GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的具体应用，从而推动城市能够更好的发展。
1GIS与BIM技术的特点
GIS是Geo－Informationsystem的简写，常被人们称为地理信息系统，GIS技术空间信息系统比较稳定，能够保证地理信息的准确性。由于GIS技术的不断进步，GIS统计数据更加简单，在地理信息系统中，GIS数据非常重要。由于我国城市建筑工程数量日益增加，建筑结构越来越复杂，通过合理应用GIS技术，能够为设计人员提供更加精确的建筑数据。但是，GIS技术也具有一定的缺点，建筑设计人员利用GIS技术，无法获得建筑内部信息，在一定程度上影响GIS技术的应用[1]。
BIM是BuildingInformationModeling的简写，其中文含义为建筑信息模型。与CIS技术不同，BIM主要通过构建三维模型，将建筑物中的数据进行合理统计。在建筑工程中，BIM技术的应用范围比较广泛，设计人员可以结合建筑结构特点，将各项数据准确输入到计算机系统中，利用先进的bim软件，构建良好的建筑信息模型。
2GIS与BIM集成的重要意义
在城市建筑规划中，BIM技术的应用范围更加广泛，特别是在建筑规划阶段，通过合理应用BIM技术，能够帮助工程中的施工人员更好的了解工程结构特点，进一步提高施工方案的实施率。由于GIS技术能够将建筑外形信息进行有效收集，而BIM技术能够帮助设计人员更加清晰的了解工程结构特点，将BIM技术与GIS技术进行有效结合，能够保证建筑模型的完整性。除此之外，将GIS与BIM进行科学整合，能够将建筑工程各个阶段的信息统一管理，针对建筑工程结构中的薄弱部位，及时采取相应的补救措施，不断提高城市建筑结构的完整性。由于GIS技术能够收集建筑外部信息，而BIM技术能够真实反映建筑结构特点，具有良好的可视功能。将GIS与BIM进行有效结合，能够保证城市建筑规划工作得以顺利开展，提高各项建筑数据的利用率[2]。
3城市建筑规划中GIS与BIM集成运用
3.1三维测量
在城市规划中，通过进行合理的三维测量，能够提高建筑模型的合理性。三维测量指的是对建筑物进行全面测量，如建筑占地面积、建筑间距、土石方工程量等，通过详细分析三维测量数据，能够帮助城市建筑规划人员更好的了解建筑结构特点，提高各项规划数据的准确性。由于城市高层建筑工程数量逐渐增多，在一定程度上增加规划难度，影响三维测量结果的准确性。将GIS与BIM技术进行有效结合，构建建筑外部模型与内部模型，能够提高建筑测量结果的准确性。除此之外，在进行日照分析的过程中，通过合理运用GIS与BIM集成技术，能够提高模型数据的准确性。
在常规的城市建筑规划设计中，日照分析主要通过构建二维模型，由于二维模型中的数据准确性较低，在一定程度上影响建筑室内采光效果。由于人们的环境保护意识不断提高，日照问题已经逐渐引起人们的关注。为了保证建筑室内采光效果，满足人们的居住需求，应用GIS与BIM集成技术非常重要[3]。城市建筑规划人员在实际工作中，可以合理运用GIS与BIM集成技术，构建科学的三维建筑模型，充分发挥GIS与BIM技术的优势，准确计算出太阳在不同时间点的位置，并构建虚拟模型，计算出建筑物之间的距离，保证建筑阴影面积在规定范围之内。通过合理运用GIS与BIM集成技术，能够保证城市建筑规划工作得以顺利开展，不断提高建筑测量数据的准确性。
3.2通视分析
城市建筑规划中的通视分析主要指的是合理控制建筑高度，不断提高城市建筑空间结构的完整性。在进行通视分析的过程中，规划人员要选取某个完整点，并结合该观察点的位置情况，详细分析该区域的通视特点。研究表明，通视分析主要分为三方面内容：①两个观察点之间的通视性。②观察点的通视区域分析，利用已有的观察点，确定观察高度，在指定的范围之内进行合理的观察。③详细分析多个观察点，采用交集计算方式，准确计算建筑覆盖区域的可视面积。应用GIS与BIM集成技术，建筑规划人员可以构建完整的三维模型，并结合三维模型的运行情况，选择合理的观察点，通过详细分析该观察点周围情况，能够帮助规划人员更好的确定建筑的通视情况，提高各项通视数据的准确性。GIS与BIM集成技术能够为建筑规划人员呈现更加完整的建筑模型，进一步提高建筑结构的完整性[4]。
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CIM的理念
CIM基本理念总结为：依托先进技术、面向具体需求、融合动态信息、描述实体单元、支撑各类应用。
首先要依托于对 BIM、GIS、IOT技术的透彻理解和深度应用，并与云计算、大数据等技术充分融合。
同时，针对不同区域、不同运行管理对象、不同运行管理业务的需求差异，需要不同级别、不同内容、不同丰富程度的CIM模型支持，因此CIM模型的研究、设计与建立应完全面向需求。
其次CIM模型是用来组织信息的，信息之所以需要这项新技术来组织，源于其多源性、复杂性和融合性，尤其是为了满足应用需求，实时动态的物联传感信息应是CIM模型的必选数据源。
然后CIM模型要针对空间实体进行对象化的描述，根据需求划分描述对象的空间粒度，并以此作为最小模型单元。
另外CIM应该落脚于业务应用，为各类业务应用中协同工作、预警预测提供支撑。
CIM的本质
智慧城市建设的核心在于有效地运用信息技术，并通过技术与城市本身的高度融合，支撑城市的发展，提升城市的功能，服务城市中的自然人及法人。而CIM正是一项新型信息技术，这项技术：
产生于——对已有技术进行集成的需要。
本质是——一种技术集成和提升。如前文所述，与CIM相关的核心技术主要包括BIM、GIS和 IOT，CIM技术首先应深度集成这3项技术，同时融合应用云计算和大数据等技术。
这种集成的技术（CIM)比本源技术具有更多优点。
比GIS富含更多来自于BIM和IOT的语义信息
CIM需要能够从多个维度完整地描述结构复杂的城市系统，丰富的语义信息是必不可少的，这些语义信息更多的来自于对微观的城市实体要素的详细描述，如前文中列举的建筑、各类设施、植被、水体、地貌、部件、设备、自然人、法人等，而这种详细描述能力恰恰是BIM的专长。
GIS 实现了人们对于空间信息的1-19级（地图瓦片的一般设置，此处仅为示意）的面向对象化，赋予了空间实体现实含义。我们看这个地块是草地，不是因为它的图形填充了草地样式，而是计算机知道了它是草地，然后输出表格、符号、图或文字，告诉我们这是一个什么样的草地。如果不出图，标注是不需要的，线型颜色也是不需要的，计算机可自行运算。而BIM需要完成的，就是第20级的面向对象化。GIS对于空间世界的面向对象化属于从亚宏观向宏观和微观同时发展，继续往微观的每一级前进，伴随的是数量和困难的级数倍激增。到了第20级，也就是BIM需要解决的问题，如此高级别微观世界的语义信息含量远远大于前19级的总量。
CIM因为集成了BIM而自然具有了高级别微观世界的语义信息存储、更新、管理和表达的能力，这是CIM 相比 GIS的一大进化。
当CIM应用于城市（园区）的运行管理时，如果没有实时的物联感知信息，就无法及时、透彻地感知建筑、桥梁、地下空间设施、地上基础设施、植被、水体、各类设备等物理实体对象的运行状况以及各类法人、自然人的生产、生活活动。要模拟城市中各实体对象的运行状态，对各类对象的实时在线监测是必不可少的。
通过物联网监测感知到的信总可以成为CIM的“能量”，只有根据管理需求对城市（园区）常态运行和应急情况的关键参数进行实时监控，不断吸收能量、汇聚能量，才能支撑城市（园区）运行全面感知、全面接入、全面监控、全面预警的实现，进而通过海量物联感知信息的积累和机器学习，提高问题识别、预测预警、运行评估的准确性，进一步提高城市（园区）运行主动保障能力。显而易见 CIM 因为集成了IOT而具有了类型极其丰富的实时物联感知信息，其中包括视频、音频等，从时态上和信息类型上增加了GIS信息的语义维度。
比BIM更具模拟分析能力
我们可以将BIM 比喻为CIM的优秀基因，将GIS视为CIM的血肉。假如一个可以拥有大眼睛、长睫毛的强大基因脱离了具体的血肉躯体，它可能是控制了一个大美女，也可能是一头小毛驴。因此 BIM是一个微观世界的优秀基因，但是离不开GIS的宏观支撑，BM体现的微观特征需要依托GIS这个框架，才能具备精确完整的空间位置信息、城市实体对象精细逼真的外观纹理以及大尺度地呈现城市内更多更全的主题对象，从而使CIM的应用真正落地于定位、大尺度模拟和综合分析等功能的实现。
比IOT具有空间掌控能力
CIM通过对GIS技术的集成，为IOT提供了处理相关空间信息的支撑平台。在大尺度、大范国应用领域，不再只限于感知传感器监控点位处空间对象的物理特征，能够通过现有的、有限的监测数据获取范围内的任意连续点的信息，以此接受某个地方的某个事件及其随时间的变化过程，对现象的变化过程作出判断，对未来作出预测和对过去作出回溯，在大尺度空间范畴更好地掌控全局信息及空间对象运行态势。
CIM 的目的
经过技术集成，CIM 的目的是通过对信息的有效组织，形成城市的数字化镜像，并依托这一镜像，有力支撑具体应用，实现针对城市各专业领域的规划、建设和运行管理等应用层级的有效协同、精确分析、实时预警预测以及动态的高仿真可视化管理。
为高度聚焦人工智能和物联网技术和产品在智慧交通、智慧 健康 、智慧治理等领域的场景应用，工业和信息化部教育与考试中心正式开启城市信息模型集成与应用工程师专业技术人员培训工作。面向BIM、GIS、IoT、城市管理、城市规划、计算机信息等专业毕业人员以及从业人员，开展城市信息模型集成与应用培育工作，旨在培养更多符合行业发展规划，拥有国际视野，具备高水平的城市信息模型集成与应用技术人员。
BIM（Building Information Modeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
BIM技术的概念虽然非常好，但是在国内建造行业落地时却遇到一个问题——侧重于模型的生产，把BIM当成了单纯的三维建模技术，而真正有价值的BIM数据消费却没有得到普遍应用。
究其原因，与BIM模型文件浏览和数据提取不便有很大关系。一个项目的BIM模型动辄1G以上，而且需要使用专业的建模软件打开，无论是文件传递还是模型浏览，受限于电脑配置和网速，效率都非常低。
而且国内主流的BIM模型大多使用外国商业软件，想要提取模型中的属性和数据，需要使用外国厂商的配套平台，成本高、本地化程度低、数据安全性差，严重制约BIM在国内的进一步普及与应用。
随着建造行业往智能化方向转型，BIM技术是必不可少的一环，需要通过有效的方法克服BIM技术的落地应用难题。
BIM引擎就是一个可行的方法。BIM引擎能对BIM模型进行轻量化转换，并提取模型的完整数据，有效连接模型生产和模型使用环节，让BIM不再停留在“看”的层面，真正让BIM“用”起来。
对BIM轻量化引擎进行选型时，要重点考察以下几个因素：
1、是否支持工程建筑行业的主流文件格式；
2、BIM模型中的构件及属性信息是否提取完整；
3、大模型的在线浏览是否流畅；
4、能支持低配置的显示终端；
数据解析
BCoreBIM引擎支持.rvt、.ifc、.skp、.dwg、.dxf、.osgb等10多种建筑行业主流文件格式的解析，兼容多专业、多软件的成果合并，实现数据格式的统一。
BCoreBIM引擎能实现BIM模型和CAD图纸的全量数据提取。
针对BIM模型，BCoreBIM引擎支持项目、模型、标高、类型、系统、构件等常规数据的提取，还提供3D轴网、空间、洞口、端口连接关系等特色扩展数据提取，并能导出完整的属性清单。为成本材料算量、模型审查等业务场景提供数据提取能力，让BIM模型不止能“看”，还能真正被用起来。
针对CAD图纸，BCoreBIM引擎不仅能实现图元级别的数据解析，还可以导出图纸的布局空间及模型空间，并支持按图层、图块、图框拆分图纸。
图形可视化
BIM应用最担心在线浏览模型、图纸时，频繁出现卡顿和崩溃，如果不能顺畅运行，即使应用的功能再多、效果再炫，也难以用到实际项目中。
BCoreBIM引擎为开发者提供图形可视化服务，只需调用图形API就可以实现BIM模型、CAD图纸、GIS模型的在线浏览与交互操作。
借助BCoreBIM引擎出色的轻量化技术，无论是施工现场的普通电脑，又或者是手机、平板，大部分图纸二次加载时，能在1秒内完成加载，即使是超大型的模型，在线浏览也不会卡顿、闪屏，不用担心应用运行不起来。
Cesium 平台搭建的 GIS+BIM 协同平台，主要面向建筑设计人员，提供建筑与地理环境集成分析工具，辅助规划设计，用以解决复杂地形环境条件下的建筑及其室外地形设计。平台包括 4 类分析模块，15 种分析工具。GIS+BIM 一体化协同平台重点解决了 BIM 模型轻量化、BIM 与 GIS 模型数据集成的技术问题，平台可快速、完整加载复杂地形条件下的建筑及其室外环境的 BIM 模型。
