GIS與BIM集成在城市建筑規(guī)劃中的應(yīng)用研究

付東梅

摘 要：在城市建筑規(guī)劃中使用GIS系統(tǒng)中的BIM信息，可以科學(xué)合理的規(guī)劃城市的分布，還能夠在建筑設(shè)計(jì)上提供支持和幫助。本文作一綜述講解在城市建筑規(guī)劃中，GIS以及BIM集成的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：城市建筑規(guī)劃；GIS；BIM

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0147-02

在城市建筑規(guī)劃中建筑物的類型較多，具有不同的顏色，尺寸，紋理，有時還會遇到障礙物。如果使用激光雷達(dá)掃描，那么價格太高，并且生成的建筑模型沒有室內(nèi)的信息[1]。如果使用攝影測量，那么后期需要大量的人工貼圖。在城市建筑規(guī)劃時使用GIS系統(tǒng)，可以容易的得到建筑物精確高度，內(nèi)部空間信息以及外觀尺寸。使用GIS與BIM的集合，可以對建筑物進(jìn)行建模，并能夠?qū)⒔ㄖ锏闹車牡乩憝h(huán)境以及建筑物的空間信息進(jìn)行共享，將其應(yīng)用到城市三維GIS中，有效的降低了建筑物的空間信息成本[2]。本文作一綜述講解在城市建筑規(guī)劃中，GIS以及BIM集成的應(yīng)用情況。

1 BIS以及BIM技術(shù)的簡介

GIS系統(tǒng)又稱為地理信息系統(tǒng)，是指以地理學(xué)，計(jì)算機(jī)以及地圖學(xué)為基礎(chǔ)，與專業(yè)的軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對地理空間信息的輸入，獲取，存儲，編輯，分析計(jì)算，查詢等處理的綜合性的空間計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨機(jī)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的發(fā)展，GIS系統(tǒng)結(jié)合遙感，地圖學(xué)，地理學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等形成綜合性的學(xué)科，現(xiàn)在，GIS系統(tǒng)已經(jīng)在多個領(lǐng)域被廣泛使用[3]。BIM有被稱為建筑信息模型的縮寫，是指使用三維的數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，將建筑工程項(xiàng)目的各種相關(guān)的信息集成的工程數(shù)據(jù)模型，這個數(shù)據(jù)模型是具有功能特性以及物理設(shè)施的。BIM是一個共享的信息平臺，能夠在項(xiàng)目的各個參與方，不同的階段都能夠在這個平臺上進(jìn)行更新，提取，修改，插入信息，從而達(dá)到各方面的協(xié)同工作，能夠?yàn)榻ㄖ锏慕⒌讲鸪娜^程提供可靠的依據(jù)。

2 GIS以及BIM集成助力城市建筑規(guī)劃

在城市建筑規(guī)劃時，使用BIM可以了解建筑模型的生產(chǎn)以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息從而用來建構(gòu)平臺。在實(shí)際的應(yīng)用中，BIM的對象比較明確，在管理室內(nèi)信息時比較便利。在城市建筑規(guī)劃的整個過程中，不是任何的時候都需要將GIS以及BIM進(jìn)行融合使用的，比如在研究城市建筑物周圍環(huán)境是否容易發(fā)生火災(zāi)時，是需要使用GIS即可，不需要使用BIM的信息。比如，在建立城市建筑物的三維虛擬景觀系統(tǒng)時，需要BIM的信息就較多。隨著城市建筑的發(fā)展，很多認(rèn)為只需要根據(jù)不同的目的建立GIS系統(tǒng)即可，但是只有GIS系統(tǒng)是不可能完成工程的，需要將GIS與BIM集成才能形成城市的智能化[4]。

2.1 三維測量

三維測量主要是對住宅間距，建筑面積，空間距離，地塊面積，填挖方計(jì)算等測量。在建筑密集的地方會增加測量的難度，但是在使用GIS以及BIM集成系統(tǒng)中，使用三維測量會很容易解決這個問題。在距離測量過程中，只需要單擊需要測量的兩點(diǎn)，在三維的實(shí)景窗口可以具體的距離。在高度測量過程中，只需要點(diǎn)擊兩者之間的高度，便可以了解兩點(diǎn)之間的高度。在檢測角度時，需要點(diǎn)擊三個點(diǎn)，可以得到以第二個點(diǎn)為頂點(diǎn)的角度。如果需要測量某個區(qū)域的面積，只需要連續(xù)的點(diǎn)擊測量區(qū)域的頂點(diǎn)即可得到該區(qū)域的面積。

2.2 日照分析

在城市建筑規(guī)劃過程，日照會影響建筑物的取暖，采光以及視覺。對建筑物進(jìn)行日照分析，可以防止光污染以及遮擋光，保證建筑面積，建筑間的間距等情況的指標(biāo)需求。日照分析主要需要分析日照仿真分析，遮擋分析，窗洞分析，單點(diǎn)分析等。在日照分析的過程中，需要根據(jù)不同的季節(jié)的日照情況以及建筑物的高度，體積等之間產(chǎn)生的影響，通過計(jì)算建立關(guān)于建筑物的陰影面積以及日照時間的能夠顯示現(xiàn)實(shí)觀影效果的三維模型。根據(jù)GIS以及BIM集合，可以先使用BIM的模擬出一個建筑物的模型，之后將不能在真實(shí)的世界中展現(xiàn)的操作模擬。在日照分析中需要涉及多種因素，如建筑造型，地域，時間等。如果通過人工將多種相互影響的因素計(jì)算分析將會很困難，但是通過GIS以及BIM集合的三維模型中表現(xiàn)出來，將會變得很容易[5]。遮擋分析，在規(guī)定的時間點(diǎn)計(jì)算各建筑物之間被遮擋以及遮擋的情況，根據(jù)建筑物的遮擋判斷建筑物之間的距離是否合理。

2.3 通視分析

城市建筑規(guī)劃中的通視分析主要是控制建筑物的高度，屬于城市結(jié)構(gòu)的基本問題。合理的城市通視分析可以促使城市中一些重要的景點(diǎn)或者景觀周圍具有一定的尺度，可以保護(hù)重要景點(diǎn)或者景觀的視覺效果。通視分析主要根據(jù)確定某一點(diǎn)作為觀察點(diǎn)，從而研究某個區(qū)域的通視的效果。在通視分析的過程中需要分析兩點(diǎn)之間的可視性；分析可視域，確定一個觀測點(diǎn)，在相對高度上，對一定范圍內(nèi)的通視區(qū)域進(jìn)行分析；分析多點(diǎn)通視面積的交集的計(jì)算，根據(jù)可視的面積反求待定的高度以及位置[5]。

2.4 建筑設(shè)計(jì)方案對比分析

在城市建筑規(guī)劃中所有的建筑師都希望自己的方案能夠通過，但是在實(shí)際的操作過程中，都有很多地方需要進(jìn)行修改，往往中標(biāo)得方案與最初的方案具有很大的差別。因此，好的設(shè)計(jì)方案需要經(jīng)過多層次，多角度，多方位的分析，多方面深入分析投資的規(guī)模，建筑方造型要求以及總體規(guī)劃，建筑節(jié)能等的情況。需要僅設(shè)計(jì)一個方案，設(shè)計(jì)多個方案可以提高說服力以及競爭力。通過多種建筑設(shè)計(jì)方案的分析對比，選出最佳的方案很重要。在以前建筑師都通過二維的圖紙展示自己的設(shè)計(jì)方案，但是由于二維平面存在局限性，很多的空間信息不容易表達(dá)出來，另外，建筑物的材質(zhì)，周圍的環(huán)境以及立體結(jié)構(gòu)很難表現(xiàn)出來。在GIS以及BIM集合中可以通過三維的方式生動將設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)出來。

3 結(jié)語

在城市建筑規(guī)劃中使用GIS系統(tǒng)以及BIM進(jìn)行分析，能夠更加科學(xué)的對城市進(jìn)行規(guī)劃，對建筑的設(shè)計(jì)方案提供技術(shù)上的支持。使用BIM可以了解建筑模型的生產(chǎn)以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息從而用來建構(gòu)平臺。在城市建筑規(guī)劃中使用GIS以及BIM集合有利于三維測量，日照分析，通視分析，建筑設(shè)計(jì)方案對比分析等。其中三維測量可以通過點(diǎn)擊兩點(diǎn)測量兩點(diǎn)之間的距離，高度等。日照分析，可以先使用BIM的模擬出一個建筑物的模型，之后將不能在真實(shí)的世界中展現(xiàn)的操作模擬。比如日照的情況，從而防止光污染以及遮擋光。通視分析，可以促使城市中一些重要的景點(diǎn)或者景觀周圍具有一定的尺度，可以保護(hù)重要景點(diǎn)或者景觀的視覺效果。建筑設(shè)計(jì)方案對比分析有助于從眾多的設(shè)計(jì)方案中選出最佳方案。在設(shè)計(jì)中使用三維模型，有助于避免二維圖紙的局限性。王玲莉等[7]研究的GIS與BIM集成在城市建筑規(guī)劃中的應(yīng)用研究研究結(jié)果與本文結(jié)果具有一致性，說明本文研究結(jié)果具有重復(fù)性以及可行性。

參考文獻(xiàn)

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[7]王玲莉，戴晨光，馬瑞等.GIS與BIM集成在城市建筑規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J].地理空間信息，2016，14（6）：75-78.