工程集群化建設(shè)管理與BIM+GIS技術(shù)融合應(yīng)用的研究進(jìn)展

摘要：集群化項(xiàng)目具有工程類型多、周期緊、交叉面多、數(shù)據(jù)來源雜亂等特點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的工程建設(shè)管理手段，難以解決建設(shè)過程中的組織與管理難度大等問題，導(dǎo)致集群化項(xiàng)目的整體目標(biāo)實(shí)現(xiàn)困難。隨著工程集成化建設(shè)管理模式的不斷演進(jìn)與發(fā)展，國內(nèi)不少新區(qū)引入了BIM、GIS及其關(guān)鍵技術(shù)，探索BIM+GIS技術(shù)融合應(yīng)用的集成管理模式，助力工程項(xiàng)目全生命周期管理集約化、信息化、精益化的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM;GIS;融合;工程集群化

BIM與GIS本身是兩個不同維度的學(xué)科，其中GIS在宏觀層面提供地理信息，而BIM在微觀層面實(shí)施建筑信息數(shù)據(jù)的分析[1]。BIM與GIS技術(shù)融合，推動了信息化技術(shù)不斷向工程行業(yè)的深度和廣度延伸發(fā)展，加強(qiáng)了單一技術(shù)在工程建設(shè)管理中作用。BIM與GIS技術(shù)融合應(yīng)用在工程集群化建設(shè)管理之中，可以適用于工程的選址、施工管理、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃以及能源設(shè)計(jì)等多種方向。應(yīng)用的廣泛性使得建筑工程項(xiàng)目的全生命周期被涵蓋。

一、概述

（一）BIM與GIS技術(shù)融合

BIM、GIS、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展浪潮下，被廣泛的應(yīng)用到工程行業(yè)之中，提升了工程的科學(xué)性及實(shí)用性。BIM信息模型是對單體的整個生命周期從設(shè)計(jì)、施工再到運(yùn)維等各個階段的精細(xì)化的表達(dá)，具備十分豐富且詳細(xì)的幾何構(gòu)造及語義信息，但是信息覆蓋范圍有限，與周邊環(huán)境地理要素結(jié)合度不高，導(dǎo)致BIM信息模型非常容易被批評為“紙上談兵”。三維GIS地理信息系統(tǒng)，利用空間地物的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和表面紋理數(shù)據(jù)表達(dá)現(xiàn)實(shí)的世界，重視對空間信息的傳遞，可以在宏觀維度對空間環(huán)境及物理空間關(guān)系開展分析。但是工程信息數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)不足，導(dǎo)致GIS模型數(shù)據(jù)僅僅關(guān)注的是工程之外的信息。GIS+BIM的技術(shù)融合，其目標(biāo)是有效的彌合兩種技術(shù)單獨(dú)運(yùn)用存在的不足之處，結(jié)合雙方的優(yōu)勢，發(fā)揮最大的效益[2]。該模型的有效融合，可以有效的拓展數(shù)據(jù)廣度，提高數(shù)據(jù)深度，擁有更加廣泛的應(yīng)用價(jià)值，是工程集群化建設(shè)管理發(fā)展背景下的重要技術(shù)手段。

（二）工程集群化

工程集群化是指由若干不同類型項(xiàng)目組成的項(xiàng)目群，具有投資總額大、建設(shè)周期緊、社會關(guān)注度高、涉及參建單位龐雜、工程項(xiàng)目建設(shè)時序與空間交叉面多、專業(yè)統(tǒng)籌難度大等特點(diǎn)。工程集群化建設(shè)管理主要關(guān)注于項(xiàng)目群的管理模式、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、流程優(yōu)化、資源統(tǒng)籌配置等方面，通過應(yīng)用新一代信息化技術(shù)手段，保障項(xiàng)目實(shí)施過程，以期順利達(dá)成項(xiàng)目群管理目標(biāo)。

二、工程集群化建設(shè)管理與BIM+GIS技術(shù)的融合應(yīng)用

（一）應(yīng)用于工程規(guī)劃與施工管理

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市集群化工程建設(shè)模式也獲得了迅速的發(fā)展，市政基礎(chǔ)設(shè)施、民用建筑以及園林等其他配套設(shè)施的規(guī)劃十分關(guān)鍵。城市化的可持續(xù)發(fā)展主要依賴于城市的科學(xué)規(guī)劃。規(guī)劃管理的重點(diǎn)內(nèi)容主要有工程的使用性質(zhì)實(shí)施控制，如市政道路選線、建筑密度與容積率進(jìn)行模擬計(jì)算等。運(yùn)用BIM+GIS技術(shù)的融合方式，能夠幫助規(guī)劃人員在直觀的三維之中對新建筑物及周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)性進(jìn)行模擬，節(jié)省了傳統(tǒng)工程規(guī)劃管理的公式計(jì)算等方面的內(nèi)容。針對工程實(shí)施的進(jìn)度管理中，BIM+GIS技術(shù)的融合，一方面能夠通過空間耦合可視化來展現(xiàn)城市的建設(shè)動態(tài)與建設(shè)額規(guī)劃，提高決策的效率及精度。另一方面也能夠經(jīng)過后臺數(shù)據(jù)庫之中的信息比較，完成實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的自動比對，實(shí)現(xiàn)實(shí)時預(yù)警與降低管理風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。除此之外，通過BIM+GIS技術(shù)的融合，可以對施工情況實(shí)施可視化管理，構(gòu)建可視化模型，通過BIM技術(shù)來分析信息流動、成本、物料以及建筑構(gòu)建屬性，運(yùn)用GIS分析工程外部環(huán)境信息的優(yōu)勢，保障空間布局的合理性，對施工過程開展實(shí)時性與可視化的監(jiān)督與管理。

（二）應(yīng)用于市政道路建設(shè)

BIM+GIS技術(shù)的融合在公路與鐵路建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。公路建設(shè)方面，雅康高速公路建設(shè)項(xiàng)目中將BIM與GIS技術(shù)應(yīng)用于高速公路地質(zhì)勘查之中，構(gòu)建地質(zhì)數(shù)據(jù)管理平臺及三維地面模型，以此來解決傳統(tǒng)地質(zhì)與地理資料管理混亂且利用效率低下的困境。并且，BIM地面模型能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)信息與隧道關(guān)系進(jìn)行模擬，以此來優(yōu)化隧道支護(hù)設(shè)計(jì)[3]。鐵路建設(shè)方面，我國西南山區(qū)鐵路隧道建設(shè)中，基于BIM+GIS研發(fā)了的鐵路隧道地質(zhì)災(zāi)害輔助整合技術(shù)，提出了可以構(gòu)建隧道區(qū)域地形地貌的三維地理信息場景，運(yùn)用空間分析功能與查詢功能，對線路、隧道、巖溶病害等進(jìn)行建模，以此來幫助管理人員及技術(shù)專家研究科學(xué)整治提供高質(zhì)量的完備數(shù)據(jù)支撐，提升地質(zhì)災(zāi)害的整治水平。

（三）應(yīng)用于室內(nèi)導(dǎo)航

現(xiàn)階段，隨著高德地圖、百度地圖等電子地圖的廣泛應(yīng)用，為我們的生活提供了諸多的便利。但是這些都是基于二維的路徑規(guī)劃與導(dǎo)航功能。通過GIS可以獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，但是在室內(nèi)信息數(shù)據(jù)方面還有所缺乏，導(dǎo)致室內(nèi)導(dǎo)航無法實(shí)現(xiàn)。因此，將建筑BIM模型數(shù)據(jù)應(yīng)用到GIS數(shù)據(jù)之中，能夠有效的實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)部的導(dǎo)航。如，大型商場或者超市應(yīng)用BIM數(shù)據(jù)構(gòu)建了室內(nèi)三維數(shù)據(jù)，可以幫助消費(fèi)者迅速的定位自己在室內(nèi)的精確位置，方便消費(fèi)者的游玩。一旦發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)的時候，也很容易找出逃生出口。典型的代表是央視新大樓運(yùn)用BIM+GIS技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)，能夠?yàn)閱T工跨樓層跨樓體進(jìn)行導(dǎo)航。

（四）應(yīng)用于其他方面

BIM+GIS技術(shù)的融合在集群化建筑管理中，除了上述領(lǐng)域的應(yīng)用之外，也可以應(yīng)用到復(fù)雜的地下工程中，運(yùn)用構(gòu)建BIM+GIS可視化模型的方式，減少施工過程中設(shè)備沖突風(fēng)險(xiǎn)，提高運(yùn)維效率。除此之外，也能夠廣泛的應(yīng)用于城建檔案管理、消防管理、環(huán)境模擬以及古文化保護(hù)等相關(guān)領(lǐng)域，涉及到人們生活的方方面面，都發(fā)揮了重要的作用。

三、結(jié)語

融合的BIM+GIS技術(shù)已經(jīng)成為集群化建筑工程管理的重要技術(shù)手段，集合兩者技術(shù)優(yōu)勢為一體，能夠深度融合實(shí)際建設(shè)情況，助力不同工程集群管理過程中發(fā)揮優(yōu)勢作用，包括建筑規(guī)劃與施工管理、城市道路建設(shè)、室內(nèi)導(dǎo)航以及地下工程等領(lǐng)域，最終高效達(dá)成管理目標(biāo)，為推動工程行業(yè)發(fā)展注入新的活力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]華陸韜. AR+BIM+GIS技術(shù)的融合開發(fā)與應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（15）：19-21.

[3]李謐，賀曉鋼，李博涵，敖翔. 基于BIM+GIS的市政工程規(guī)建管一體化應(yīng)用研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào)，2020，16（S2）：527-539.

作者簡介：蔣昶涵（1991-）女，漢族，籍貫廣西，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向——工程管理、BIM、GIS。