BIM+GIS技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用分析

文/毛晴鶴

1 前言

從目前的情況來看，在我國城市道路建設(shè)中管理形式上呈現(xiàn)出分布式的局面，但每一個(gè)分布式管理會(huì)使得信息數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一，進(jìn)而出現(xiàn)孤島的情況。以BIM+GIS 技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用，能夠從多個(gè)方面提升我國城市道路建設(shè)水平。

2 BIM 與GIS 技術(shù)的概念

2.1 BIM 概念

通俗來說，BIM 是指建立信息模型。BIM是一個(gè)完整的信息模型，它能夠?qū)㈨?xiàng)目中所有的信息和資源集中到一個(gè)模型中，進(jìn)而保障項(xiàng)目中的技術(shù)人員能夠及時(shí)獲取到需要的信息。與此同時(shí)，在BIM 模型中所保存的信息都是能夠共享的，可在不同施工階段進(jìn)行模型和分析，方便所有參與者都能夠及時(shí)獲取到信息和資源[1]。

2.2 GIS 概念

GIS 指的是地理信息系統(tǒng)，是一種較為特殊的信息系統(tǒng)。它能夠在計(jì)算機(jī)的幫助下對(duì)諸多地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和保存等工作，進(jìn)而使諸多數(shù)據(jù)能夠集合成為一體，幫助人們開展工作。

BIM 與GIS 兩種技術(shù)的有效結(jié)合，能夠?yàn)槲覈鞘械缆方ㄔO(shè)提供全新的發(fā)展空間，使其由原本的微觀管理模式，朝著智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，最大限度加強(qiáng)城市道路管理效率，減少城市道路設(shè)計(jì)周期，保障城市道路建設(shè)的針對(duì)性和科學(xué)性。

3 基于BIM+GIS 技術(shù)的城市道路項(xiàng)目管理平臺(tái)

3.1 平臺(tái)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1.1 三維可視化

該功能能夠使得各種數(shù)據(jù)多效果展示出來，幫助技術(shù)人員進(jìn)行分析，提高項(xiàng)目的可行性。

3.1.2 信息集成

為工程項(xiàng)目中的部分提供各方信息溝通平臺(tái)，方便溝通和交流。為各方所需信息提供多維配置平臺(tái)，包含方案構(gòu)造、物資補(bǔ)缺、費(fèi)用評(píng)估等方面。

3.1.3 方案智能化展示

在工程項(xiàng)目的前期中，按照相關(guān)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，為工程信息的發(fā)布提供幫助，進(jìn)而加強(qiáng)項(xiàng)目管理的效率。

3.1.4 結(jié)構(gòu)化的成果管理。在前期的規(guī)劃過程中，應(yīng)構(gòu)建可管控的標(biāo)準(zhǔn)化流程，對(duì)各方提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和分類[2]。

3.2 平臺(tái)管理功能

3.2.1 平臺(tái)門戶

該門戶可以分為多項(xiàng)目門戶以及單項(xiàng)目門戶。多項(xiàng)目門戶主要是通過構(gòu)建協(xié)同管理的信息組織框架，進(jìn)而協(xié)同多項(xiàng)目的規(guī)劃數(shù)據(jù)，加快信息共享的速率，達(dá)到加強(qiáng)項(xiàng)目中的合作交流目的。在該平臺(tái)中可以一對(duì)多的開展項(xiàng)目數(shù)據(jù)保存，使其在最大化限度中保障信息的完整和安全。單項(xiàng)目門戶則是通過對(duì)工程數(shù)據(jù)和路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，全面展示工程總體的信息規(guī)劃，進(jìn)而對(duì)工程項(xiàng)目的整體狀況和重要節(jié)點(diǎn)一目了然，也為日后的項(xiàng)目決策提供一定的幫助[3]。

3.2.2 方案管理

方案管理內(nèi)容是平臺(tái)集中配置的模塊，通過在線結(jié)構(gòu)化成果歸檔，方便管理、查詢和共享諸多的文件和成果。以新建工程規(guī)劃設(shè)計(jì)方案為例子，整合三維模型、二維線型數(shù)據(jù)和前期規(guī)劃相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，方便與各個(gè)相關(guān)單位進(jìn)行溝通和決策，進(jìn)而加強(qiáng)項(xiàng)目管理的效率。

3.2.3 方案分析

方案分析是平臺(tái)的集成展示模塊，展示方案管理模塊中預(yù)配置的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，并分類統(tǒng)計(jì)分析建設(shè)工程規(guī)劃和建設(shè)階段關(guān)注的邊界限制條件、征借地、房屋拆遷、管線搬遷、噪音影響、綠化搬遷、交通流量等業(yè)務(wù)。通過在可視化環(huán)境下對(duì)特定關(guān)注點(diǎn)以多角度場景瀏覽、屬性查詢、同點(diǎn)切換和雙屏展示等多種方式進(jìn)行方案展示和比選，輔助方案討論和決策。

3.2.4 系統(tǒng)管理

對(duì)于系統(tǒng)管理而言，它是一項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)諸多功能的一個(gè)基礎(chǔ)性模塊。在該模塊中，它具有項(xiàng)目管理和權(quán)限管理的特點(diǎn)，這就使得平臺(tái)可對(duì)多項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和分析。另外，權(quán)限管理能夠保障整個(gè)平臺(tái)的安全性和用戶登錄的唯一性，按照工程中人員所處的不同位置進(jìn)行設(shè)置，這樣一來就便于各個(gè)人員方便查詢數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)而在一定程度上保障數(shù)據(jù)得到快速準(zhǔn)確的調(diào)用[4]。

3.2.5 證照管理

該管理模塊是針對(duì)工程項(xiàng)目中所獲取到的各類證照進(jìn)行歸檔和管理，按照該階段方案與證照文件進(jìn)行一對(duì)一關(guān)聯(lián)，從而有效實(shí)現(xiàn)規(guī)劃方案，隨證照批復(fù)變更情況開展動(dòng)態(tài)的跟蹤和清晰追溯。

4 BIM+GIS 技術(shù)在城市道路建設(shè)中的優(yōu)點(diǎn)

4.1 可視化優(yōu)點(diǎn)

在我國過去傳統(tǒng)的工程施工設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案主要來源于圖紙內(nèi)容，但是因?yàn)閳D紙中所表達(dá)出來的內(nèi)容較為靜態(tài)和缺少全面性，設(shè)計(jì)人員不能直觀地對(duì)圖紙進(jìn)行理解。而基于BIM+GIS 技術(shù)的設(shè)計(jì)，是一種3D 呈現(xiàn)技術(shù)，在開展城市道路建設(shè)中，能夠及時(shí)檢查和發(fā)展設(shè)計(jì)方案中存在的問題并且進(jìn)行解決。它與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，能夠讓設(shè)計(jì)人員更加清晰地了解到道路建設(shè)、行人車輛、建設(shè)環(huán)境等之間的關(guān)系，使設(shè)計(jì)方案變得較為直觀和透徹[5]。

另外，GIS 技術(shù)還提供城市道路建設(shè)的三維可視化功能，能夠在一定程度上改善道路建設(shè)中數(shù)據(jù)的表達(dá)和功能分析，為相關(guān)的設(shè)計(jì)者提供直觀、合理的工具。

例如，我們可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)于城市道路的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作是一個(gè)從宏觀到微觀的設(shè)計(jì)過程。那么，首先設(shè)計(jì)師需要對(duì)周邊路線進(jìn)行確定，按照城市中建筑、房屋、環(huán)境等實(shí)際情況來拆除建筑物，并選擇一條科學(xué)化的線路方向。應(yīng)用BIM+GIS 技術(shù)能夠直觀地了解到城市中每一條線路的分布情況，使設(shè)計(jì)師對(duì)整個(gè)城市的分布了解清晰，進(jìn)而設(shè)計(jì)和建造成美麗的城市道路。

4.2 信息共享的優(yōu)點(diǎn)

在開展城市道路建設(shè)施工的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)諸多的數(shù)據(jù)和信息，而傳統(tǒng)的施工面對(duì)如此繁多的數(shù)據(jù)和信息，需要大量的人力來進(jìn)行整理和收集。但是應(yīng)用BIM+GIS 技術(shù)不僅能夠幫助工作人員整理信息，還能夠及時(shí)為工程項(xiàng)目參與者提供有效數(shù)據(jù)，使建設(shè)施工變得更加便利。另外，在實(shí)際的道路建設(shè)中，運(yùn)用BIM+GIS 技術(shù)還能對(duì)城市道路修建中的一些工作進(jìn)行管理和分析，提前了解到工程項(xiàng)目中可能會(huì)出現(xiàn)的一些問題，及時(shí)解決，進(jìn)而加強(qiáng)施工的效率和質(zhì)量性。同時(shí)，應(yīng)用BIM+GIS技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)施工進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)督，保障每一個(gè)資金得到合理使用，在項(xiàng)目中起到督查的作用。

另外，當(dāng)城市道路在建設(shè)完成后，還能夠應(yīng)用BIM+GIS 技術(shù)來獲取到市民的位置，同時(shí)開展一系列的分析來了解人們所處的地理環(huán)境和空間狀態(tài)并共享這些信息。例如通過應(yīng)用BIM+GIS 技術(shù)，人們可以使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來獲取到自身所處的地理位置。當(dāng)行人想要乘坐交通工具時(shí)，能夠查詢下一趟交通工具距離自身多遠(yuǎn)的位置等情況；司機(jī)可以直觀地了解到道路交通是否存在擁堵和通過擁堵的時(shí)間；交警也能夠通過這一項(xiàng)技術(shù)來獲取到事故發(fā)生的所在地，及時(shí)前往處理和救援工作等。

4.3 全生命周期管理城市道路

當(dāng)城市道路在設(shè)計(jì)初期，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建全生命周期管理城市道路系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)，科學(xué)化改建城市道路設(shè)計(jì)方案，提高施工的質(zhì)量和安全性。同時(shí)，還要有效利用BIM+GIS 技術(shù)開發(fā)的城市道路全生命周期管理軟件，在一定程度上克服傳統(tǒng)管理模式中存在的不足，進(jìn)而加強(qiáng)道路改進(jìn)、建設(shè)、維護(hù)等多個(gè)方面的工作。另外，它不單單能夠有效實(shí)現(xiàn)城市中的地圖瀏覽、定位等工作，還能幫助實(shí)現(xiàn)城市道路項(xiàng)目的開展，為整個(gè)城市道路數(shù)據(jù)挖掘、管理提供有利的幫助。最后，該技術(shù)能夠按照模擬定位地理地位對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行研究，使整體城市道路變得更為直觀。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM+GIS 技術(shù)的使用能夠助力我國城市道路建設(shè)朝著數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展，讓每一名參與者都能夠更加清晰了解項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)，并且在第一時(shí)間中做出準(zhǔn)確科學(xué)的判斷。相信未來隨著這項(xiàng)技術(shù)的廣泛使用，我國城市道路建設(shè)水平會(huì)不斷提高，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。