GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究

GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究

黄元理1张艳2

1.身份证号：412902197910053XXX；2.身份证号：411381199006024XXXX河南省474150

摘要：城市实体部分最基本的组成元素是建筑物。在人类发展的浩瀚长河中，城市建筑的位置无可取代，一方面城市建筑能够体现出城市功能的使用，另一方面又以实体的方式展现外在空间的呼应关系。城市建筑规划是城市规划的重要组成部分，合理健康的建筑规划是社会文明和发展的真实写照。鉴于此，本文主要分析探讨了GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用情况，以供参阅。

关键词：GIS；BIM集成；建筑规划；应用

引言

现代信息技术为空间管理提供了解决问题的方案。有研究表明BIM运用于运维管理能够为各参与方提供便捷的平台，实现设计、施工、运维的信息共享，建立建筑物物业空间管理模型，还有研究关注GIS与空间管理的结合。除此之外，业内人士对于BIM和GIS的结合应用也表现出了浓厚的兴趣和极大的关注。在建筑领域，建筑从设计到施工产生大量的信息，特别是建筑设计三维模型，包含了建筑详细的空间信息，各种信息集合在一起形成BIM。而在三维GIS领域，主要研究如何对城市建筑物三维建模，获得建筑的详细空间信息。

1.GIS与BIM技术的概念和特点

GIS又被成为地理信息系统，属于一种特定的空间信息系统，在目前计算机信息技术的支持下，能对各个空间的地理分布数据进行收集、分析、计算和关系。在GIS技术不断的发展中，GIS逐渐形成了地理信息科学。而在整个空间信息系统当中，GIS数据作为其中的最基本内容，能够对城市建筑的空间地理信息进行采集、管理和维护。在目前城市建筑数量不断增多，规模不断增加，结构不断复杂的情况下，GIS能够更加直观真实的反映出建筑外观和地理位置的变化。但是GIS无法对建筑内部的信息和设计变更等方面进行获取，人们对GIS的认识只是停留在反映建筑外观和获取建筑空间信息等方面，导致GIS的实际应用过于狭隘。城市建筑规划不能仅对城市建筑外部环境信息进行整合管理，而是需要结合建筑内部的各种信息和主体功能，进行综合性的规划。基于城市建筑规划的主要特点和目的来看，单单通过GIS并不能对建筑物的所有信息进行整合管理。需要BIM技术来弥补这些管理功能上的不足。BIM即建筑信息模型，主要通过三维技术来对建筑物的整体数据进行收集、分析和展示，目前BIM技术大多用在工程的建设阶段，根据建筑物的主体功能和实际特点，将建筑物建设过程中的各种信息进行联合，形成建筑信息集。BIM技术不仅能够对建筑物的图形信息和数据信息进行整合，还能够在对这些信息进行分析的基础上，建立相应的信息模型，实现信息在建筑建设阶段中的高效发挥。通过以上对GIS技术和BIM技术的介绍可以知道，GIS和BIM的整合应用已经成为了行业发展中的主要方面，通过管理功能上的互相补充，不仅能够对建筑物的详细空间信息进行获取，还能够对建筑建设各个阶段中的信息进行整合，以此来反映出城市建筑的整体信息。为了实现BIM与GIS技术融合后功能的良好发挥，需要重视两者数据共享的问题。从目前来看，BIM技术在我国城市建设中的应用还不够普及，所以目前我国的建筑行业需要重点关心。

2.城市规划中GIS与BIM集成技术的应用

在城市建筑规划时，使用BIM可以了解建筑模型的生产以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息从而用来建构平台。在实际的应用中，BIM的对象比较明确，在管理室内信息时比较便利。在城市建筑规划的整个过程中，不是任何的时候都需要将GIS以及BIM进行融合使用的，比如在研究城市建筑物周围环境是否容易发生火灾时，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维虚拟景观系统时，需要BIM的信息就较多。随着城市建筑的发展，很多认为只需要根据不同的目的建立GIS系统即可，但是只有GIS系统是不可能完成工程的，需要将GIS与BIM集成才能形成城市的智能化。

2.1三维测量

三维测量主要是指测量空间距离、住宅间距、地块面积、建筑面积以及填挖方计算等。三维测量就是为这些面积、间距的设计提供合理的数据。在建筑物很密集、超高建筑很多的情况下，测量的难度会加大，而在GIS与BIM集成的三维空间地理信息系统中，三维测量可以很好地解决这个问题。在进行距离测量时，只需单击要测量线段的两个端点，三维实景窗口中就会显示出距离；进行高度测量时，单击两个点就可知道该两点之间的高度；在进行角度测量时连续点击三个点，就可求出以第二个点为顶点的角度值；在进行面积测量时，连续单击测量区域的各个顶点，就可以求得该区域的面积。

2.2建筑方案的设计对比

建筑设计方式与实际的施工流程总会存在一定的差异。由于工程造价、投资规模和建筑节能的影响，需要设计人员设计出小同的设计方案，结合实际的建筑需求，来选择出最合适的方案。在传统的设计过程中，都是在二维图纸上进行设计，这样的设计方案不能很好的表达出建筑空间信息。目前可以在GIS与BIM组合来进行方案设计，在对建筑信息进行获取的同时，对建筑物前后的变化情况进行模拟，结合实际的需求，能够对设计的合理性进行充分检验。

2.3日照分析

在以往的城市规划设计中,日照分析在二维图纸中都是比较困难的点,往往易被忽略或设计不够科学,导致建筑室内的采光、取暖与视觉不合理。随着人们环保意识的增强,近年来因为日照问题引起的矛盾和法律纠纷越来越来多,建筑物日照越来越得到人们的重视。日照分析主要是为了考察建筑地理位置、建筑的间距、建筑的空间格局十否满足要求,防止建筑物遮挡光线或是造成光污染等。在GIS_BIM的三维地理信息系统中,通过将建筑物进行三维的建模,使用BIM技术模拟性的优势,首先计算出不同时间点的太阳位置,再模拟出不同时间点各栋建筑物之间不同的光照遮挡情况,从而进一步计算出建筑间距、阴影面积等是否合理,为建筑物规划设计提供优化依据。

2.4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。

结束语

综上所述，在城市建筑规划中，通过合理运用GIS与BIM集成技术，能够保证三维测量结果的准确性，提高通视质量，科学选择建筑方案。但是，对于城市建筑规划人员来说，在应用GIS与BIM集成技术的过程中，依然会遇到很多问题，如建筑施工现场的条件较差、施工工艺比较落后等，这就需要城市规划设计人员在原有的基础之上，不断学习与创新，提高自身的专业素养，从而保证GIS与BIM集成技术得到更好的运用，推动城市建筑工程更加稳定快速的发展。

参考文献

[1]赵虹.城市建筑规划中GIS与BIM集成的运用研究[J].建材与装饰.2018(02)

[2]付东梅.GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究[J].中国科技纵横.2018(10)