浅谈房屋三维（BIM）模型试点应用——以城市大脑房管系统项目为例

浅谈房屋三维（ BIM）模型试点应用 ——以城市大脑房管系统项目为例

李捷

浙江经纬工程项目管理有限公司 （浙江杭州 310008）

摘要：互联网+时代背景下，需要通过先进的信息化技术手段的运用，来保障群众住有安居。本文提到的城市大脑房管系统下的房屋安全监管，主要是在原有房屋安全管理系统的基础上，增加白蚁防治、监管模块，同时以一个小区为试点，探索结合三维BIM模型实现对房屋安全信息，包括电梯、幕墙等各类公共设施设备的安全监测。

关键词：城市大脑；房管系统；BIM；三维模型；开发应用

1.引言

随着城市发展和城市化进程的加快，城市房屋建设速度加快，房屋总量不断增加，由于建筑质量、幕墙、电梯加装、白蚁等方面的问题，一些房屋往往存在一定的安全隐患。运用BIM技术将房屋建筑主体结构、附属构件(幕墙)、设施设备等的维修与既有住宅房屋安全使用基础数据相关联，实现监测分析和预警预报，可以提高城市房屋安全信息决策的精确性及经济性,进而为城市有机更新决策提供依据。

2.项目概况

杭州市城市大脑房管系统项目，是以杭州市住房保障和房产管理局既有的信息化建设成果为起点，基于杭州城市大脑的顶层设计、基础平台支撑能力及数据归集共享服务能力，构建城市大脑房管系统。将从“监管能力提升+服务能力提升”两个方面统筹，打造城市大脑房管全域系统。系统建设内容主要包括“一个房屋主题库、两个房管平台、五大监管平台和N项惠民服务”。

技术层面：推动以房屋全生命周期管理为核心的大数据分析技术跨越式发展。围绕城市大脑的建设目标，重点开展通信网络、物联网、大数据、云计算、人工智能、房地产互联网技术、三维地理信息技术（3D GIS）、空间大数据、建筑信息模型（BIM）、房地产智能研判技术、数据存储、分析处理和数据安全等领域的技术及产品研发，集成技术应用创新，突破大数据关键技术瓶颈。

城市大脑房管系统，是认真贯彻落实市委“打造全国数字经济第一城”工作要求的重要内容，是支撑城市可持续发展的数据基础设施，是杭州城市大脑的重要数据支撑和能力支撑，其核心是用数字化方式完整地重新定义城市本身，数据驱动整个城市的规划、设计、建设、运营、管理本身，即时修正城市运行缺陷，把保障和改善民生作为工作的出发点和落脚点，顺应市民群众新期待，大力推进城市共建共享，让市民群众在城市生活得更方便、更舒心、更美好。

3.房屋三维（BIM）模型试点应用

下面以制作试点小区的三维（BIM）模型，探索房屋三维（BIM）模型在房管系统中的应用。

通过对建筑进行室内外三维建模，采用实景三维建模技术、建筑信息模型（BIM）技术，实现基于倾斜摄影三维建模、基于CAD建模、基于参数化建模等一系列的建模方式，构建建筑室内外“一张图”三维模型，提供BIM+GIS的三维模型数据服务。

3.1三维室外建模

3.1.1数据采集

①航线设计。针对实景三维建模的特殊性，对其外业航线设计有相关规定，包括航摄前的资料收集、地面分辨率、航高、重叠度、飞行路线、测区、覆盖率（相机矩阵）和测区房屋密集度与曝光次数的关系。②像控点测量。像片控制测量采用ZJCORS网络RTK快速静态测量技术进行测量，房屋密集区域、房屋立面墙角、窗角、GPS信号弱区域等困难区域采用RTK结合全站仪的方式进行采集。③影像采集。影像采集包括影像分辨率、旋翼无人机倾斜摄影测量技术和近景摄影测量技术。

3.1.2建模流程

三维模型的生产主要分为两个方面：一是三维建模；二是模型优化。

其中，三维建模主要步骤是：①建立影像金字塔；②创建相对文件；③生成点云文件；④构建不规则三角网；⑤整饰三角网，将内部三角的尺寸调整至与原始影像分辨率相互匹配的比例；⑥简化三角网，降低相对平坦地区的三角网密度；⑦构建三角网中的每个三角形与纹理之间的对应关系；⑧为带纹理的模型建立多细节层次(Levels of Detail，简称 LOD)，便于优化相应的文件组织结构；⑨将细节层次结构模型转换为输出格式。

拟计划使用ContextCapture(原Smart3D)进行数据处理，通过控制点关联、空中三角测量、影像密集匹配、三角网构建、影像纹理映射等流程，生产具有真实色泽、几何形态及细节构成的三维模型。

为了展现三维楼盘表的效果，建模及优化后的模型，还需要进行对象化处理，实现楼盘表的个性化显示及模型与属性的关联挂接。

3.1.3成果说明

利用无人机倾斜摄影测量技术、近景摄影测量技术进行影像数据采集，构建精细三维模型，成果描述如下表所示：

表1 模型坐标描述

后期需根据展示平台，生产三维地图缓存。降低服务器负担并快速显示地图，提升地图浏览速度。

3.2建筑相关设备设施制作与展示

建筑公共设施设备包括水箱、电梯、供电设施等设备；建筑外立面；小区的消防设施设备；建筑内管道设备设施及其他项目需要采集的设施设备信息。

3.2.1数据采集与制作

数据采集：以建筑或建筑群的CAD图纸为基础，结合实地调研，采集小区内建筑相关公用设备设施的位置分布和属性信息，并绘制位置示意图。

数据制作：在室内地图上制作不同设备设施的要素图层，并录入所在建筑、所在楼层、设备名称等相关属性信息。根据设备设施的不同，属性信息有所区别。

3.2.2数据建库

为方便数据的管理和利用，将不同重点单位所属建筑的设备设施数据进行整合，并建立数据库，将不同的设备设施数据按类型分别入库。要素的数据库表包括如下字段：识别码、建筑编号、楼层编号、设备设施类型、名称、属性、定位数据、备注等。

3.2.3数据展示

实现设备设施落位展示和设备设施属性信息展示。

其中设备设施落位展示为根据建筑物及楼层的不同，可在室内电子地图上分别展示不同室内设备设施的位置分布，并设置不同图标。同时，不同设备设施的图层可分别打开和关闭展示，也可一起打开或关闭展示，以便筛选有效信息。

设备设施属性信息展示是通过点选弹出模式，在不同设备设施的图层上点选单个要素，可查看该要素的详细属性信息或实际全景信息。详情如下图所示。

3.2.4数据分析

缓冲查询：在电子地图上设置某点为中心，可查询设定缓冲区不同范围内各类型设备设施的分布情况，并可查看其详细信息。

距离量算：可在室内电子地图上进行距离量算操作，包括水平距离、垂直距离和空间距离。

楼层控制分析：根据显示的需要，可以点击楼层切换按钮，展示对应楼层的室内结构三维立体图。

墙宽及类型分析：通过建筑室内BIM模型，可查看建筑墙构件的属性信息。

外幕墙查询：通过建筑物BIM模型，可查看建筑物外墙幕墙构件建的类型和分布，以及各类外幕墙的汇总信息。

维保信息分析：根据电梯、外幕墙等内容的质保期，与当前日期比对，当临邻近质保期结束时，智能只能发出提醒及消息，通知相关部门来进行修理。

4.试点基于BIM模型的房屋安全信息监测

以试点小区为例，基于三维BIM模型，融合小区和建筑物的各类公共设施，例如电梯、管线、消防设施等，通过图属关联互动、高亮显示，逼真呈现建筑物构造和空间关系，准确掌握建筑物内重要组件设施的分布、使用、年限和安全检查状况等相关记录和手册，精准计算各设施的比例、尺寸、距离等空间关系和数量，使得建物信息透明化，提升管理效率。

利用城市大脑现有成果引入房管系统，可促进大数据、云计算和人工智能等新技术在基层社会治理、“城市病”治理、便民惠民服务领域的深入应用，不断增强人民群众幸福感。

5.结束语

城市大脑房管系统面向百姓，以智慧应用为抓手，不断推出新载体、创造新服务，不仅可提供房产交易、房屋安全、使用维护等住房类信息，还可通过接入人口、空间地理、电子证照等基础库的方式，大大丰富和拓展平台应用范围，最终实现从房屋的管理逐步过渡到对百姓生产生活行为的分析和预测，满足百姓“住有所居、住有宜居、住有安居、住有乐居”买房租房等各类便民服务的需要。

城市大脑房管系统的建设，将进一步摸清家底、厘清行业、把握现状，为探索城市大脑的创新应用，为社会治理、城市更新等科学决策提供重要的大数据支撑和科技支撑。城市大脑房管系统下开发建设好房屋安全监管技术工具，可以推进房屋安全监测试点，在试点小区利用BIM技术来提升幕墙监测、设施设备监测、电梯加装、超限提醒管理功能，促进城市的管理与治理。

作者简介：李捷（1973.6 出生），女，汉族，籍贯（浙江），本科，现任浙江经纬工程项目管理有限公司副总经理职务，研究方向（工程管理）。

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