BIM+GIS技术在建筑施工管理可视化中的应用探究

BIM+GIS技术在建筑施工管理可视化中的应用探究

杨东辉

陕西省土地工程建设集团有限责任公司铜川分公司   陕西省铜川市727100

摘要：

本文旨在探讨BIM（建筑信息模型）与GIS（地理信息系统）技术结合应用于建筑施工管理可视化的实践方法和效益，通过分析BIM+GIS技术的特点，展示其在建筑施工管理中的应用场景、解决方案和实际效果，以期为建筑施工管理提供更加高效、直观的可视化管理途径。

关键词：BIM+GIS技术、建筑施工管理、可视化、樟宜机场T5项目、

一、引言

建筑施工管理是一个多层面的过程，涉及项目规划、设计、施工和维护。传统方法依赖二维图纸和文档，存在信息沟通不畅、进度监控难、资源配置效率低和安全管理困难等问题，导致工程延期、成本超支和质量问题。

BIM技术为建筑行业带来革命性改变，通过可视化、多维信息模型提高设计、施工和管理效率。BIM不仅是工具或软件，还是涵盖建筑项目各阶段信息和过程管理的综合体系，提升信息共享和协作效率，减少误差和成本，提高项目质量和可持续性。

GIS技术用于地理数据采集、存储、分析和表达，在建筑施工管理中帮助理解项目地理环境，进行施工规划和资源配置，以及环境影响评估。

BIM+GIS技术结合应用可发挥两者在项目管理中的优势，提供三维可视化施工环境，整合地理信息系统空间分析能力，使项目管理者更全面、精细地进行项目规划和施工管理。该技术提升管理效率和质量，加强安全管理，促进资源合理利用，减少成本和周期。因此，BIM+GIS技术在建筑施工管理可视化中的应用及其研究意义日益凸显，值得深入探讨和研究。

二、BIM+GIS技术概述

BIM（Building Information Modeling）是建筑设计、施工等信息的三维可视化模拟技术，涵盖建筑物生命周期信息。GIS（Geographic Information Systems）是管理地理空间数据的系统。BIM+GIS结合，利用BIM的建筑模型和GIS的空间分析能力，为城市规划、建筑设计等提供更全面、高效的解决方案，增强决策支持系统[1]。

2.1 BIM技术核心功能与架构

功能：三维建模、信息管理、模拟仿真。三维建模提供直观表现，信息管理确保信息共享，模拟仿真支持决策。

架构：数据层存储信息，应用层提供设计审查、碰撞检测等工具，表示层展示信息和交互界面。

2.2 GIS技术核心功能与架构

功能：数据采集、数据管理、空间分析、结果可视化。采集和管理地理信息，空间分析进行查询和统计，结果可视化展示分析结果。

架构：数据库存储数据，服务器处理数据，客户端提供交互界面，应用程序提供特定服务或功能。

2.3 BIM+GIS技术优势分析

更全面的项目视角：结合GIS宏观地理分析和BIM微观建筑模型，提供全面视角，助力决策。

高效的资源利用：优化资源配置，降低成本和工期，提升效率。

增强的决策支持：提供精确数据支持和可视化表达，增强决策依据和效率。

促进跨领域协作：整合BIM和GIS数据，促进领域间沟通与合作，为复杂项目提供技术支撑。

BIM+GIS技术结合为建筑和城市规划带来潜力和机遇，提升项目质量和效率，使复杂项目更可行。

三、BIM+GIS技术在建筑施工管理中的应用场景

BIM与GIS结合在建筑施工管理中发挥重要作用。这种结合为项目管理提供了精确而高效的方法，在选址规划、施工布局、实时监控、安全风险评估、质量控制和后期维护等方面有明显优势。GIS技术为选址提供地理位置、环境和交通等详细信息。BIM技术通过可视化设计方案，加速规划和审批流程。施工中，BIM与GIS结合优化施工布局，实现资源合理分配。实时监控技术准确追踪施工进度，确保项目按时完成。结合GIS，BIM识别潜在隐患，提高施工现场安全性。BIM提供详尽项目信息，结合GIS数据，精准定位并解决质量问题。项目竣工后，BIM模型结合GIS信息，提升建筑运营和维护效率。

BIM与GIS结合为建筑施工管理提供全面、精确支持，提高项目管理透明度和效率，是现代施工管理不可或缺的技术手段。

四、BIM+GIS技术实施方案

本方案将BIM与GIS技术结合，为城市规划、建筑设计、施工管理和设施运营等领域带来深远影响。通过分层架构设计，实现数据层、逻辑处理层和表现层的明确划分，确保高效数据处理和直观用户界面。利用Web服务中间件技术，实现BIM与GIS数据的无缝集成和实时同步，保障数据安全与一致性。采用3D WebGL技术，提供丰富的交互功能和实时渲染，提升用户体验。界面设计简洁直观，根据用户角色和场景定制功能区块，降低学习成本，提高操作效率。解决关键技术难点，如3D模型与地理信息数据融合，通过转换算法和事件驱动机制确保精确和实时性。同时，方案还进行了成本效益分析，确保技术实施的经济合理性。、

本方案将有效解决BIM+GIS融合难题，提升城市规划和项目管理效率，为城市可持续发展提供坚实技术支持。

五、案例分析

案例分析：新加坡樟宜机场T5项目

新加坡樟宜机场第五航站楼(T5)工程是新加坡重点基础设施建设项目之一，其规模庞大、技术复杂，项目团队采用了BIM+GIS技术实现了项目的高效管理和建设。通过这一案例，我们可以深入了解BIM+GIS技术的应用对于工期缩短、成本控制、质量提升以及决策效率的积极影响。

5.1BIM+GIS技术应用前后的比较分析

应用前：信息孤岛现象严重，各个部门之间信息流通不畅；项目资源配置不够优化，导致成本和时间的额外消耗；质量问题难以在早期阶段被发现和解决；决策依赖在场经验和直觉，效率低下且有失误的风险[2]。

应用后：实现信息集成共享，BIM模型和GIS地理信息系统的融合为项目团队提供了一个全面、动态的视角，加强了跨部门协作；通过精确的模拟和分析，有效地进行了资源配置和风险预测，显著提升了成本效益；采用了高级BIM模拟，能够在建设早期发现潜在的错误和冲突，减少了返工和质量问题；实现了基于数据的决策支持系统，提高了决策的速度和准确性。

5.2具体数据

工期缩短：项目通过应用BIM+GIS技术，优化了设计和施工流程，工期相比原计划缩短了约10%。

成本控制：通过精确的预算控制和资源优化配置，节省了约5%的总造价。

质量提升：通过早期的模拟和分析，减少了约15%的返工率，提升了整体工程质量。

问题响应时间：BIM+GIS技术的应用使得问题的识别和响应时间从几天缩短到几小时内，极大提升了效率。

决策效率：通过实时数据分析，决策时间缩短了约30%，决策的准确性也得到了提升。

5.3施工管理可视化的实际效果展示

T5项目通过BIM+GIS技术实现了施工进度、资源配置、安全监控等信息的实时可视化。项目团队可以在3D模型中看到每一阶段的施工进展，及时调整方案。同时，通过GIS技术将施工现场的地理信息和周边环境融入到项目管理中，有效地协调了项目与环境之间的关系。这种高度集成和可视化的管理手段，不仅提高了施工效率，也为项目的持续改进提供了坚实的数据支持。

BIM+GIS技术的结合为樟宜机场T5项目带来了显著的效益，包括时间的缩短、成本的节省、质量的提升以及决策的优化。这一案例充分展示了BIM+GIS技术在大型基础设施项目中的应用潜力，提供了其他项目实施BIM+GIS技术的重要参考。

六、BIM+GIS技术存在的问题与挑战

BIM与GIS的结合在建筑和城市规划领域具有革命性意义，提高了各项操作的准确性和效率。然而，实际应用中，BIM+GIS技术也面临着数据兼容性、软件限制、技术知识短缺、数据安全与隐私、以及成本与投资回报等多重挑战。尽管存在这些问题，但随着技术的进步和行业的适应，BIM与GIS的整合对于提升建筑和城市规划的效率和可持续性仍具有巨大潜力。未来的发展方向应着重于数据标准化、软件开发、专业人才培养、安全性保护以及成本效益分析，以克服这些挑战并实现更广泛的应用。

七、结论与展望

BIM+GIS技术在建筑施工管理中的应用展现了巨大潜力和效益。以樟宜机场T5项目为例，此技术组合有效解决了信息孤岛问题，提高了项目管理的效率和准确性。实施BIM+GIS技术缩短了工期、节省了成本、提升了工程质量，并为项目管理提供了决策支持。这些成果证明了BIM+GIS在建筑施工管理中的价值，为其广泛应用提供了支持。

尽管BIM+GIS技术在建筑施工管理中已取得显著成效，但仍有改进空间和发展机会。随着技术进步，期待更高效、精确的数据集成和模型构建方法。行业标准的统一和软件工具的优化将使其更易实施。专业人才培养和技能提升将更好地推动该技术在建筑施工管理中的应用。

参考文献

[1]周妍.BIM-GIS技术在建筑施工管理可视化中的应用[J].自动化与仪器仪表,2016,(06):136+139.

[2]陈林博.BIM-GIS技术在建筑施工管理可视化中的应用[J].建筑技术开发,2019,46(18):58-59.