BIM+GIS集成技术与城市建设可持续性发展的分析

王文斌

摘要：BIM技术和GIS技术是需要进一步研究的新技术，这两种技术的结合可以为城市空间信息的综合管理、建筑与环境工程等有关城市建设可持续性方面提供新的优化途径。因此，为实现城市建设可持续性发展的管理，需要充分利用BIM+GIS集成技术数据在不同层次分类方面的优势，促进建筑和城市建设层面的节能管理，在深化城市治理的应用中制定城市建筑三维建模标准，以及支持BIM和GIS数据在建设、参与方之间高效共享的政策。同时,提高相关从业者对BIM技术、GIS技术的认识和应用，以便增强BIM技术、GIS技术的应用与普及。

关键词：BIM技术；GIS技术；城市建设；可持续性发展

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1 BIM+GIS与城市建设

1.1 BIM及GIS技术概述

BIM即“建筑信息模型”，作为建筑学、工程学及土木工程的新工具，通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况相符的建筑工程信息库。将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成，方便工程各参与方使用，涉及设计、施工和设施管理的一系列过程变化。

通过BIM可以使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

GIS即“地理信息系统”，作为重要的空间信息系统，可以集成地图视觉效果与地理信息的分析，对地理分布数据进行一系列的数字化统计管理和处理。GIS可以描述地表、地下和大气的二维和三维效果，补充工程全线路的地质分析、淹没分析、环境分析等构筑物外部空间分析。GIS作为一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛地应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。

1.2 BIM技术与GIS技术的融合

首先，BIM技术与GIS技术是两个不同学科的科学领域，通过计算机多不同项目的各个数据进行整合和可视化处理，提供客观的项目信息来源，帮助管理者进行项目决策。在各自的优势上，GIS可以辅助BIM模型搭建周边地理环境的大场景，提高BIM模型的建筑性能信息完备性。由于BIM的应用对象往往是单个建筑物，利用GIS宏观尺度上的功能，可将BIM的应用范围扩展到道路、铁路、隧道、水电、港口等工程领域。这就使城市各大基建的建设得到有力的技术支撑，不只局限于民用建筑及公共建筑，特殊建筑的采用，会让BIM、GIS技术得到更深层次的考验。这也就是说，BIM需要三维GIS,GIS需要三维BIM,在BIM数据与三维GIS融合、集成的前提下，实现先进的、成熟的建筑建设的重要技术手段。

另一方面，BIM和GIS也是两种不同的尺度下工作，即物理建筑尺度和地理空间尺度。BIM更多关注建设项目及其内部细节，这些是相对微观层面的数据，而GIS则是给予宏观层面的信息。两种技术的集成在理论上可以为建设项目及其周边环境提供集成数据。无论是BIM还是GIS，单独在建筑行业都不能完全促进项目的管理和决策，它们需要共同研究建筑的内部和外部。

2在城市建设可持续性发展的应用

2.1土地资源的优化整合

在城市土地开发整理过程中，BIM+GIS集成技术的应用主要以发掘城市土地资源存量潜力、优化生态环境及对已受到破坏的土地开发整理为主。

（1）由于现代化建设进程加快以及村镇建设规划管理，大部分工厂迁移到特定工业园区内，而农村住宅也向城镇迁移，促使其占地面积逐渐规整化，土地资源零碎化现象减轻。由此，利用BIM+GIS集成技术对城市建筑空间进行重新规划，发掘城市土地资源存量潜力的同时，将发生土地资源变化区域进行有效整合，便于后续城市建筑规划建设利用。

（2）对于因社会经济现代化建设中，致使不可再生资源利用率增加，生态平衡遭到破坏，利用现代BIM与GIS集成技术对受影响的城市土地资源进行调查分析，根据BIM与GIS集成技术的信息化调查结果，对城市生态进行复原工作，从而在一定周期内改善生态环境。

（3）除了自然灾害外，还受经济快速发展导致水土污染的，为尽快恢复灾区生产发展和重建，采用BIM与GIS集成技术对受到破坏的区域进行土地资源调查勘探，从而制定土地资源整理和开发方案，争取在最短时间内使城市恢复生机。

2.2测量中BIM+GIS的结合

（1）在城市建设测量中，对较为密集区域的建筑进行三维测量时，单用BIM技术，难度则较大，测量的数据也容易产生偏差。而BIM与GIS集成技术的运用可以将建筑所有涵盖的信息通过三维建筑模型呈现出来，不仅可以清晰明了掌握建筑高度、长度等基本信息，还能够测量出建筑的角度值，进而为城市建筑规划奠定精准的建筑数据信息基础。

（2）另一方面，针对GIS输出结果在纹理、三维数据以及空间关系表达的缺失，构筑物三维模型真实感少，周围场景信息表达不足等缺点，可以通过BIM软件与MapGIS数据进行交互输入、输出，从而把建筑物的空间信息与周围环境共享，应用到城市三维GIS平台中，借此为城市可持续发展提供优质的信息支持。

2.3建筑节能方面的结合

随着绿色建筑理念的不断深入，能源的利用对生态环保具有一定影响。BIM技术可以提高绿色建筑的设计、施工、运营和管理水平。也可用于分析绿色建筑的各种功能，如能源使用、碳排放、通风分析等，支持建筑的可持续发展。

例如在城市建筑规划时应侧重建筑物日照层面带来的保温作用，BIM与GIS集成技术将季节、时间、地理位置、建筑物结构等多方位影响建筑日照的相关数据进行计算分析，并将计算结果与建筑三维图像进行结合，在优化建筑方案的同时，保证建筑物能够达到充分的日照，进而实现绿色节能建筑。

3 BIM+GIS集成技术面临的挑战

在BIM与GIS集成技术带来的便利的同时，对使用者，如施工企业自身所具备的施工技术、设备、经验等能否与BIM与GIS集成技术完美接轨，能否拥有一份系统性、完整性、可操作性施工方案的同时，还能够了解三维可视化建筑模型，熟练运用BIM与GIS集成技术。即相应的城市建设人员对操控BIM与GIS集成技术的培养，只有技术得到普及运用，才能保证BIM与GIS集成技术发挥其作用。

BIM+GIS应用涵盖BIM的全生命周期，在BIM的规划、设计、施工、运维各个阶段，发现BIM与GIS的融合在数据接入、数据管理、数据匹配、模型实时绘制等方面存在技术难题。

4 结语

BIM与GIS的集成及其应用是未来社会发展的一个活跃的研究课题，特别是在可持续建设环境领域。通过对数据分析与可视化技术的研究，为城市空间信息的综合管理、建筑与环境工程等传统领域的新技术应用、设计更高效的开发方法、促进城市可持续发展提供了路线图。为实现可持续性发展的管理，需要充分利用BIM+GIS集成技术数据在不同层次分类方面的优势，促进建筑和城市建设层面的节能管理。在拓展和深化城市治理的应用中，需要制定城市建筑三维建模标准，以及支持BIM和GIS数据在建设、参与方之间高效共享的政策。而人的方面，随着结构设计复杂性的不断演化，需要提高相关从业者对BIM技术、GIS技术的认识和应用，以便增强BIM技术、GIS技术的应用与普及。

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参考文献

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