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城市建筑规划GIS与bim集成的运用是怎样？重要意义是什么？请看中达咨询编辑的文章。
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本文主要分析GIS与bim技术特点，将GIS技术与BIM技术进行有效结合，能够帮助城市建筑规划人员更好的了解建筑结构特点，提高城市建筑的施工质量。本文主要分析GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的运用，希望能够给相关学者提供一定的参考与帮助。
伴随城市化进程的不断加快，城市建筑规划工作已经引起人们的重视。研究表明，在城市建筑规划中，应用GIS与BIM集成技术，能够提高城市规划水平，减少能源的浪费。鉴于此，本文主要分析GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的具体应用，从而推动城市能够更好的发展。
1GIS与BIM技术的特点
GIS是Geo－Informationsystem的简写，常被人们称为地理信息系统，GIS技术空间信息系统比较稳定，能够保证地理信息的准确性。由于GIS技术的不断进步，GIS统计数据更加简单，在地理信息系统中，GIS数据非常重要。由于我国城市建筑工程数量日益增加，建筑结构越来越复杂，通过合理应用GIS技术，能够为设计人员提供更加精确的建筑数据。但是，GIS技术也具有一定的缺点，建筑设计人员利用GIS技术，无法获得建筑内部信息，在一定程度上影响GIS技术的应用[1]。
BIM是BuildingInformationModeling的简写，其中文含义为建筑信息模型。与CIS技术不同，BIM主要通过构建三维模型，将建筑物中的数据进行合理统计。在建筑工程中，BIM技术的应用范围比较广泛，设计人员可以结合建筑结构特点，将各项数据准确输入到计算机系统中，利用先进的bim软件，构建良好的建筑信息模型。
2GIS与BIM集成的重要意义
在城市建筑规划中，BIM技术的应用范围更加广泛，特别是在建筑规划阶段，通过合理应用BIM技术，能够帮助工程中的施工人员更好的了解工程结构特点，进一步提高施工方案的实施率。由于GIS技术能够将建筑外形信息进行有效收集，而BIM技术能够帮助设计人员更加清晰的了解工程结构特点，将BIM技术与GIS技术进行有效结合，能够保证建筑模型的完整性。除此之外，将GIS与BIM进行科学整合，能够将建筑工程各个阶段的信息统一管理，针对建筑工程结构中的薄弱部位，及时采取相应的补救措施，不断提高城市建筑结构的完整性。由于GIS技术能够收集建筑外部信息，而BIM技术能够真实反映建筑结构特点，具有良好的可视功能。将GIS与BIM进行有效结合，能够保证城市建筑规划工作得以顺利开展，提高各项建筑数据的利用率[2]。
3城市建筑规划中GIS与BIM集成运用
3.1三维测量
在城市规划中，通过进行合理的三维测量，能够提高建筑模型的合理性。三维测量指的是对建筑物进行全面测量，如建筑占地面积、建筑间距、土石方工程量等，通过详细分析三维测量数据，能够帮助城市建筑规划人员更好的了解建筑结构特点，提高各项规划数据的准确性。由于城市高层建筑工程数量逐渐增多，在一定程度上增加规划难度，影响三维测量结果的准确性。将GIS与BIM技术进行有效结合，构建建筑外部模型与内部模型，能够提高建筑测量结果的准确性。除此之外，在进行日照分析的过程中，通过合理运用GIS与BIM集成技术，能够提高模型数据的准确性。
在常规的城市建筑规划设计中，日照分析主要通过构建二维模型，由于二维模型中的数据准确性较低，在一定程度上影响建筑室内采光效果。由于人们的环境保护意识不断提高，日照问题已经逐渐引起人们的关注。为了保证建筑室内采光效果，满足人们的居住需求，应用GIS与BIM集成技术非常重要[3]。城市建筑规划人员在实际工作中，可以合理运用GIS与BIM集成技术，构建科学的三维建筑模型，充分发挥GIS与BIM技术的优势，准确计算出太阳在不同时间点的位置，并构建虚拟模型，计算出建筑物之间的距离，保证建筑阴影面积在规定范围之内。通过合理运用GIS与BIM集成技术，能够保证城市建筑规划工作得以顺利开展，不断提高建筑测量数据的准确性。
3.2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。GIS与BIM集成技术能够为建筑规划人员呈现更加完整的建筑模型，进一步提高建筑结构的完整性[4]。
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1.BIM模型维护
BIM模型维护是指根据项目建设进度建立和维护BIM模型，使用BIM平台汇总各项目团队所有的建筑工程信息，消除项目中的信息孤岛，并将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中项目各相关利益方随时共享。目前业内主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。这些模型根据需要大致可分为：设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。
2.场地分析
传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端。通过BIM结合地理信息系统（简称GIS）对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，可迅速得出较准确的分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而作出新建项目理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。
3.建筑策划
利用对建设目标所处社会环境及相关因素的逻辑数理分析，研究项目任务书对设计的合理导向，制定和论证建筑设计依据，科学地确定设计的内容，并寻找达到这一目标的科学方法。BIM能够帮助项目团队再建筑规划阶段，通过多空间进行分析来理解复杂空间的标准和法规，从而节省时间，并提供对团队更多增值活动的可能。特别是在客户讨论需求、选择以及分析最佳方案时，能借助BIM及相关分析数据，作出关键性的决定。
4.方案论证
项目投资方可以使用BIM来估计设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况。BIM甚至可以做到建筑局部的细节推敲，迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。还可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解决方案供项目投资方进行选择，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。
5.可视化设计
对于设计师而言，除了用于前期推敲和阶段展现，大量的设计工作还是要基于传统CAD平台，使用平、立、剖等三视图的方式表达来展现自己的设计成果。BIM的出现使得设计师不仅拥有了三维可视化设计工具，所见即所得，更重要的是通过工具的提升，使设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计，同时，也使业主及最终用户真正摆脱技术壁垒的限制，随时知道自己的投资能获得什么。
6.协同设计
协同设计是一种新兴的建筑设计方式，它可以使分布在不同地理位置的不同专业的设计人员通过网络的协同展开设计工作。现有的协同设计主要是基于CAD平台，CAD的通用文件格式仅仅是对图形的描述，无法加载附加信息。BIM使得协同不再是简单的文件参照，BIM技术为协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。借助BIM的技术优势，协同的范畴也从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要规划、设计、施工、运营等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，带来综合效益的大幅提升。
7.性能化分析
利用BIM技术，在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量的设计信息（几何信息、材料性能、构件属性等），只要将模型导入相关的性能化分析软件，就可以得到相应的分析结果，原本需要专业人士花费大量时间输入大量专业数据的过程，通过BIM技术可以自动完成，大大降低了性能化分析的周期，提高了设计质量。
8.工程量统计
BIM 是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。
9.管线综合
随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加，无论设计企业还是施工企业甚至是业主对机电管线综合的要求愈加强烈。利用BIM技术，通过搭建各专业的BIM模型，设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞冲突，显著减少由此产生的变更申请单，更大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。
10.施工进度模拟
通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，达到以缩短工期、降低成本、提高质量的目标。
11.施工组织模拟
通过BIM可以对项目的重点或难点部分进行可建性模拟，按月、日、时进行施工安装方案的分析优化。对于一些重要的施工环节或采用新施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析，以提高计划的可行性；也可以利用BIM技术结合施工组织计划进行预演以提高复杂建筑体系的可造性。
12.数字化建造
BIM模型直接应用于制造环节，建筑中的许多构件可以异地加工，然后运到建筑施工现场，装配到建筑中（例如门窗、预制混凝土结构和钢结构等构件）。通过数字化建造，可以自动完成建筑物构件的预制，这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件不仅降低了建造误差，并且大幅度提高构件制造的生产率，使得整个建筑建造的工期缩短并且容易掌控。
13.建筑系统分析
BIM结合专业的建筑物系统分析软件，避免了重复建立模型和采集系统参数。可以验证建筑物是否按照特定的设计规定和可持续标准建造，通过这些分析模拟，最终确定、修改系统参数甚至系统改造计划，以提高整个建筑的性能。
14.资产管理
由于建筑施工和运营的信息割裂，使得这些资产信息需要在运营初期依赖大量的人工操作来录入，而且很容易出现数据录入错误。BIM中包含的大量建筑信息能够顺利导入资产管理系统，大大减少了系统初始化在数据准备方面的时间及人力投入。由于传统的资产管理系统本身无法准确定位资产位置，通过BIM结合RFID的资产标签芯片还可以使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然。
15.灾难应急模拟
利用BIM及相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程，分析灾害发生的原因，制定避免灾害发生的措施以及发生灾害后人员疏散、救援支持的应急预案。
16.竣工模型交付
通过BIM与施工过程记录信息的关联，甚至能够实现包括隐蔽工程资料在内的竣工信息集成，不仅为后续的物业管理带来便利，并且可以在未来进行的翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息。
侧重不同，市场不同。
（1）BIM与GIS模型差异。BIM和GIS都是三维模型，二者侧重点各不相同。BIM技术侧重于将建筑模型的特性参数和可视化功能在工程项目上进行应用，适用于自动化和信息化管理；GIS则通过测绘，将空间地理信息在计算机和网络平台上进行计算分析，更多的是建立数字地表模型进行空间数据分析。BIM模型具有参数化特征和详尽的语义信息，侧重于建筑物局部信息精细化表达，但无法加载地理空间数据，在宏观建模方面表现的差强人意。GIS技术更使得建筑物和地形环境的空间结构与相互关系获得了充分展示，是一种“宏观+大场景”表达模式，侧重于空间拓扑全局表达，但是在创建精细化内部微观模型方面表现的差强人意。

（2）IFC与CityGML标准差异。BIM和GIS分别使用IFC和CityGML两种数据标准，两种标准存在着较大的差异。IFC和CityGML都采用面向对象分析与设计方法，但IFC更侧重于建筑模型的表达，以单个实体或建筑设施为主，建筑构件含有详细的语义信息，不考虑数字地形，不具备多细节层次。CityGML则更加注重城市模型这种大范围体系，建筑要素语义信息匮乏，具有LOD0-LOD4等五个细节层次，包含大量的纹理信息。
除此之外，BIM和GIS在以下几方面也存在差异。规划功能方面：BIM主要用于室内规划，GIS则用于室外规划；拓扑结构方面：BIM没有可以实现空间分析的拓扑结构工具，只能进行冲突检测，GIS中拓扑结构比较成熟，可对不同行业的空间关系数据进行存储和模拟；坐标体系方面：BIM采用直角坐标系，GIS则适用于任何坐标体系或投影系统；分析功能方面：BIM提供便捷分析功能，如数量统计、交叉分析、长度测量、布尔运算等，而GIS则提供基于矢量的空间分析，可实现表面积计算、网络分析、最短路径分析和属性分析等功能。
GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。