管廊建設中BIM、GIS、CAD的區別、聯系、功能

BIM

BIM的英文全稱是Building Information Modeling,國內較為一致的中文翻譯為:建筑信息模型。

定義

定義要從BIM設計過程的資源、行為、交付三個基本維度給出。BIM不是簡單的將數字信息進行集成,而是一種數字信息的應用,并可以用于設計、建造、管理的數字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環境,可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具,通過參數模型整合各種項目的相關信息,在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞,使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對,為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎,在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用!

由三個層面構成:

1.BIM是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達;

2.BIM是一個共享的知識資源,是一個分享有關這個設施的信息,為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程;

3.在項目的不同階段,不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自職責的協同作業。建筑領域的三維建模,可以更直觀、立體地設計建筑,也用于協調解決各專業間的問題。

通俗一點說,BIM不是一個單純的軟件,也不是一個有形的實物,而是一種理念,是一種基于建筑生命周期,在過程各個階段通過數據模型來描述和指導整個建筑物的建設過程。

GIS

GIS系統即地理信息系統 (GIS,Geographic Information System) 是一種基于計算機的工具,它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析.GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作(例如查詢和統計分析等)集成在一起.這種能力使 GIS與其他信息系統相區別,從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。

地理信息系統是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的發展而發展起來的一個學科。在計算機發展史上,計算機輔助設計技術(CAD)的出現使人們可以用計算機處理象圖形這樣的數據,圖形數據的標志之一就是圖形元素有明確的位置坐標,不同圖形之間有各種各樣的拓撲關系。簡單地說:拓撲關系指圖形元素之間的空間位置和連接關系。簡單的圖形元素如點、線、多邊形等;點有坐標(x,y);線可以看成由無數點組成,線的位置就可以表示為一系列坐標對(x1,y1),(x2,y2),……(xn,yn);平面上的多邊形可以認為是由閉合曲線形成范圍。圖形元素之間有多種多樣的相互關系,如:一個點在一條線上、一個點在一個多邊形內、一條線穿過一個多邊形等等。在實際應用中,地理信息系統要管理非常多、非常復雜的數據,可能有幾萬個多邊形、幾萬條線、億萬個點,還要計算和管理它們之間的各種復雜的空間關系。

可以這樣認為地理信息系統是將計算機硬件、軟件、地理數據以及系統管理人員組織而成的對任一形式的地理信息進行高效獲取、存儲、更新、操作、分析及顯示的集成。

地理信息系統技術廣泛應用于農業、林業、國土資源、地礦、軍事、交通、測繪、水利、廣播電視、通訊、電力、公安、社區管理、教育、能源等幾乎所有的行業,并正在走進人們日常的工作、學習和生活中。

CAD

CAD即計算機輔助設計(CAD-Computer Aided Design) 利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作 。簡稱cad。 在工程和產品設計中,計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。

GIS、BIM、CAD區別聯系

任何技術歸根結底都是為人類服務的,人類基本上就兩種生存狀態:不是在房子里,就是在去房子的路上。拋開精確的定義,用最簡單的概念進行劃分,GIS是管房子外面的(道路、燃氣、電力、通訊、供水),BIM是管房子里面的(建筑、結構、機電)。

說到這兒,沒給CAD任何露臉的機會,CAD可能會有意見,咱們得給CAD一個明確的定位:CAD不是用來“管”的,而是用來“畫”的,既能畫房子外面的,也能畫房子里面的。

房子外面和房子里面的說法從更科學的角度去分析,似乎不是那么準確。維基百科這樣定義GIS:A geographic information system (GIS), or geographical information system captures, stores, analyzes, manages, and presents data that is linked to location.

意思是說GIS系統用來收集、存儲、分析、管理和呈現與位置有關的數據。

技術是為人類服務的,人類是生活在地球上一個一個具體的位置上的(就是去了月球也還是與位置有關),按照GIS的這個定義,GIS應該是房子外面房子里面都能管的,至少GIS自己具有這樣的遠大理想。

但是在BIM出現以前,GIS始終只能呆在房子外面,因為房子里面的信息是沒有的。BIM的應用讓這個局面有了根本性的改變,而且這個改變的影響是雙向的:

對GIS而言:由于CAD時代不能提供房子里面的信息,因此把房子畫成一個實心的盒子天經地義。但是現在如果有人提供的不是CAD圖,而是BIM模型呢?GIS總不能把這些信息都扔了,還是用實心盒子代替房子吧?

 

對BIM而言:房子是在已有的自然環境和人為環境中建設的,新建的房子需要考慮與周圍環境和已有建筑物的互相影響,不能只管房子里面的事情,而這些房子外面的信息GIS系統里面早已經存在了,BIM應該如何利用這些GIS信息避免重復工作,從而建設和諧新房子呢?

GIS、BIM、CAD應用和功能

(一)、BIM在管廊建設中經常使用的功能

1.利用BIM技術對管廊節點、監控中心結構、裝飾等進行建模、仿真分析,提前模擬設計效果,對比分析,優化設計方案。

2.將模型導入到Navisworks軟件,采用第三人行走模式,進行凈空檢查。

3.利用建筑、結構、管線的綜合3D模型及Navisworks軟件虛擬漫游,進行可視化交底,并在管線安裝過程中實時對安裝工況及效果進行評估,及時糾偏。

4.利用BIM的3D實比例模型進行管線碰撞檢查。

5.結合勘察資料、設計圖紙,利用BIM技術建模,厘清樁端持力層、巖面等關鍵隱蔽節點,提前制定施工管控措施。

6.利用BIM的參數化、可視化模型等特點,集中物資、價格、形象進度等信息,方便施工資源調配及進度優化控制。

7.用BIM視頻演繹地下管廊附屬構筑物的結構及模擬巡查

(二)、GIS在管廊建設中的應用

進行影像特征的分析,從學校遙感影像數據中提取與地下綜合管廊的有關信息。任何可視地物要素在遙感影像上都具有一定的光譜特征、幾何特征及其他輔助特征。其中光譜特征在視覺上最直觀的反應就是色調,幾何特征在視覺上最直觀的反應就是形狀,其他輔助特征在視覺上的直觀反映有:陰影、紋理及影像結構。所謂影像特征分析就是從色調、形狀、陰影、紋理及影像結構等方面對擬被提取的可視地物要素進行影像的定性分析。通過對這些地物要素其影像的定性分析,總結、歸納出這些地物要素各自所具有的影像特征,并以此作為技術人員解譯這些地物要素的標志和依據,提取出與地下綜合管廊有關的信息。運用GIS軟件來建立含有這些圖形數據和屬性數據的地下綜合管廊數據庫,各種管線集中在一個空間內加強管理。地形圖與遙感圖在數據庫中均作為背景起地理位置參照作用,借助于地理信息管理系統平臺,開發地下綜合管廊管理系統。具體有:

1.安全管理

對數據庫、系統使用及正常運行的安全管理,完成數據庫的用戶密碼確定及修改、管理人員對管理系統的操作權限分配、網絡運行的安全保證、與綜合管線管理部門借口的安全保證等。

2.數據管理

對各種數據及數據結構進行定義或選擇,生成各種

屬性數據初始表。

實現主/支管廊及各主管線的各種圖形數據和屬性數據的數據轉換(轉入與轉出)、數據的修改編輯(含運行管理等數據);完成數據的維護管理及

系統參數的配置。

3.決策管理

能夠實現管線的模擬運行、管線數據的統計分析、管廊環境實時參數顯示、管廊及各種管線突發事件發生時應急員的啟動等,為地下綜合管廊管理者提供決策信息及技術支持

(三)、CAD管廊制圖應用功能

(略)


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