BIM+GIS=？And how？

谈到三维城市、数字城市，人们认为城市三维 GIS 就是对城市里的建筑、道路等城市对象进行三维建模，再把这些模型放到其对应的地理位置上，与虚拟实景技术结合进行城市空间场景漫游，如果仅是这个目的，那只能说这是一个带有准确地理位置的三维城市微缩模型。因为目前采用的测量手段对建筑内部的墙壁、门窗、管线设施以及走廊空间建模难以实现，针对以上建模，传统做法是以CAD 记录建筑物的几何形状、空间关系等图形化关系，其他如工作进度、外在环境条件、材质、费用等非图形化信息则是由其他信息系统处理。

幸好现在有了BIM，BIM 技术不但能整合上述建筑物的图形以及非图形信息，用虚拟三维实景的方式呈现，并建立信息流模型，减少信息在建筑各阶段传递过程中的流失。总体上讲，CAD 用来绘制建筑物，BIM 是用来整合和管理建筑物本身所有阶段信息，GIS 则是整合及管理建筑外部环境信息。把微观领域的 BIM 信息和宏观领域的 GIS信息进行交换和相互操作，满足查询与分析空间信息的功能，是未来城市 GIS 的发展方向。

为不同世界架桥

BIM和GIS整合已渐渐成为业内的焦点，各大出版物和项目都对此一片叫好。然而现在这两者到底能整合到什么程度呢?似乎在从业者的角度来看，BIMer和GISer依旧生活在两个不同的“平行宇宙”中。双方使用不同的技术、标准以及其他手段企图想要将对方融合到己方。目前为止有两种方向，一是GISer利用已开发的GIS技术和标准将建筑视为地理空间的一种数据，另一种是BIMer利用精细的建筑模型以及周边的设施例如街道、地形、地下管道等，他们认为这是GIS向BIM融合。很明显的，这两种事物根本没有融合。BIM被GISer当作了构筑环境的基本数据源，而GIS仅被BIMer视为关键的空间数据源。在建筑领域，建筑从设计到施工产生大量的信息，特别是建筑设计三维模型，包含了建筑详细的空间信息，但这些信息主要为建筑施工服务;而在城市三维 GIS 领域，主要研究如何对城市建筑三维建模，这样首先要获得这些建筑详细的空间信息。但是两个领域的数据格式完全不同，没法将建筑的空间信息直接搬过来为己所用。

因此，虽然双方都很想打破界限，但是却一直没能找到可以连接“平行宇宙”的“桥梁”。这个“桥梁”将是一个出色的中央模型服务器角色，在其上通过标准语言使BIM和GIS双方能够共享数据，当然，这个“桥梁”可能不是一方搭建就能完成的，需要双方共同出力以期完成。因此有针对IFC和CityGML融合的研究来以助力BIM和GIS真正融合交汇。

BIM方的IFC

BIM(Building Information Modeling 建筑信息模型)是以建筑物的三维数字化为载体，以建筑物全生命周期(设计、施工建造、运营、拆除)为主线，将建筑生产各个环节所需要的信息关联起来，所形成的建筑信息集。二维的图纸只是用线条和符号表达建筑构件的信息，BIM 则是以三维立体形式表达建筑构件，并且可以展现构件之间的互动性，反馈构件相互作用信息。BIM 技术在欧洲使用的比较普遍，德国、挪威和芬兰这三个国家的 BIM 软件普及率已达到 60%以上。BIM 起始于美国，有相关调查显示 2007 年时美国的 BIM 使用率大约为 28%，经过这些年的发展，到 2011年就上升到了 81%，增长非常快。但是现在国际上有上百种 BIM 软件，这些软件有的侧重于建筑三维建模，有的侧重于钢结构设计，但各个软件数据格式不同，无法整合，成为行业限制瓶颈，降低工作效率。

IFC(Industry Foundation Classes 工业基础类)，建筑业界习惯称为 IFC 标准，是 IAI(The International Alliance for Interoperability 国际协同联盟)建立的一个标准名称。IFC 标准数据文件有很好的平台无关性，它作为一种中性的数据文件具有良好的自描述能力，不会因为相关软件系统的废弃而造成信息流失。现在越来越多的 BIM 软件宣布支持 IFC 标准，提供 IFC 标准的数据交换接口，这些软件的不同 BIM 模型信息可以转换为 IFC 标准数据文件，这样形成同一数据模型的建筑产品，以 IFC 标准格式的数据流通。

GIS方的City GML

CityGML(City Geography Markup Language，城市地理标记语言)是一种用来表示和传输城市三维对象的通用信息模型，它是最新的城市建模开放标准。该标准源自地理研究领域(GIS)，用来存储和交换虚拟城市三维模型。

GML是由 OGC(开放式地理信息系统协会)于 1999 年提出的一种开放性的元语言，用于地理要素的空间几何信息的建模以及非空间属性信息的传输及存储。随着技术的发展以及行业的应用诉求上升，GIS的研究对象从过去的二维到现在的三维甚至多维。GML 主要用来表现二维地理空间要素，而 CityGML 主要用来表现城市三维对象的通用信息。它对道路、建筑、水域、植被、绿地等的描述进行了定义。但该标准对建筑的细节描述十分有限(远远不及IFC的详细程度)。因此需要在CityGML中兼容IFC提供的准确、详细的细节数据。

若想真的搭建“桥梁”，IFC需要通过中央模型服务器实时在线，因此需要开源的BIMserver。这就意味着IFC的语义和关系应在GIS环境中可用。因此CityGML被用来达成这一目的，但是直接将默认的IFC的语言系统封装进CityGML是行不通的。为此，在2009年， CityGML的新扩展——GeoBIM作为标准开始实行。通过它，IFC的数据就可以进入CityGML中。这样就搭好了一做桥梁。

融合能做什么

这两个系统的整合以后的应用领域很广阔，包含城市和景观规划、建筑设计、旅游和休闲活动、3D地籍图、环境模拟、热能传导模拟、移动电信、灾害管理、国土安全、车辆和行人导航、训练模拟器、移动机器人、室内导航等。虽然BIM在国内应用很少，但是行业内应该关注并展望BIM和GIS结合所带来的思路的转变、成本的降低以及效率的提高。

BIM是一种方法，即如何运用信息化的手段来进行建设活动，BIM最后要让虚拟变成现实，施工现场一定是应用和创新的主战场，建议刚毕业的学生有机会还是去施工现场成沉淀几年，但千万别被通化，始终要想着使命：通过BIM最终解决施工现场的种种问题，这样将能更容易成才，未来的职业空间将会无限广阔。更多资讯请关注环球网校。同时点击下方“免费下载”按钮，可免费领取BIM学习资料(PDF等)。