赵典刚 刘宏斌 周东明 景 园 张彦欢

（1 青岛理工大学， 山东 青岛 266033）

0 引言

当前，BIM (Building Information Modeling，建筑信息模型)技术已成为国内工程建设领域研究应用的热点，其应用价值已经得到政府的高度关注和行业的普遍认可[1]。GIS（Geographic Information System，地理信息系统）技术同样是近年来逐渐成熟起来的一门空间信息分析技术，由最初在资源与环境应用领域中的成熟应用逐渐向建筑领域渗透，并逐步展现出了其在建筑工程领域中的价值。BIM+GIS的集成也越来越成为业内关注的焦点。

1 BIM+GIS与建筑工程规划管理

1.1 BIM与GIS

BIM是一个完备的信息模型，主要针对于微观单体建筑的应用，能够将建筑工程项目的各项相关信息数据集成在一个模型中[2]，这样的工程信息模型可快速实现创建、拆分、整合等行为，并且可以支持多种维度下对模型和信息加以查看、分享、提取、分析、利用，为项目各阶段及时提供准确的数据。

GIS是一种特定的空间信息系统，主要针对于宏观区域的应用，能够对包括大气层在内的全部或部分地球表面的地理空间进行数据采集、存储、计算、处理、描述[3]，从某个建筑工程项目而言，则包含了建筑工程的地理位置信息、周边环境信息、地上和地下管线系统、周围道路信息等空间宏观信息。

BIM和GIS是两个不同的行业领域，其二者之间并没有可替代性，二者更像是一种互补的关系。建筑工程领域，BIM可以提供建筑基础的数据，GIS可以提供地理空间定位数据，建筑信息模型与地理信息的串联互补，BIM+GIS的融合将带来极大的价值，在城市和景观规划、智慧城市建设、建筑设计、灾害管理、地图导航、室内导航等领域发挥极大的作用。

1.2 建筑工程规划管理

建筑工程规划管理的主要包含建筑审批、建筑设计的建筑管理、违章建筑管理，是城市规划管理的重要组成部分，囊括了对建筑使用性质、建筑容积率、建筑密度、建筑高度、建筑间距、建筑基地绿地率、基地出入口、建筑基底标高、建设环境等方面的控制[4]。

科学的建筑工程规划是进行合理化城市布局，促进城市可持续化，为人们的生产和生活带来便利的重要环节。以生态环境保护、突出城市特色、契合城市规划方案为前提，对工程进行合理的规划与管理，是当前所提倡的智慧城市建设的一种助推剂。

1.3 BIM+GIS——建筑工程规划管理的信息化手段

BIM+GIS的集成融合应用领域十分广阔，其中在建筑工程规划领域有着极其重要的作用。通过BIM+GIS的融合可以使规划者在直观的三维中查看新建建筑物与周围环境的协调性、观察新建建筑物的出入口与周围道路、控制新建建筑的高度与基地标高、查看建筑间距、进行日照模拟等，省却了传统建筑工程规划管理中大量公式的计算。随着BIM+GIS的深度融合，其必将成为建筑工程规划管理的一种重要信息化手段[5]。

2 在建筑工程规划管理中BIM+GIS集成的技术路线

目前BIM与GIS已经实现初步集成融合，业内存在多种BIM+GIS融合的方法。本文总结出如图2.1的BIM+GIS集成的技术路线。

2.1 倾斜摄影形成三维的GIS模型

倾斜摄影技术是近些年测绘领域发展起来的一门新技术，是指通过搭载高像素摄像头的无人机，同时从垂直、倾斜等不同角度采集地物影像，其采得的倾斜摄影数据能够准确的反映地物信息，并且带有准确的定位信息。倾斜摄影数据采集完成之后，通过PC端实景建模软件将倾斜摄影数据处理成三维的实景模型，这样就省却了大量的BIM建模工作，直接构建成真实的场景。生成的三维实景模型可以直接被GIS平台识别，这样就在地图里形成了直观的三维GIS模型，如图2.2所示，某校GIS实景模型。

图2.1 BIM+GIS集成的技术路线

图2.2 某校GIS实景模型

2.2 轻量化的BIM模型置换GIS模型

BIM模型包含项目所有的信息，这些信息并不是在模型建立之初便是存在的，而是随着项目在全生命周期过程中动态增长与变化的。在建筑工程规划阶段，将拟建建筑的BIM模型进行轻量化处理导入到GIS平台中，即IFC和CityGML数据格式之间的兼容。在实景模型中将对应部分替换，填补 GIS模型中所没有的项目属性信息，如层高、建筑出入口、构件属性等信息，实现宏观数据与微观数据的整合，如图2.3某高校BIM中心模型导入GIS平台。

2.3 BIM+GIS的集成应用

在BIM模型导入GIS平台之后，BIM模型中关于项目信息填补了GIS模型中对单个个体信息的缺乏的不足，此时的模型便具备了在规划的需求，可以围绕BIM模型和GIS模型展开一系列的应用，BIM+GIS的集成在建筑工程规划管理中的主要应用将在下文中详述。

图2.3 某高校BIM+GIS模型

3 BIM+GIS集成在建筑工程规划管理中的主要应用

3.1 在GIS平台中查看项目信息

在BIM模型导入GIS平台之后，可以通过GIS平台任意查看项目的相关信息及任意构件的信息。基于BIM+GIS的建筑工程规划管理，信息是动态变化的：一方面，在规划阶段，BIM模型多是概念模型，即只包含项目的位置朝向、尺寸等项目概念信息，模型中远没有达到项目建设所需要的信息，可以在BIM模型中不断增加信息以满足规划管理的需求。另一方面，在规划阶段对模型的应用所产生的信息（如光照分析等数据）可以附加到BIM模型当中传递到项目下一阶段，最后用于项目的运维。

3.2 日照采光模拟分析

建筑工程规划管理中，关于日照采光的分析尤为重要。在GIS平台中给予BIM模型以准确的定位，这就具备了进行日照采光模拟分析的基础，通过设置具体时间段的形式，可以真实的模拟项目在建设地点某一具体时间段的光照变化，生成模拟视频，并给出分析报告。

3.3 可视域分析

可视域分析也是建筑工程规划管理中不可或缺的一环，在 GIS平台可以基于BIM模型的任意一点做此点的对周边的可视分析。通过可视域分析可以合理安排监控位置，减少监控的盲区，实现对项目的全面监控。

3.4 控制建筑高度及建筑间距

建筑高度和建筑间距是影响是建筑形态控制的重要指标，其对建筑采光、房屋通风、安全以及居住者隐私有着重要的影响，因而在建筑工程规划过程中控制好建筑高度和建筑间距尤为重要。在 GIS平台中，可以实现多角度查看建筑间距和高度情况，并可以进行实时的精确测量。

3.5 新建建筑物的出入口规划控制

建筑工程出入口的设置对人员车辆进出的便捷性和对周边道路的交通情况有着极为重要的的影响，合理的建筑出入口设置对城市科学规划和使用者的使用体验有积极的促进作用。在项目规划之初，便可以通过 GIS平台观察分析新建建筑物周围的道路情况，并结合建筑的项目规模、使用性质、人员车辆进出率等因素确定新建建筑物的出入口。

4 结语

在当今信息技术飞速发展的时代，跨学科、跨领域的现象已经屡见不鲜，BIM与GIS技术的集成融合便是其中之一。BIM+GIS的集成应用，必将会引起工程项目规划管理的变革，推动项目规划管理向着更加绿色、节能、便民的方向发展。然而，基于BIM+GIS的建筑工程规划管理只是智慧城建设中的一部分，BIM与GIS集成融合所产生的价值也绝不会紧紧局限于规划领域，其必将在其他相关领域大放异彩，产生不可估量的价值。