基于BIM及GIS技术的水利工程管理三维建模探讨

汪 慧

万博科技职业学院（230031）

BIM技术即建筑信息模型的英文简称，BIM技术是一种应用于建筑工程设计、建筑建造、建筑管理的数据化工具，通过对建筑信息进行数据化、信息化地处理，建立虚拟的建筑工程三维模型，使得项目在策划、运行以及维护过程中的信息可以得到及时的共享和传递，从而起到提高工作效率、节约工作成本以及缩短工程工期的作用。GIS技术即地理信息系统的英文简称，GIS技术是一种借助计算机，对空间信息进行分析及处理，对数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述的技术系统。BIM技术以及GIS技术结合对水利工程进行三维建模，以提高水利工程的管理工作，是信息技术在建筑行业应用发展的必然结果。水利工程由于其施工工程量大，技术工种以及施工强度较高，再加上环境的干扰，因此，对水利工程进行管理工作需要反复比较论证，BIM技术以及GIS技术具有采集、处理以及展示建筑物微观信息数据的功能，为水利工程的精细化管理奠定了坚实的基础。BIM技术以及GIS技术整合已经逐渐成为了建筑行业的焦点，利用BIM以及GIS技术进行三维建模，可以获得建筑的详细空间信息，能够对于方案决策阶段提供完整、可追溯的电子或全息模型，对于不合理阶段的工程也可以及时进行修改，节约了建筑成本，避免了资源的浪费，有效的提高了水利工程管理工作的信息化以及精细化程度[1]。

如今，将BIM技术与GIS技术整合应用已经成为了我国建设行业以及工程行业关注的重点问题，在我国建设类型工程进行时，从设计到施工阶段产生的大量信息，以及建设方面的空间信息，都需要BIM技术对施工队伍进行相应的指导以及辅助，这些信息整合在一起集成为了完整的BIM技术信息，GIS技术主要研究如何对于工程进行三维建模，以获得建设工程的具体信息以及具体数据，将BIM技术与GIS技术相结合，应用于水利工程管理工作的三维建模之中，可以将水利工程的宏观以及微观信息进行详细集成与分析，从而对水利工程进行有效、精细地建模，将水利工程中的BIM微观数据与GIS宏观数据进行融合，并将融合后的数据应用于水利工程的建设、运行以及维护工作之中，可以为工程建设提供完整的信息，对工程建设过程进行实时实施监管，及时修改不合理的施工方式，防止出现返工情况，节约成本，避免造成不必要的资源浪费。

1 基于BIM技术的水利工程三维建模

水利工程是一项复杂的综合型系统工程，水利工程的准确实施需要了解完整的工程数据以及水利工程周围的地理信息数据，为水利工程的管理工作提供准确、详细以及完善的基础信息。水利工程的基础数据包括泄洪道、拦河坝以及电站厂等不同的单体化数据，BIM技术可以将水利工程的每个单体化数据都通过三维建模技术将单体化数据具像化为实体的点、线、面，对点、线、面三种不同类型的数据进行标记组合后与地理坐标进行相互融合，以CAD底图为数据基础，在Autodesk Revit中进行BIM三维模型制作，BIM建模技术的核心特征是模型参数化设计，对于水利工程的不同构件都可以在Revit中进行选择，各种大小尺寸不同的构件都可以在载入族中选择满足形状的构建族，设置相关参数后进行保存可以反复使用。BIM的三维建模过程提高了三维模型的精度，为了保证三维模型的精确还原，防止各结构元素间出现碰撞现象，需要将利用BIM技术构建好的三维模型以NWC的格式导入到Autodesk Navisworks软件中，对三维模型的各个构建元素进行碰撞检查，根据检查结果对三维模型进行相应的修正，使得三维模型能够对水利工程进行精确还原，以提高水利工程管理的信息化以及精细化程度[2]。

2 BIM及GIS技术联合构建水利工程三维模型

将利用BIM技术构建的三维模型与GIS技术进行结合，可以实现水利工程的微观建筑信息与宏观地理信息的融合，对水利工程进行更加精细化、信息化、全面化地管理，如今，BIM以及GIS技术的数据融合主要可以分数据格式转化、数据标准扩展以及地理本体论三种方式。这三种方式都可以将BIM技术以及GIS技术的数据进行相互转换以及数据融合，使得水利工程的三维模式更加还原，但是将其应用在实际工程中，仍然存在着地理信息数据丢失、地理本体属性数据丢失以及地理本地语义信息歧义等等种种问题。面对这种问题，BIM以及GIS技术应通过《三维空间数据规范》的相关要求定义相关数据格式，形成两类数据间的关联列表，使得BIM及GIS技术间的数据信息进行深度融合，最终使三维模型实现无缝对接，通过对数据进行转换及融合，将BIM技术中的几何语义功能与GIS技术中的表面分析能力相结合，在GIS技术中引入BIM技术所具备的数据查询、数据分析以及数据展示功能，通过模拟建筑物建造的过程进行通视分析等功能，对水利工程实际建造模型进行三维建模，加强水利工程的精细化管理[3]。

将BIM技术与GIS技术相互融合进行水利工程的三维建模，可以使水利工程的施工进度通过三维模型进行更加直观地展示，使得水利工程的施工人员可以全面了解施工计划中各个时间节点项目的完成情况，对水利工程的施工顺序以及工程量进行详细精确地了解及掌握，施工人员还可以通过直观的三维模型，对水利工程各阶段的工程进度以及编排结果进行深化及丰富，从而为水利工程施工阶段的管理工作提供更加直观、可靠的依据，促进水利工程的管理工作向着更加信息化以及直观化的方向发展[4]。此外，由于BIM技术具有浏览能力，因此可以利用BIM技术对水利工程中采集到的数据进行融合，与视频监控功能相结合，通过三维建模技术展示给施工人员，为水利工程的工作进行了指导以及细化，提高了水利工程的管理质量及管理效率。

将BIM技术与GIS技术相结合对水利工程进行建模管理，还可以将其与智能传感器以及物联网技术进行结合，将BIM技术中的数据装载能力及浏览能力，同水利工程建设中包含的各类传感器数据所采集到的数据进行融合，对水利工程三维模型进行综合运用，提升对于水利工程的管理能力以及运维能力，为水利工程的管理部门提供更加高效、便捷的渠道，以提高水利工程的施工质量以及施工效率。

3 总结

综上所述，将BIM技术与GIS技术进行相互融合应用于水利工程管理的三维建模工作中，能够对水利工程施工队伍相关人员的管理能力以及运维能力进行提升，为水利工程管理部门提高工作效率提供更加高效、便捷的渠道，为不同部门之间的人员交流合作提供了便捷的桥梁，促进了工程施工的进度，为水利工程的施工进度及后期维修运营管理工作奠定了良好的基础。