工程集群化建设管理与BIM+GIS技术融合应用的研究进展

摘要：集群化项目具有工程类型多、周期紧、交叉面多、数据来源杂乱等特点，应用传统的工程建设管理手段，难以解决建设过程中的组织与管理难度大等问题，导致集群化项目的整体目标实现困难。随着工程集成化建设管理模式的不断演进与发展，国内不少新区引入了BIM、GIS及其关键技术，探索BIM+GIS技术融合应用的集成管理模式，助力工程项目全生命周期管理集约化、信息化、精益化的发展。

关键词：BIM;GIS;融合;工程集群化

BIM与GIS本身是两个不同维度的学科，其中GIS在宏观层面提供地理信息，而BIM在微观层面实施建筑信息数据的分析[1]。BIM与GIS技术融合，推动了信息化技术不断向工程行业的深度和广度延伸发展，加强了单一技术在工程建设管理中作用。BIM与GIS技术融合应用在工程集群化建设管理之中，可以适用于工程的选址、施工管理、方案设计、结构设计、交通规划以及能源设计等多种方向。应用的广泛性使得建筑工程项目的全生命周期被涵盖。

一、概述

（一）BIM与GIS技术融合

BIM、GIS、云计算与大数据等技术在互联网的发展浪潮下，被广泛的应用到工程行业之中，提升了工程的科学性及实用性。BIM信息模型是对单体的整个生命周期从设计、施工再到运维等各个阶段的精细化的表达，具备十分丰富且详细的几何构造及语义信息，但是信息覆盖范围有限，与周边环境地理要素结合度不高，导致BIM信息模型非常容易被批评为“纸上谈兵”。三维GIS地理信息系统，利用空间地物的三维坐标数据和表面纹理数据表达现实的世界，重视对空间信息的传递，可以在宏观维度对空间环境及物理空间关系开展分析。但是工程信息数据细节不足，导致GIS模型数据仅仅关注的是工程之外的信息。GIS+BIM的技术融合，其目標是有效的弥合两种技术单独运用存在的不足之处，结合双方的优势，发挥最大的效益[2]。该模型的有效融合，可以有效的拓展数据广度，提高数据深度，拥有更加广泛的应用价值，是工程集群化建设管理发展背景下的重要技术手段。

（二）工程集群化

工程集群化是指由若干不同类型项目组成的项目群，具有投资总额大、建设周期紧、社会关注度高、涉及参建单位庞杂、工程项目建设时序与空间交叉面多、专业统筹难度大等特点。工程集群化建设管理主要关注于项目群的管理模式、进度控制、质量控制、流程优化、资源统筹配置等方面，通过应用新一代信息化技术手段，保障项目实施过程，以期顺利达成项目群管理目标。

二、工程集群化建设管理与BIM+GIS技术的融合应用

（一）应用于工程规划与施工管理

伴随着社会经济的不断发展，城市集群化工程建设模式也获得了迅速的发展，市政基础设施、民用建筑以及园林等其他配套设施的规划十分关键。城市化的可持续发展主要依赖于城市的科学规划。规划管理的重点内容主要有工程的使用性质实施控制，如市政道路选线、建筑密度与容积率进行模拟计算等。运用BIM+GIS技术的融合方式，能够帮助规划人员在直观的三维之中对新建筑物及周围的环境协调性进行模拟，节省了传统工程规划管理的公式计算等方面的内容。针对工程实施的进度管理中，BIM+GIS技术的融合，一方面能够通过空间耦合可视化来展现城市的建设动态与建设额规划，提高决策的效率及精度。另一方面也能够经过后台数据库之中的信息比较，完成实际进度与计划进度的自动比对，实现实时预警与降低管理风险的目标。除此之外，通过BIM+GIS技术的融合，可以对施工情况实施可视化管理，构建可视化模型，通过BIM技术来分析信息流动、成本、物料以及建筑构建属性，运用GIS分析工程外部环境信息的优势，保障空间布局的合理性，对施工过程开展实时性与可视化的监督与管理。

（二）应用于市政道路建设

BIM+GIS技术的融合在公路与铁路建设领域的应用更加广泛。公路建设方面，雅康高速公路建设项目中将BIM与GIS技术应用于高速公路地质勘查之中，构建地质数据管理平台及三维地面模型，以此来解决传统地质与地理资料管理混乱且利用效率低下的困境。并且，BIM地面模型能够对当地的地质信息与隧道关系进行模拟，以此来优化隧道支护设计[3]。铁路建设方面，我国西南山区铁路隧道建设中，基于BIM+GIS研发了的铁路隧道地质灾害辅助整合技术，提出了可以构建隧道区域地形地貌的三维地理信息场景，运用空间分析功能与查询功能，对线路、隧道、岩溶病害等进行建模，以此来帮助管理人员及技术专家研究科学整治提供高质量的完备数据支撑，提升地质灾害的整治水平。

（三）应用于室内导航

现阶段，随着高德地图、百度地图等电子地图的广泛应用，为我们的生活提供了诸多的便利。但是这些都是基于二维的路径规划与导航功能。通过GIS可以获取相关的数据信息，但是在室内信息数据方面还有所缺乏，导致室内导航无法实现。因此，将建筑BIM模型数据应用到GIS数据之中，能够有效的实现建筑物内部的导航。如，大型商场或者超市应用BIM数据构建了室内三维数据，可以帮助消费者迅速的定位自己在室内的精确位置，方便消费者的游玩。一旦发生火灾危险的时候，也很容易找出逃生出口。典型的代表是央视新大楼运用BIM+GIS技术的融合，实现了室内导航系统的开发，能够为员工跨楼层跨楼体进行导航。

（四）应用于其他方面

BIM+GIS技术的融合在集群化建筑管理中，除了上述领域的应用之外，也可以应用到复杂的地下工程中，运用构建BIM+GIS可视化模型的方式，减少施工过程中设备冲突风险，提高运维效率。除此之外，也能够广泛的应用于城建档案管理、消防管理、环境模拟以及古文化保护等相关领域，涉及到人们生活的方方面面，都发挥了重要的作用。

三、结语

融合的BIM+GIS技术已经成为集群化建筑工程管理的重要技术手段，集合两者技术优势为一体，能够深度融合实际建设情况，助力不同工程集群管理过程中发挥优势作用，包括建筑规划与施工管理、城市道路建设、室内导航以及地下工程等领域，最终高效达成管理目标，为推动工程行业发展注入新的活力。

参考文献：

[1]乔天荣，刘平利，刘家橘，叶萍. 基于BIM+GIS融合的技术应用分析[J]. 地理空间信息，2021，19（01）：68-70+5.

[2]华陆韬. AR+BIM+GIS技术的融合开发与应用[J]. 科技创新与应用，2020（15）：19-21.

[3]李谧，贺晓钢，李博涵，敖翔. 基于BIM+GIS的市政工程规建管一体化应用研究[J]. 地下空间与工程学报，2020，16（S2）：527-539.

作者简介：蒋昶涵（1991-）女，汉族，籍贯广西，本科学历，中级工程师，研究方向——工程管理、BIM、GIS。