英语原文共 8 页
科学指导
可在www.sciencedirect.com上获得
工艺工程196 (2017)1072 - 1079
2017创意建筑大会，ccc2017, 2017年6月19日至22日，克罗地亚Primosten
摘要
BIM与GIS的综合应用:综述
马志良*，袁仁
1清华大学土木工程系，北京市海淀区清华园1号，100084
随着智慧城市吸引产业的概念的提出，空间信息管理方法已成为研究的热点。与此相关，GIS和BIM是两个关键技术。GIS的应用虽然历史悠久，BIM也发展了10多年，但它们的综合应用开始了一个新的方向，还处于探索的早期阶段。为了更好地理解这一新拓展的领域，我们从研究和相关应用平台的角度回顾了该领域以往的工作。在此基础上，探讨了今后的研究方向。
2017作者。由爱思唯尔有限公司出版。
2017年创新建设大会科学委员会负责评审。
2017年,作者。由爱思唯尔有限公司出版。
2017年创新建设大会科学委员会职责下的同行评审关键词:BIM;GIS;集成的应用程序;智能城市;
1. 介绍
智慧城市是一个融合多种信息通信技术(ICT)和物联网(IoT)解决方案的愿景，以安全的方式管理城市的资产[1]。智能城市应用需要大量的数据，包括静态和动态数据、当前和历史数据、几何和语义数据、微观和宏观数据等，才能知道包含了什么、城市正在发生什么以及如何提高市民的生活质量。这些数据一旦被收集，管理和应用就经常使用建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS)等技术。BIM可以用来创建、管理和共享建筑等垂直设施的生命周期数据，而GIS可以用来存储、管理和分析描述城市环境的数据，这些数据是水平分布的。因此，BIM和GIS的集成应用在智慧城市应用中是必不可少的，因为在智慧城市应用中，既需要设施数据，也需要城市环境数据。
*通讯作者。电话: 8-610-62773543;传真: 8-610-62771132。电子邮件地址:mazl@tsinghua.edu.cn
作者。由爱思唯尔有限公司出版。
2017年创新建设大会科学委员会负责评审
doi: 10.1016 / j.proeng.2017.08.064
马志良、袁仁/程程工程196 (2017)1072 - 1079
只是把智慧城市的应用转化为学习。为了更好地了解这个新兴领域的现状和未来方向，有必要对现有的工作进行审查和分析。
本文综述了BIM与GIS集成应用的研究现状，重点介绍了BIM与GIS集成应用的对象、应用阶段、应用模式和应用平台。第2节说明了审查方法，第3节介绍了文献的统计。第4节、第5节和第6节分别从建筑、基础设施和城市区域的应用分类方面对文献进行了分析。最后，第七章和第八章给出了未来的研究方向和结论。
2. 方法
检索科学网TM、工程村TM等大型在线数据库，获取BIM与GIS集成应用文献。“BIM”和“GIS”作为检索关键字，加上“and”运算符，用于检索文献的主题(或某些数据库中的主题/标题/摘要)。这样做一共找到207个项目。在排除两个数据库的重复之后，这个数字下降到147。然后只选取BIM和GIS综合应用的项目作为分析的目标文献项目，必要时阅读摘要，有时阅读全文。得到41个文献条目。
图1所示。文献综述出版年份
图1显示了按出版年份划分的文献条目的数量。可见，2015年前BIM与GIS集成应用的文献项目较少。2015年，这一数字达到18的峰值，并在第二年回落。
根据分析结果，将得到的文献项目按照应用对象进行分析，分为三类。对每个类别的研究工作进行了审查，以便提供已经完成的工作的基本知识，并提出今后研究的方向。
3.文献分析
为了更好地了解BIM与GIS集成应用的研究现状，将文献项目按照应用对象、应用阶段、集成模式和平台进行统计。在这里,应用程序对象的对象意味着BIM和GIS的集成的应用程序是为在现实世界中,如建筑、和应用阶段的阶段进行BIM和GIS集成的应用程序,它应该在规划和设计一个或多个(Pamp;D)、建设、运行和维护(运营管理)和拆除,并集成模式是模式的BIM和GIS集成的应用程序,根据数据流的方向应该有三种选择:a)从BIM系统中提取数据到GIS中，b)从GIS中提取数据到BIM系统中，c)从BIM系统和GIS中同时提取数据到另一个系统中。平台是BIM与GIS集成应用的软件系统或web平台。图2显示了结果。
1074 马志良、袁仁/程程工程196 (2017)1072 - 1079
图2所示。(a)应用对象分布;(b)一体化格局分布;(c)应用阶段分布;(d)平台分布。
在应用对象方面，BIM与GIS集成应用的研究多集中在建筑上(30个项目，73.1%)。另外两项是基础设施(5项，12.2%)和城区(6项，14.6%)。
在应用阶段，BIM和GIS的集成应用中有超过一半发生在Oamp;M(23项)。以下是Pamp;D(13项)和construction(7项)。只有一个项目描述了在拆迁中的应用。值得注意的是，有3个项目中BIM和GIS的综合应用跨越了一个以上的阶段，使得各个阶段的项目总数大于41个。对于建筑而言，BIM和GIS的集成应用大多发生在Oamp;M(16项)和Pamp;D(12项)。市区则以操作及保养(五项)为对应。基础设施建设与拆除、城区建设与拆除缺乏项目。考虑到GIS在大规模地理表达和分析方面的优势，BIM和GIS在基础设施和城市区域的综合应用，特别是在Pamp;D阶段，仍有很大的潜力。
从集成模式来看，主流是从BIM系统中提取数据到GIS中(22项，53.7%)，从BIM系统和GIS中提取数据到另一个系统中(13项，31.7%)。只有2个项目提到从GIS中提取数据到BIM系统中，有4个项目没有描述集成模式。
在BIM与GIS集成应用平台方面，最常用的三个项目分别是Esri ArcGIS系列(13个项目)、科研人员自行开发的系统(8个项目)和Autodesk Revit系列(5个项目)。研究人员还使用了谷歌Earth、Autodesk Infraworks、Autodesk 360、Autodesk Civil 3D、LandXplorer CityGML Viewer、QGIS和VISSIM，但每个平台上的项目数量不超过3个。此外，还有9个项目没有说明使用了哪个平台。
关于各研究的整合模式和平台的进一步信息见附录A. 4。楼宇综合应用
由于建筑是BIM与GIS集成的主要应用对象，其应用涵盖了建筑项目的生命周期，尤其是Pamp;D和Oamp;M阶段，因此将相关研究工作按其所属的生命周期阶段进行回顾。
马志良、袁仁/程程工程196 (2017)1072 - 1079
4.1。应用Pamp;D
在建筑Pamp;D阶段，运用BIM与GIS的结合进行选址、能源设计、交通设计、结构设计、室内声学设计、气候评估、设计授权、性能评估等活动。
关于选址,Isikdag等。[2]BIM模型导入到地理空间环境,支持规划部门的工程师比较的形象和区域计划获得BIM模型与GIS地图的网站块为了检查网站块是否适合拟议中的建设。通过开发一个中间件获得女子从开放数据库和GIS数据,公园和金姆[3]演示的方法构建和现在的3 d模型从BIM模型项目网站,网站地图、卫星照片、地图和土地登记土地规划信息获得GIS为设计师进行初步评估的可信赖的体积。通过这种方式，设计人员可以在早期设计阶段节省大量的时间和精力，并且易于访问数据。
在能源设计方面，De Hoogh等人基于BIM和GIS的互操作性，将能源相关特征和指标与不同层次的空间(单空间、功能区、建筑和区域)联系起来，让设计师在设计阶段对不同层次空间的能效性能进行评估和优化。妞妞等人[5]开发了BIM-GIS集成的基于web的建筑能源数据可视化系统，在该系统中，设计师可以检查建筑设计是否符合城市发展规划，同时城市规划师可以向设计师反馈，进一步提高建筑的能源性能。对于高层建筑的交通设计，Wang等人[6]将建筑周边的交通状况数据从GIS数据库中导入建筑及其周边交通设施的BIM模型，并将其导入仿真软件中，进行本地化的交通仿真，进行设计优化。
在结构设计方面，Sergi和Li[7]的研究中，首先通过位置获取相关GIS数据，然后将其转移到基于云的平台上，将BIM数据外包给不同的工具进行结构分析。分析结果作为原始设计模型的修订或层返回给设计师，为进一步的施工后分析提供了可能。在室内声学设计方面，Deng等人将BIM模型和三维GIS模型集成到一个单一的平台中，针对特定的室外交通噪声源，在室内环境中进行噪声评价和测绘，以更好地支持室内声学设计。在气候评估方面，Hjelseth和Thiis[9]将BIM设计模型与GIS数据库中的气候数据相结合，对建筑进行气候评估，使设计师能够进行设计适应，从而减少气候相关的破坏。
设计授权,Kari et al。[10]竣工建筑的BIM模型转换成LoD2模型,并将其上传到网上GIS平台,从而促进城市规模可视化,支持建筑授权过程,当建筑师上传的BIM模型设计建立与所有重要的几何和属性数据。
对于已经使用的建筑，Gocer等人[11]建立了一种新的使用后评价(POE)方法来评价建筑性能。该方法将室内气温、湿度、光照水平、用户满意度等结果输入数据库，并在GIS中通过空间映射BIM模型得到的平面图上显示，为未来的设计提供更好的依据。
4.2。应用于建筑
BIM和GIS的结合不仅被用于新建筑的建设，也被用于老建筑的改造。对于新的建设项目，BIM和GIS的集成支持供应链管理和进度管理等应用。Irizarry等人[12]在采购初期使用BIM进行详细起飞，并利用GIS在可视化的建筑供应链管理系统中对物流配送进行地理空间分析，该系统用于跟踪材料供应链状态，为材料配送事故提供预警。郑等人也做过类似的工作。这种可视化的施工供应链控制方法降低了物流配送的时间和成本。
在建筑改造项目中，BIM和GIS的结合有助于项目的准备和决策。Gocer等人将几何BIM数据等必要数据放入GIS中，[14]建立预改造模型，对待改造建筑进行数据映射，找出待改造建筑中存在的问题及相应的解决方案
1076 马志良、袁仁/程程工程196 (2017)1072 - 1079
建筑物翻新的准备工作。Elbeltagi和Dawood[15]通过将基于bim的项目时间控制模型和调度数据导入GIS，可视化管理分布式站点重复建设项目的进度。
4.3。应用程序的运营管理
在所有的生命周期阶段中，Oamp;M拥有BIM和GIS最完整的应用，受益于广泛的活动，包括遗产保护、灾害响应和风险管理、能源管理、空间导航和设施管理。
在遗产保护方面，Bianco等人将BIM文化遗产模型中的建筑信息与GIS数据库中的历史语义信息结合在一个单一的平台中，对文化遗产遗址进行记录和分析，达到保护和保护的目的。Baik等人[17]、He等人[18]也做过类似的工作，与单纯使用BIM工具相比，节省了存储空间，增强了地理空间分析能力，支持不同尺度的可视化。
对于火灾、洪水灾害的响应，采用BIM与GIS相结合的方法，分别在发生前和发生后进行风险评估。洪涝灾害的城市,建筑信息从BIM模型从GIS数据库和洪水数据被用来提供一个更有效的方法来计算水深度,评估建筑物理伤害,量化风险和执行三维可视化洪水造成的损失相比,目前的洪水灾害评估(FDA)方法(19 - 22日)。对于火灾响应，Isikdag等人[2]在GIS中集成了建筑模型以及道路网络信息和消防队站点位置，使得消防员在出发前可以计算出消防队站点到火灾现场的最短路径。此外，Chen等人提出了一种基于三维几何网络模型，BIM信息支持的消防仿真框架。利用该方法，消防人员可以在到达火灾现场前找到最佳的破窗位置和最佳的梯车部署位置。Tashakkori等人[24]利用GIS数据库中的周边环境信息，建立了基于IFC的室内应急空间模型，提高了响应者对室内区域的感知能力，减少了室内到达时间，优化了应急路径查找。
在能源管理方面，Del Giudice等人将BIM模型与GIS模型相结合，开发了一个区域信息模型，提供建筑及其周边环境的信息，帮助监测和控制能源消耗。Karan等人[26]采用BIM计算建筑领域的能耗，GIS计算交通领域的能耗。然后他们根据居民的生活方式将两个部门的能源消耗联系起来，并将数据显示在GIS地图上，以识别能源使用趋势，减少能源使用。在一个名为STREAMER的欧洲项目中，研究人员导入了一个代表医疗保健区的BIM模型，该模型由一个古老的肿瘤中心和另外两座建筑组成。综合模型支持建筑综合体的能源效率分析，以决定是否对旧的肿瘤中心[27]进行拆除/重建或深度重组。
在空间导航方面，Teo等人利用BIM模型的几何信息和语义信息生成的室内网络与GIS数据库的室外网络相连接，支持室内外组合路径规划。
对于设施管理(FM)， Kang等人[29]将BIM模型集成到一个基于GIS的FM系统中，用于FM用例，根据用户视角和GIS客户端中选择的BIM对象，只加载和呈现用例所需的数据。Hijazi等人将BIM模型集成到三维地理信息系统中进行设施分析。在该系统中，IFC文件通过I
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
