來亦姝
(河南大學(xué),河南 開封 475000)
BIM (Building Information Modeling,建筑信息模型)以建筑物工程特性的可視化承載和數(shù)字化表達。建筑物的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ),詳細、準(zhǔn)確記錄了建筑物構(gòu)件的幾何、屬性信息,并以三維模型方式展示。BIM是單體的精細化數(shù)字信息模型。GIS是近年來被廣泛應(yīng)用到與空間信息有關(guān)的環(huán)境、城市規(guī)劃、土地管理等方面變化和發(fā)展趨勢的分析,是針對宏觀地理環(huán)境的分析與研究,既可提供多種實用的 GIS查詢與分析功能,也可提供GIS的位置服務(wù)和空間分析等。文章通過某社區(qū)衛(wèi)生站BIM應(yīng)用創(chuàng)建的三維數(shù)字信息模型,嘗試通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換實現(xiàn)BIM與GIS的融合,能夠讓GIS從宏觀走向微觀,另一方面,GIS與BIM數(shù)據(jù)的融合使BIM從室內(nèi)走向室外,實現(xiàn)室內(nèi)外一體化的管理,從而達到優(yōu)化設(shè)計的目的。
某社區(qū)衛(wèi)生站建筑高度總高8.65 m,總建筑面積為876 m2,建筑11結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu),分為F1、F2、F3三層以及地下車庫等。地上三層包含大廳、衛(wèi)生間、病房、診室等。地下一層設(shè)計有地下車庫。其中F1包括值班室、中醫(yī)診室、全科診室等共12個房間,F(xiàn)2包括輸液室、配液室、治療室等10個房間。F3改造為頂部為部分玻璃的陽臺。地下一層加設(shè)有10個以上停車位的地下車庫。利用Revit進行BIM參數(shù)化建模,然后BIM模型導(dǎo)入到ArcGIS Pro中,實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)融合。
本項目建模程流程如圖1所示。
圖1 建模流程圖
(1) 參數(shù)化構(gòu)件建模
參數(shù)化構(gòu)件 (亦稱族) 是在Revit中設(shè)計使用的所有建筑構(gòu)件的基礎(chǔ)。它們提供了一個開放的圖形式系統(tǒng),可以自由地構(gòu)思設(shè)計、創(chuàng)建外形,并以逐步細化的方式進行設(shè)計意圖的表達。Revit中可以使用利用參數(shù)化構(gòu)件創(chuàng)建最復(fù)雜的組件如門窗、家具和設(shè)備等,也可以進行最基礎(chǔ)的構(gòu)建如墻和柱等模型。
圖2 參數(shù)化構(gòu)件門
圖3 參數(shù)化構(gòu)件樓梯
圖4 參數(shù)化構(gòu)件設(shè)備
(2) 多材質(zhì)建模
Revit包含許多建筑材料,如鋼、現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土、玻璃、磚和木材等,根據(jù)本建筑需要使用多種建筑材料,Revit可以快速實現(xiàn)所需材料進行模型創(chuàng)建。
圖6 空調(diào)內(nèi)外機&落水管模型創(chuàng)建
ArcGIS Pro不僅提供Revit、Bentley、CATIA (V5) 三款BIM設(shè)計軟件數(shù)據(jù)導(dǎo)出插件,導(dǎo)入rvt、dgn、CATProduct等BIM格式數(shù)據(jù)。更為重要的是,ArcGIS Pro支持直接讀取Revit數(shù)據(jù),實現(xiàn)與Revit軟件的快速協(xié)同。下圖為BIM模型數(shù)據(jù)在AutoDesk Revit軟件和ArcGIS Pro平臺的顯示效果,將.rvt文件直接讀取到ArcGIS Pro后,直接對模型的進行剖切操作,同時利用GIS的空間分析功能,可以實現(xiàn)對社區(qū)醫(yī)院選址分析。
圖7 BIM導(dǎo)入到GIS中的效果圖
圖8 ArcGIS Pro 對模型進行剖切操作
BIM技術(shù)可以在項目設(shè)計前期通過可視化和所見即所得的直觀性進行設(shè)計理念的表達,并且模型支持可持續(xù)設(shè)計、碰撞檢測、方案優(yōu)化等工作。將BIM模型導(dǎo)入到GIS平臺中,同步實現(xiàn)模型在空間的宏觀展示,直觀顯示建筑物與周邊環(huán)境關(guān)系,可針對人流量分析進行床位數(shù)量布置,以及通過GIS進行衛(wèi)生站附近交通道路情況,進行車庫出口位置布置優(yōu)化、廣場環(huán)境布置優(yōu)化設(shè)計等,使空間資源有效利用,廣場景觀與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)。
圖9 地下車庫出口與周圍道路順直連接布置優(yōu)化設(shè)計
圖10 廣場綠化景觀與周圍環(huán)境匹配優(yōu)化設(shè)計
文章通過某衛(wèi)生站BIM技術(shù)快速建模應(yīng)用嘗試,充分發(fā)揮了BIM技術(shù)構(gòu)建單體的精細模型方面的優(yōu)勢。通過將BIM與GIS跨平臺數(shù)據(jù)融合的嘗試,將Revit導(dǎo)出的BIM模型通過ArcGIS Pro與GIS進行集成顯示實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)與GIS數(shù)據(jù)融合,結(jié)合兩種技術(shù)的優(yōu)勢和特點,實現(xiàn)宏觀與微觀、室內(nèi)與室外設(shè)計的可視化展示,從而達到優(yōu)化設(shè)計的目的。下一步工作將結(jié)合GIS強大的空間分析功能以及位置服務(wù),進行進一步的應(yīng)用與研究。