管廊建设中BIM、GIS、CAD的区别、联系、功能

BIM

BIM的英文全称是Building Information Modeling,国内较为一致的中文翻译为:建筑信息模型。

定义

定义要从BIM设计过程的资源、行为、交付三个基本维度给出。BIM不是简单的将数字信息进行集成,而是一种数字信息的应用,并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用!

由三个层面构成:

1.BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;

2.BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;

3.在项目的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。建筑领域的三维建模,可以更直观、立体地设计建筑,也用于协调解决各专业间的问题。

通俗一点说,BIM不是一个单纯的软件,也不是一个有形的实物,而是一种理念,是一种基于建筑生命周期,在过程各个阶段通过数据模型来描述和指导整个建筑物的建设过程。

GIS

GIS系统即地理信息系统 (GIS,Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析.GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起.这种能力使 GIS与其他信息系统相区别,从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

地理信息系统是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上,计算机辅助设计技术(CAD)的出现使人们可以用计算机处理象图形这样的数据,图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标,不同图形之间有各种各样的拓扑关系。简单地说:拓扑关系指图形元素之间的空间位置和连接关系。简单的图形元素如点、线、多边形等;点有坐标(x,y);线可以看成由无数点组成,线的位置就可以表示为一系列坐标对(x1,y1),(x2,y2),……(xn,yn);平面上的多边形可以认为是由闭合曲线形成范围。图形元素之间有多种多样的相互关系,如:一个点在一条线上、一个点在一个多边形内、一条线穿过一个多边形等等。在实际应用中,地理信息系统要管理非常多、非常复杂的数据,可能有几万个多边形、几万条线、亿万个点,还要计算和管理它们之间的各种复杂的空间关系。

可以这样认为地理信息系统是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。

地理信息系统技术广泛应用于农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、广播电视、通讯、电力、公安、社区管理、教育、能源等几乎所有的行业,并正在走进人们日常的工作、学习和生活中。

CAD

CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。简称cad。 在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。

GIS、BIM、CAD区别联系

任何技术归根结底都是为人类服务的,人类基本上就两种生存状态:不是在房子里,就是在去房子的路上。抛开精确的定义,用最简单的概念进行划分,GIS是管房子外面的(道路、燃气、电力、通讯、供水),BIM是管房子里面的(建筑、结构、机电)。

说到这儿,没给CAD任何露脸的机会,CAD可能会有意见,咱们得给CAD一个明确的定位:CAD不是用来“管”的,而是用来“画”的,既能画房子外面的,也能画房子里面的。

房子外面和房子里面的说法从更科学的角度去分析,似乎不是那么准确。维基百科这样定义GIS:A geographic information system (GIS), or geographical information system captures, stores, analyzes, manages, and presents data that is linked to location.

意思是说GIS系统用来收集、存储、分析、管理和呈现与位置有关的数据。

技术是为人类服务的,人类是生活在地球上一个一个具体的位置上的(就是去了月球也还是与位置有关),按照GIS的这个定义,GIS应该是房子外面房子里面都能管的,至少GIS自己具有这样的远大理想。

但是在BIM出现以前,GIS始终只能呆在房子外面,因为房子里面的信息是没有的。BIM的应用让这个局面有了根本性的改变,而且这个改变的影响是双向的:

对GIS而言:由于CAD时代不能提供房子里面的信息,因此把房子画成一个实心的盒子天经地义。但是现在如果有人提供的不是CAD图,而是BIM模型呢?GIS总不能把这些信息都扔了,还是用实心盒子代替房子吧?

 

对BIM而言:房子是在已有的自然环境和人为环境中建设的,新建的房子需要考虑与周围环境和已有建筑物的互相影响,不能只管房子里面的事情,而这些房子外面的信息GIS系统里面早已经存在了,BIM应该如何利用这些GIS信息避免重复工作,从而建设和谐新房子呢?

GIS、BIM、CAD应用和功能

(一)、BIM在管廊建设中经常使用的功能

1.利用BIM技术对管廊节点、监控中心结构、装饰等进行建模、仿真分析,提前模拟设计效果,对比分析,优化设计方案。

2.将模型导入到Navisworks软件,采用第三人行走模式,进行净空检查。

3.利用建筑、结构、管线的综合3D模型及Navisworks软件虚拟漫游,进行可视化交底,并在管线安装过程中实时对安装工况及效果进行评估,及时纠偏。

4.利用BIM的3D实比例模型进行管线碰撞检查。

5.结合勘察资料、设计图纸,利用BIM技术建模,厘清桩端持力层、岩面等关键隐蔽节点,提前制定施工管控措施。

6.利用BIM的参数化、可视化模型等特点,集中物资、价格、形象进度等信息,方便施工资源调配及进度优化控制。

7.用BIM视频演绎地下管廊附属构筑物的结构及模拟巡查

(二)、GIS在管廊建设中的应用

进行影像特征的分析,从学校遥感影像数据中提取与地下综合管廊的有关信息。任何可视地物要素在遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其他辅助特征。其中光谱特征在视觉上最直观的反应就是色调,几何特征在视觉上最直观的反应就是形状,其他辅助特征在视觉上的直观反映有:阴影、纹理及影像结构。所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征,并以此作为技术人员解译这些地物要素的标志和依据,提取出与地下综合管廊有关的信息。运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的地下综合管廊数据库,各种管线集中在一个空间内加强管理。地形图与遥感图在数据库中均作为背景起地理位置参照作用,借助于地理信息管理系统平台,开发地下综合管廊管理系统。具体有:

1.安全管理

对数据库、系统使用及正常运行的安全管理,完成数据库的用户密码确定及修改、管理人员对管理系统的操作权限分配、网络运行的安全保证、与综合管线管理部门借口的安全保证等。

2.数据管理

对各种数据及数据结构进行定义或选择,生成各种

属性数据初始表。

实现主/支管廊及各主管线的各种图形数据和属性数据的数据转换(转入与转出)、数据的修改编辑(含运行管理等数据);完成数据的维护管理及

系统参数的配置。

3.决策管理

能够实现管线的模拟运行、管线数据的统计分析、管廊环境实时参数显示、管廊及各种管线突发事件发生时应急员的启动等,为地下综合管廊管理者提供决策信息及技术支持

(三)、CAD管廊制图应用功能

(略)


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