智慧工地与BIM的关联以及BIM和GIS的区别

一、智慧工地与BIM的关联

建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一，同时，建筑业也是一个安全事故多发的高危行业。在这背景下，伴随着技术的不断发展，信息化手段、移动技术、智能穿戴及工具在工程施工阶段的应用不断提升，智慧工地建设应运而生。

建设智慧工地在实现绿色建造、引领信息技术应用、提升社会综合竞争力等方面具有重要意义。而BIM是一个由二维模型到三维模型的转变过程，也是从传统施工中被动“遇到问题，解决问题”到主动“发现问题，解决问题”的一个转变过程。所以，BIM的应用对“智慧工地”建设显得尤为重要。

“智慧工地”的建设，依托于施工现场管理平台。而平台中信息的来源，主要是来自于工程BIM模型。大部分情况下，BIM模型的精确度决定了“智慧工地”的开展程度。所以，BIM模型的应用对于“智慧工地”建设显得尤为重要。“智慧工地”建设中，BIM模型的应用主要集中在以下几个方面：

工程量的统计：在BIM模型创建完成后，通过对模型的解读，能够分析出各施工流水段各材料的工程量，如混凝土的工程量。从项目实施情况来看，通过模型直接提取混凝土工程量与实际工程量之差可以控制在1%以内。在钢结构中，通过对模型的分解，直接根据模型对钢结构构件进行加工。

施工模拟：在制定完成施工进度计划后，通过软件把施工进度计划与BIM模型相关联，对施工过程进行模拟。将实际工程进度与模拟进度进行对比，可以直观的看出工程是否滞后，分析滞后的原因，以确保工程按计划完工。

可视化交底：通过BIM的可视化特点，对施工方案进行模拟，对施工人员进行3D动画交底，提高了交底的可行性。

节点分析： 通过对设计图纸的解读 ，对复杂节点进行BIM建模，通过模型对复杂节点进行分析。比如复杂的钢筋节点，在模型建立后，对模型进行观察，找到钢筋的碰撞点，对钢筋的布置进行优化;也可以模拟模板支撑体系的受力状况，以确保模板支撑体系的施工安全。

质量管控：北京天玑科技智慧工程管理系统它通过使用北斗导航定位系统、各种传感器、数传终端等物联网手段获取工程施工过程信息，上传到云平台，保证数据安全，并用北斗定位系统和BIM技术对工程进行精确设计和模拟，减少施工失误和重复施工。并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案，通过手机，报警器等终端把重要信息传递给相关人员，实现工程可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，改善工程质量。

北京天玑智慧工程的目标：

 全生命周期管理。通过实施信息化基础建设和打造标准统一、流程规范、业务量化的工程管控体系，形成全面感知、全面数字、全面互联、全面存储的管理形态，实现从发展规划、项目立项、前期设计、建设实施、竣工验收、移交运营到工程寿命终止的全阶段、全周期管理。

全方位风险预判。通过对工程建设过程中各种风险数据管理和管控模型分析，形成大感知、大传输、大储存、大数据、大计算、大分析的管控体系，实现全方位、全过程风险识别和预控。

全要素智能调控。通过打造工程建设中业主、设计、监理、施工、政府等相关方互联互通，彼此协调，形成枢纽工程安全、质量、进度、投资、环保与物资供应、移民搬迁、电力送出等专业专项智能协同和统一高效的管控体系，实现全专业、全要素智能调控。

二。、BIM与GIS的关系

4D模拟

BIM中的4D模拟应用于施工过程中的冲突检查和提供项目管理的沟通效率;GIS技术除了应用于冲突检测外，以GIS为基础的4D模拟，还可以应用于地理空间环境的物流业务整合。

规划功能

BIM主要应用于室内规划，空间几何信息存储在建筑模型当中。室内空间数据信息可用于空间分析和能源消耗分析;GIS系统主要应用于室外规划，如工地选址，物流服务，紧急疏散设计等，很少用于室内规划。也应用于建筑规划对城市布局的影响和评估。

空间关系

BIM在建筑构件之间的空间关系不是以连结关系的形式存储。几何信息作为建筑构件的属性之一，不同构件几何属性定义不同;GIS系统用来收集、存储、分析、管理和呈现与位置有关的数据，但对于建筑信息职能描述其外观，对于建筑中的属性信息是没有办法描述的。

拓扑结构

BIM中拓扑结构工具不成熟，既不能分析空间关系，也不能应对不同的数据集合;GIS中拓扑结构工具十分成熟，可用来存储和模拟不同行业的空间关系数据。

分析功能

BIM提供便捷的分析功能，例如实体造型、交叉分析、长度测量、面积和体积计算以及数量统计;GIS提供基于向量和栅格的空间分析，可进行覆盖/相交/合并分析、最短路径分析、网络分析、表面积计算和属性分析等。

三维模型

BIM主要用于自动化管理的需要，三维模型的几何与功能属性相关联，建筑构件包含丰富的属性信息。而三维构件的空间关系以分层结构方式保存;GIS是建立有利于空间分析数字原地表模型，属性主要包括地表区域的坡度、长、宽、高、可见性、剪切和填充体积、表面积、地表的3D可视化和其全景视图，此外存储一些与功能关联的基本属性。

坐标体系

BIM采用直角坐标系。数据信息转换时需要世界地理系统或者其他投影系统支持;GIS可以使用任何坐标系统或投影。同时也将数据转换为几个不同的测绘单位通用数据，这是GIS超过BIM的一个很大优势。

本质区别

BIM中新设施在建设时可以与设计的形状、大小、空间关系、属性信息相比较;GIS是城市有关的地形和鲜有建筑分布描述。侧重数据库管理系统(DBMS)功能，在通用的平台上查询、显示空间和属性信息。

因此，若能将所建构好的城市共同管道BIM模型作为现行GIS维运管理平台的基础数据，包括模型的几何属性、数据资源、材料属性、 营运维护的需求与属性，直接通用于CityGML格式， 将能减少大量人力的投入在GIS模型的建构。

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