5 mitów i 5 realiów integracji BIM - GIS

Chris Andrews napisał cenny artykuł w interesującym czasie, kiedy ESRI i AutoDesk szukają sposobów na wprowadzenie prostoty GIS do struktury projektowej, która dąży do urzeczywistnienia BIM jako standardu w procesach inżynieryjnych, architektonicznych i konstrukcyjnych. Choć artykuł przyjmuje punkt widzenia tych dwóch firm, jest to ciekawy punkt widzenia, choć niekoniecznie pokrywa się ze strategiami innych głośników na rynku, takich jak Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) czy Imodel. js (Bentley). Wiemy, że niektóre stanowiska przed BIM to „CAD, który obsługuje GIS” lub „GIS, który dostosowuje się do CAD”.

Trochę historii ...

W latach 80. i 90. technologie CAD i GIS pojawiły się jako konkurencyjne alternatywy dla profesjonalistów, którzy musieli pracować z informacjami przestrzennymi, przetwarzanymi głównie na papierze. W tamtych czasach wyrafinowanie oprogramowania i możliwości sprzętu ograniczyły zakres tego, co można było zrobić z technologią wspomaganą komputerowo, zarówno w zakresie tworzenia, jak i analizy map. Wydaje się, że programy CAD i GIS nakładają się na siebie wersjami skomputeryzowanych narzędzi do pracy z geometriami i danymi, które pozwoliłyby uzyskać dokumentację papierową.

Ponieważ oprogramowanie i sprzęt stały się bardziej zaawansowane i wyrafinowane, dostrzegliśmy specjalizację wszystkich otaczających nas technologii, w tym CAD i GIS, oraz ścieżkę do w pełni cyfrowych (zwanych również „cyfrowymi”) przepływów pracy. Technologia CAD początkowo koncentrowała się na automatyzacji zadań od ręcznego rysowania. Modelowanie informacji o budynku (BIM), proces osiągania lepszej wydajności podczas projektowania i budowy, stopniowo odsunął narzędzia projektowe BIM i CAD od tworzenia rysunków w kierunku inteligentnych cyfrowych modeli rzeczywistych zasobów. Modele tworzone w nowoczesnych procesach projektowania BIM są wystarczająco wyrafinowane, aby symulować konstrukcję, znajdować defekty na wczesnym etapie projektowania i generować bardzo dokładne szacunki — na przykład w celu zapewnienia zgodności z budżetem w przypadku dynamicznie zmieniających się projektów.

GIS również z czasem różnicował i pogłębiał swoje możliwości. Teraz GIS może obsłużyć tysiące milionów zdarzeń z czujników żyją wizualizacje z petabajtów modeli 3D i obrazów do przeglądarki lub telefonu komórkowego i analiz predykcyjnych, złożonym i eskalacji na wielu węzłach rozproszone przetwarzanie w chmura Mapa, która rozpoczęła się jako narzędzie analityczne na papierze, została przekształcona w pulpit nawigacyjny lub portal komunikacyjny do syntezy złożonych analiz w sposób możliwy do interpretacji przez człowieka.

Aby w pełni wykorzystać potencjał zintegrowanych przepływów pracy pomiędzy BIM i GIS, krytyczne domen takich jak inteligentne miasta i cyfrowych Engineering, musimy zbadać, w jaki sposób te dwa światy mogą wykraczać poza zakres kompetencji przemysłu i przesunąć w kierunku przepływu pracy kompletny, zdigitalizowany, co pozwoli nam odłączyć się od papierowych procesów ostatnich stu lat.

Mit: BIM jest dla ...

W społeczności GIS jedną z najczęstszych rzeczy, które widzę i słyszę, są definicje BIM oparte na zewnętrznym zrozumieniu świata BIM. Często słyszę, że BIM służy do administrowania, wizualizacji, modelowania 3D lub na przykład do budynków. Niestety, żadna z nich nie jest naprawdę tym, do czego służy BIM, chociaż może rozszerzyć lub umożliwić niektóre z tych funkcji lub funkcji.

Zasadniczo BIM to proces pozwalający zaoszczędzić czas i pieniądze oraz osiągnąć wysoce wiarygodne wyniki podczas procesu projektowania i budowy. Model 3D generowany podczas procesów projektowania BIM jest produktem ubocznym potrzeby skoordynowania konkretnego projektu, uchwycenia konstrukcji w takiej postaci, w jakiej jest, oszacowania kosztów rozbiórki lub zapewnienia prawnego lub umownego zapisu zmian w aktywach fizycznych. . Wizualizacja może być częścią procesu, ponieważ pomaga ludziom zrozumieć dynamikę, cechy i estetykę proponowanego projektu.

Jak dowiedziałem się dawno temu w Autodesk, „B” w BIM oznacza „Buduj, czasownik”, a nie „Budowanie, rzeczownik”. Autodesk, Bentley i inni dostawcy współpracowali z przemysłem nad wprowadzeniem koncepcji procesu BIM w takich dziedzinach, jak koleje, autostrady i autostrady, usługi komunalne i telekomunikacja. Każda agencja lub organizacja, zarządzająca i budująca trwałe środki trwałe, ma żywotny interes w zapewnieniu, że ich wykonawcy projektujący i inżynieryjni używają procesów BIM.

Dane BIM mogą być potencjalnie wykorzystywane w operacyjnych przepływach pracy do zarządzania zasobami. Zostało to naprawione na przykład w nowym Normy ISO dla BIM, o których poinformowano w brytyjskim procesie normalizacji norm, ustanowionym w ciągu ostatnich 10 lat. Mimo że te nowe propozycje koncentrują się na wykorzystaniu danych BIM, przez cały cykl życia zasobu, nadal jest jasne, że oszczędności w kosztach budowy, jak stwierdzono w artykule, są głównym motorem przyjęcie BIM.

Z punktu widzenia procesu integracja technologii GIS z BIM staje się znacznie bardziej złożona niż zwykłe odczytywanie grafiki i atrybutów z modelu 3D i wyświetlanie ich w GIS. Aby naprawdę zrozumieć, jak można wykorzystać informacje w BIM i GIS, często okazuje się, że musimy przedefiniować naszą koncepcję budynku lub drogi i zrozumieć, w jaki sposób klienci muszą korzystać z szerokiego zakresu danych projektowych w kontekście geoprzestrzennym. Okazało się również, że skupienie się na modelu czasami oznacza, że ​​przeoczyliśmy prostsze, bardziej podstawowe przepływy pracy, które są niezbędne dla całego procesu, takie jak dokładne wykorzystanie danych zebranych w terenie na placu budowy, połączyć lokalizację z danymi modelu w celu przeprowadzenia inspekcji, inwentaryzacji i przeglądu.

Ostatecznie osiągniemy wspólne zrozumienie i wyniki tylko wtedy, gdy „przekroczymy lukę”, aby pracować w połączonych zespołach, które mogą zapewnić różnorodność w rozwiązywaniu problemów. Dlatego współpracujemy z Autodesk i innymi partnerami w tej dziedzinie.
Współpraca pomiędzy Esri i Autodesk, zapowiedziana po raz pierwszy w 2017, była wspaniałym krokiem do połączenia multidyscyplinarnego zespołu, który zajmuje się niektórymi problemami z integracją BIM-GIS.

Mit: BIM automatycznie zapewnia funkcje GIS

Jednym z najtrudniejszych pojęć przekazać użytkownikowi bez specjalistycznej w BIM-GIS, jest to, że choć model BIM wygląda dokładnie jak most lub budynku nie musi posiadać cechy, które składają się na definicję budynku lub mostu dla celów kartograficznych lub analizy geoprzestrzennej.
W Esri pracujemy nad nowymi środowiskami nawigacji w budynkach i zarządzaniu zasobami, takimi jak ArcGIS Indoors. Wielu użytkowników spodziewało się, że dzięki naszej pracy z danymi Autodesk Revit moglibyśmy automatycznie wyodrębnić typowe geometrie, takie jak pokoje, przestrzenie, rzuty pięter, obrys budynku i strukturę budynku. Co więcej, moglibyśmy wyodrębnić siatkę nawigacyjną, aby zobaczyć, jak człowiek przemierzyłby strukturę.

Wszystkie te geometrie byłyby bardzo przydatne w aplikacjach GIS i przepływach pracy związanych z zarządzaniem zasobami. Jednak żadna z tych geometrii nie jest wymagana do skonstruowania budynku i generalnie nie istnieje w modelu programu Revit.
Badamy technologie obliczania tych geometrii, ale niektóre oferują złożone badania i wyzwania związane z przepływem pracy, które od lat nękają branżę. Co to jest wodoodporność? Co to jest folia termokurczliwa budowlana? Czy obejmuje fundament? A co z balkonami? Jaki jest ślad budynku? Czy obejmuje nawisy? A może to tylko przecięcie konstrukcji z ziemią?

Aby zapewnić, że modele BIM zawierają funkcjonalność wymaganą dla przepływów pracy GIS, właściciele operatorzy będą musieli zdefiniować specyfikacje dla tych informacji przed rozpoczęciem projektowania i budowy. Podobnie jak w przypadku klasycznych przepływów pracy konwersji CAD-GIS, w których dane CAD są sprawdzane przed ich konwersją do GIS, proces BIM i uzyskane dane muszą określać i zawierać cechy, które będą używane podczas zarządzanie cyklem życia konstrukcji, jeśli jest to celem tworzenia danych BIM.

Istnieją organizacje na całym świecie, zazwyczaj rządy i operatorzy kontrolowanych kampusów lub systemów aktywów, które zaczęły wymagać, aby cechy i atrybuty cyklu życia były zawarte w treści BIM. W Stanach Zjednoczonych administracja usług rządowych przepycha nowe konstrukcje przez wymagania BIM, a agencje, takie jak Veterans Administration, dołożyły wszelkich starań, aby wyszczególnić elementy BIM, takie jak pokoje i przestrzenie, które będą przydatne w zarządzanie obiektami po wybudowaniu budynku. Odkryliśmy, że lotniska, takie jak Denver, Houston i Nashville, ściśle kontrolują swoje dane BIM i często mają bardzo spójne dane. Widziałem kilka świetnych rozmów ze strony SNCF AREP, która stworzyła kompletny program BIM dla stacji kolejowych, oparty na koncepcji, że dane BIM będą wykorzystywane w operacjach i przepływach pracy związanych z zarządzaniem zasobami. Mam nadzieję, że w przyszłości zobaczę więcej takich informacji.

Dane udostępnione nam z międzynarodowego lotniska George HW Bush Houston (pokazane tutaj na Web AppBuilder) pokazują, że jeśli dane BIM są ustandaryzowane, zwykle za pomocą narzędzi do walidacji rysunków, można je systematycznie włączać do GIS. . Zwykle informacje konstrukcyjne widzimy w modelach BIM przed wyświetleniem informacji związanych z FM

Mit: istnieje format pliku, który może zapewnić integrację BIM-GIS

W klasycznych przepływach pracy integracji biznesowej jedna tabela lub format można odwzorować na inną tabelę lub format, aby niezawodnie umożliwić przesyłanie informacji między różnymi technologiami. Z różnych powodów ten wzór jest coraz bardziej nieadekwatny do potrzeb ^tPrzepływy informacji z 21 wieku:

• Informacje przechowywane w plikach są trudne do przesłania
• Alokacja danych przez złożone domeny ma straty
• Alokacja danych oznacza niepełne powielenie treści w systemach
• Mapowanie danych jest często jednokierunkowe
• Technologia, zbieranie danych i przepływy pracy użytkowników zmieniają się tak szybko, że gwarantuje się, że dzisiejsze interfejsy będą mniejsze niż to, które jutro będzie wymagać

Aby osiągnąć prawdziwą cyfryzację, cyfrowa reprezentacja zasobu musi być szybko dostępna w rozproszonym środowisku, które można zmodernizować i zaktualizować w celu dostosowania do bardziej złożonych zapytań, analiz i kontroli w czasie i podczas całego procesu. przydatny okres użytkowania zasobu.

Jeden model danych nie może obejmować wszystkiego, co można by zintegrować z BIM i GIS w bardzo zróżnicowanych branżach i potrzebach klientów, więc nie ma jednego formatu, który mógłby uchwycić całość tego procesu w sposób, który jest szybko dostępny i jest dwukierunkowy. Mam nadzieję, że technologie integracyjne będą z czasem dojrzewać, ponieważ BIM stanie się bardziej bogaty w treść i będzie potrzeba wykorzystania danych BIM w kontekście GIS do zarządzania zasobami w całym cyklu życia, stanie się bardziej krytyczny. dla zrównoważonego zamieszkania ludzi.

Celem integracji BIM-GIS jest umożliwienie przepływów pracy tworzenia zasobów i zarządzania nimi. Nie ma dyskretnych, dobrze zdefiniowanych transferów między tymi dwoma przepływami pracy.

Mit: Nie możesz bezpośrednio używać treści BIM w GIS

W przeciwieństwie do dyskusji o tym, jak znaleźć cechy GIS w danych BIM, często słyszymy, że bezpośrednie wykorzystanie treści BIM w GIS nie jest ani rozsądne, ani możliwe z powodów takich jak złożoność semantyczna, gęstość aktywów, skala aktywów. Dyskusja na temat integracji BIM-GIS jest ogólnie ukierunkowana na formaty plików oraz przepływy pracy Extract, Transform and Load (ETL).

W rzeczywistości już bezpośrednio korzystamy z treści BIM w GIS. Zeszłego lata wprowadziliśmy możliwość bezpośredniego odczytu pliku Revit w ArcGIS Pro. W tym momencie model mógł wchodzić w interakcję z ArcGIS Pro tak, jakby składał się z funkcji GIS, a następnie ręcznie przekształcać go do innych standardowych formatów GIS, jeśli jest pożądany. Wraz z ArcGIS Pro 2.3 udostępniamy możliwość publikowania nowego typu warstwy, warstwa sceny budowlanej , który umożliwia użytkownikowi hermetyzację semantyki, geometrii i szczegółów atrybutów modelu Revit w wysoce skalowalnym formacie stworzonym dla środowisk GIS. Warstwa sceny budowlanej, która zostanie opisana w otwartej specyfikacji I3S, jest dla użytkownika jak model Revit i umożliwia interakcję przy użyciu standardowych narzędzi i praktyk GIS.

Byłem zafascynowany odkryciem, że ze względu na dostępność większej przepustowości, tańszą pamięć masową i tańsze przetwarzanie przechodzimy od „ETL” do „ELT” lub przepływów pracy. W tym modelu dane są zasadniczo przesyłane do dowolnego systemu, który potrzebuje ich w swojej natywnej formie, a następnie można uzyskać do nich dostęp w celu przetłumaczenia do systemu zdalnego lub hurtowni danych, gdzie zostanie przeprowadzona analiza. Zmniejsza to zależność od przetwarzania źródła i zachowuje oryginalną zawartość dla lepszej lub głębszej transformacji w miarę ulepszania technologii. Pracujemy nad ELT w Esri i wygląda na to, że osiągnęliśmy podstawową wartość tej zmiany, gdy wspomniałem o „usunięciu E i T z ETL” na konferencji w zeszłym roku. ELT sprawia, że ​​rozmowa radykalnie zmienia się ze scenariusza, w którym użytkownik musi zawsze być połączony poza doświadczeniem GIS, aby przeszukiwać lub przesyłać zapytania do modelu w całości. Podczas bezpośredniego ładowania danych do wzorca ELT,

Myth: GIS jest idealnym repozytorium dla informacji BIM

Mam dwa słowa: „rejestr prawny”. Dokumentacja BIM jest często zapisem prawnym decyzji biznesowych i informacji o zgodności, zarejestrowanym w celu analizy wad konstrukcyjnych i procesów sądowych, oceny podatkowej i kodeksowej oraz jako dowód dostawy. W wielu przypadkach architekci i inżynierowie muszą opieczętować lub poświadczyć, że ich praca jest ważna i spełnia wymagania ich specjalizacji oraz obowiązujące przepisy i kodeksy.

W pewnym momencie można sobie wyobrazić, że GIS mógłby być systemem zapisu modeli BIM, ale w tym momencie myślę, że minęły lata lub dekady, zakotwiczone w systemach prawnych, które są nadal skomputeryzowanymi wersjami procesów papierowych. Szukamy przepływów pracy, aby połączyć zasoby w GIS z zasobami w repozytoriach BIM, aby klienci mogli skorzystać z kontroli wersji i dokumentacji potrzebnej w świecie BIM, a także z możliwości mapy, aby umieścić informacje o zasobach w bogaty kontekst geoprzestrzenny do analizy, zrozumienia i komunikacji.

Podobnie jak w przypadku części dyskusji „Funkcje GIS”, integracja informacji między repozytoriami BIM i GIS będzie znacznie wspomagana przez standaryzowane modele informacji w GIS i BIM, które umożliwiają aplikacjom niezawodne łączenie informacji między dwiema domenami. Nie oznacza to, że będzie istniał jeden model informacji, który przechwyci zarówno informacje GIS, jak i BIM. Istnieje zbyt wiele różnic w sposobie wykorzystania danych. Ale musimy upewnić się, że budujemy elastyczną technologię i standardy, które mogą dostosować wykorzystanie danych na obu platformach z zachowaniem wysokiej wierności i zachowania zawartości danych.

University of Kentucky był jednym z pierwszych klientów, którzy udostępnili nam swoją zawartość Revit. UKy stosuje rygorystyczną walidację rysunków, aby upewnić się, że w danych BIM znajdują się prawidłowe dane, aby zapewnić obsługę techniczną i konserwację w całym cyklu życia.

streszczenie

Zmiany w wydajności sprzętu i oprogramowania oraz przejście do cyfrowego społeczeństwa opartego na danych stwarzają możliwości integracji różnych technologii i dziedzin, które nigdy wcześniej nie istniały. Integracja danych i przepływów pracy za pośrednictwem GIS i BIM pozwala nam osiągnąć większą wydajność, zrównoważony rozwój i możliwość zamieszkania w otaczających nas miastach, kampusach i miejscach pracy.

Aby wykorzystać postęp technologiczny, musimy tworzyć zintegrowane zespoły i partnerstwa, które proponują rozwiązania złożonych problemów, które dotyczą całych systemów, a nie dyskretnych, statycznych przepływów pracy. Musimy również zasadniczo przejść do nowych wzorców technologii, które mogą bardziej solidnie i elastycznie rozwiązywać problemy integracji. Wzorce integracji GIS i BIM, które przyjmujemy dzisiaj, muszą być „przygotowane na przyszłość”, abyśmy mogli wspólnie pracować na rzecz bardziej zrównoważonej przyszłości.