5 mitos dan 5 realiti integrasi BIM - GIS

Chris Andrews telah menulis artikel berharga pada masa yang menarik, apabila ESRI dan AutoDesk sedang mencari cara untuk membawa kesederhanaan GIS kepada fabrik reka bentuk yang berusaha untuk merealisasikan BIM sebagai standard dalam proses kejuruteraan, seni bina dan pembinaan. Walaupun artikel itu mengambil perspektif kedua-dua syarikat ini, ia adalah sudut pandangan yang menarik, walaupun ia tidak semestinya bertepatan dengan strategi penceramah lain di pasaran seperti Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) dan Imodel.js ( Bentley). Kami tahu bahawa beberapa jawatan sebelum BIM ialah "CAD yang melakukan GIS" atau "GIS yang menyesuaikan diri dengan CAD".

Sejarah kecil ...

Pada tahun 80-an dan 90-an, teknologi CAD dan GIS muncul sebagai alternatif yang kompetitif untuk profesional yang perlu bekerja dengan maklumat spasial, yang diproses terutama melalui kertas. Pada era itu, kecanggihan perisian dan kapasiti perkakasan membatasi skop apa yang dapat dilakukan dengan teknologi bantuan komputer, baik untuk penyusunan dan analisis peta. CAD dan GIS nampaknya bertindih versi alat berkomputer untuk bekerja dengan geometri dan data yang akan menghasilkan dokumentasi kertas.

Memandangkan perisian dan perkakasan telah menjadi lebih maju dan canggih, kami telah melihat pengkhususan semua teknologi di sekeliling kami, termasuk CAD dan GIS, dan laluan kepada aliran kerja digital sepenuhnya (juga dipanggil "didigitalkan"). Teknologi CAD pada mulanya tertumpu pada mengautomasikan tugas daripada lukisan manual. Building Information Modeling (BIM), satu proses untuk mencapai kecekapan yang lebih baik semasa reka bentuk dan pembinaan, secara beransur-ansur menolak alat reka bentuk BIM dan CAD daripada mencipta lukisan dan ke arah model digital pintar aset dunia sebenar. . Model yang dicipta dalam proses reka bentuk BIM moden cukup canggih untuk mensimulasikan pembinaan, mencari kecacatan pada awal reka bentuk dan menjana anggaran yang sangat tepat—contohnya untuk pematuhan bajet pada projek yang berubah secara dinamik.

GIS juga membezakan dan memperdalam keupayaannya dari masa ke masa. Sekarang, GIS boleh mengendalikan beribu-ribu juta peristiwa-peristiwa dari sensor tinggal penggambaran dari petabyte model 3D, dan imej untuk pelayar atau telefon bimbit, dan analisis ramalan, kompleks, dan menjadi buruk pada berbilang nod pemprosesan bertaburan di awan Peta, yang bermula sebagai alat analisis di atas kertas, telah diubah menjadi papan pemuka atau portal komunikasi untuk mensintesis analisis rumit dalam cara yang mudah difahami manusia.

Bagi merealisasikan potensi penuh aliran kerja bersepadu antara BIM dan GIS, domain kritikal seperti Bandar Pintar dan Didigitkan Kejuruteraan, kita perlu mengkaji bagaimana dua dunia ini boleh melampaui kecekapan industri dan bergerak ke arah aliran kerja lengkap didigitalkan, yang akan membolehkan kita melepaskan dari proses kertas selama seratus tahun yang lalu.

Mitos: BIM adalah untuk ...

Dalam komuniti GIS, salah satu perkara yang biasa saya lihat dan dengar adalah definisi BIM berdasarkan pemahaman luaran dunia BIM. Saya sering mendengar bahawa BIM adalah untuk pentadbiran, visualisasi, pemodelan 3D atau bahawa ia hanya untuk bangunan, contohnya. Malangnya, tidak satu pun dari ini yang sebenarnya digunakan oleh BIM, walaupun ia boleh memanjangkan atau membolehkan beberapa kemampuan atau fungsi ini.

Pada dasarnya, BIM adalah proses untuk menjimatkan masa dan wang, dan mencapai hasil yang sangat dipercayai semasa proses reka bentuk dan pembinaan. Model 3D yang dihasilkan semasa proses reka bentuk BIM adalah hasil sampingan dari keperluan untuk mengkoordinasikan reka bentuk tertentu, menangkap struktur sebagaimana adanya, untuk menilai kos pembongkaran, atau memberikan catatan perubahan sah atau kontrak pada aset fizikal. . Visualisasi dapat menjadi bagian dari proses, kerana membantu manusia memahami dinamika, ciri, dan estetika reka bentuk yang dicadangkan.

Seperti yang saya pelajari lama di Autodesk, huruf 'B' dalam BIM bermaksud 'Build, kata kerja' bukan 'Building, kata nama'. Autodesk, Bentley, dan vendor lain telah bekerjasama dengan industri untuk memasukkan konsep proses BIM, dalam domain seperti kereta api, jalan raya dan lebuh raya, utiliti, dan telekomunikasi. Mana-mana agensi atau organisasi, yang mengurus dan membina aset fizikal tetap, mempunyai kepentingan untuk memastikan kontraktor reka bentuk dan kejuruteraan mereka menggunakan proses BIM.

Data BIM berpotensi digunakan dalam aliran kerja operasi untuk pengurusan aset. Ini telah diperhatikan, misalnya, dalam yang baru Piawaian ISO untuk BIM, yang telah diberitahu, oleh proses standardisasi norma UK, yang dibuat dalam 10 tahun terakhir. Walaupun cadangan baru ini menumpukan pada penggunaan data BIM, dalam keseluruhan kitaran hidup aset, masih jelas bahawa penjimatan kos pembinaan, seperti yang dinyatakan dalam artikel, adalah pemacu utama untuk pemakaian BIM.

Apabila dilihat sebagai proses, mengintegrasikan teknologi GIS dengan BIM menjadi jauh lebih kompleks daripada hanya membaca grafik dan atribut dari model 3D dan memaparkannya dalam GIS. Untuk benar-benar memahami bagaimana maklumat dapat digunakan dalam BIM dan GIS, kita sering mendapati bahawa kita harus mentakrifkan semula konsep bangunan atau jalan raya kita, dan memahami bagaimana pelanggan perlu menggunakan pelbagai data projek dalam konteks geospasial. Kami juga mendapati bahawa memberi tumpuan kepada model kadang-kadang bererti bahawa kami telah mengabaikan aliran kerja yang lebih sederhana dan asas yang penting untuk keseluruhan proses, seperti menggunakan data yang dikumpulkan di lapangan dengan tepat di tapak pembinaan, untuk menghubungkan lokasi dengan data model untuk pemeriksaan, inventori dan tinjauan.

Akhirnya, kami hanya akan mencapai pemahaman dan hasil yang sama jika kami "melepasi jurang" untuk bekerja dalam pasukan gabungan yang boleh membawa kepelbagaian kepada penyelesaian masalah. Itulah sebabnya kami bekerjasama dengan Autodesk dan rakan kongsi lain dalam ruang ini.
Perkongsian antara Esri dan Autodesk, yang diumumkan buat kali pertama di 2017, merupakan satu langkah yang baik untuk menggabungkan pasukan multidisiplin untuk menangani beberapa isu integrasi BIM-GIS.

Mitos: BIM secara automatik menyediakan ciri GIS

Salah satu konsep paling sukar untuk menyampaikan kepada pengguna bukan pakar dalam BIM-GIS, adalah bahawa walaupun model BIM yang kelihatan betul-betul seperti jambatan atau bangunan tidak semestinya mempunyai ciri-ciri yang membentuk definisi sesuatu bangunan atau jambatan untuk tujuan pemetaan atau analisis geospatial.
Di Esri, kami sedang mengusahakan pengalaman baru untuk navigasi dalam bangunan dan pengurusan sumber, seperti ArcGIS Indoors. Ramai pengguna menjangkakan bahawa dengan kerja kami dengan data Autodesk Revit, kami dapat secara automatik mengekstrak geometri biasa seperti bilik, ruang, denah lantai, jejak bangunan, dan struktur bangunan. Lebih baik lagi, kita dapat mengekstrak jala navigasi untuk melihat bagaimana manusia melintasi struktur.

Semua geometri ini akan sangat berguna untuk aplikasi GIS dan aliran kerja pengurusan aset. Namun, tidak ada geometri ini yang diperlukan untuk membina bangunan dan umumnya tidak wujud dalam model Revit.
Kami sedang meneliti teknologi untuk menghitung geometri ini, tetapi ada yang menawarkan cabaran dan aliran aliran kerja yang kompleks yang telah membantutkan industri ini selama bertahun-tahun. Apakah kalis air? Apakah bungkus susut bangunan? Adakah ia merangkumi asas? Bagaimana dengan balkoni? Apakah jejak bangunan? Adakah ia merangkumi overhang? Atau adakah hanya persimpangan struktur dengan tanah?

Untuk memastikan bahawa model BIM mengandungi fungsi yang diperlukan untuk aliran kerja GIS, pengendali pemilik perlu menentukan spesifikasi untuk maklumat tersebut sebelum reka bentuk dan pembinaan dimulakan. Sama seperti aliran kerja penukaran CAD-GIS klasik, di mana data CAD disahkan sebelum ditukarkan ke GIS, proses BIM dan data yang dihasilkan mesti menentukan dan memasukkan ciri-ciri yang akan digunakan semasa pengurusan kitaran hidup struktur, jika itu adalah objektif untuk mewujudkan data BIM.

Terdapat organisasi di seluruh dunia, biasanya pemerintah dan pengendali kampus terkawal atau sistem aset, yang mulai mengharuskan ciri dan atribut kitaran hidup disertakan dalam kandungan BIM. Di AS, Pentadbiran Perkhidmatan Kerajaan mendorong pembinaan baru melalui keperluan BIM dan agensi seperti Pentadbiran Veteran telah berusaha keras untuk memperincikan elemen BIM, seperti bilik dan ruang, yang akan berguna dalam pengurusan kemudahan setelah bangunan dibina. Kami mendapati lapangan terbang, seperti Denver, Houston, dan Nashville, mempunyai kawalan ketat terhadap data BIM mereka dan selalunya mempunyai data yang sangat konsisten. Saya telah melihat beberapa ceramah hebat dari SNCF AREP yang membina program BIM yang lengkap untuk stesen keretapi, berdasarkan konsep bahawa data BIM akan digunakan dalam operasi dan aliran kerja pengurusan aset. Saya berharap dapat melihat lebih banyak perkara ini pada masa akan datang.

Data yang dikongsi dengan kami dari Lapangan Terbang Antarabangsa George HW Bush Houston (ditunjukkan di sini di Web AppBuilder) menunjukkan bahawa jika data BIM diseragamkan, biasanya melalui alat pengesahan lukisan, maka data tersebut dapat dimasukkan secara sistematik ke dalam GIS. . Biasanya kita melihat maklumat pembinaan dalam model BIM sebelum melihat maklumat berkaitan FM

Mitos: terdapat format fail yang dapat memberikan integrasi BIM-GIS

Dalam aliran kerja integrasi perniagaan klasik, satu jadual atau format dapat dipetakan ke tabel atau format lain, untuk memungkinkan pengiriman maklumat antara teknologi yang berbeza. Kerana pelbagai sebab, corak ini semakin tidak mencukupi untuk menangani keperluan ^tAliran maklumat abad 21:

• Maklumat yang disimpan dalam fail sukar dihantar
• Peruntukan data melalui domain kompleks mempunyai kerugian
• Peruntukan data menunjukkan duplikasi kandungan tidak lengkap dalam sistem
• Pemetaan data seringkali satu arah
• Teknologi, pengumpulan data dan aliran kerja pengguna berubah begitu pesat sehingga dijamin bahawa antara muka hari ini akan kurang daripada apa yang diperlukan pada hari esok

Untuk mencapai digitalisasi yang sebenar, perwakilan digital aset haruslah dapat diakses dengan cepat dalam persekitaran yang diedarkan, yang boleh dimodenkan dan dikemas kini untuk menyesuaikan diri dengan pertanyaan, analisis dan pemeriksaan yang lebih rumit dari semasa ke semasa dan sepanjang proses. hayat berguna aset tersebut.

Satu model data tidak dapat merangkumi semua yang dapat diintegrasikan ke dalam BIM dan GIS di seluruh industri dan keperluan pelanggan yang sangat beragam, jadi tidak ada satu format yang dapat menangkap keseluruhan proses ini dengan cara yang boleh diakses dengan cepat dan bersifat dua arah. Saya menjangkakan teknologi integrasi akan terus matang dari masa ke masa, kerana BIM menjadi lebih kaya dengan kandungan dan ada keperluan untuk menggunakan data BIM dalam konteks GIS untuk pengurusan aset kitaran hidup, ia akan menjadi lebih kritikal. untuk tempat tinggal manusia yang lestari.

Matlamat integrasi BIM-GIS adalah untuk membolehkan aliran kerja membuat dan mengurus aset. Tidak ada pemindahan yang jelas dan jelas antara kedua aliran kerja ini.

Mitos: Anda tidak boleh menggunakan kandungan BIM secara langsung dalam GIS

Berbeza dengan perbincangan mengenai cara mencari ciri GIS dalam data BIM, kita sering mendengar bahawa tidak wajar atau tidak mungkin menggunakan langsung kandungan BIM dalam GIS dengan alasan mulai dari kerumitan semantik, kepadatan aset, hingga skala aset. Perbincangan mengenai integrasi BIM-GIS umumnya diarahkan pada format fail dan aliran kerja Ekstrak, Transformasi, dan Beban (ETL).

Sebenarnya, kami sudah secara langsung menggunakan kandungan BIM dalam GIS. Musim panas lalu, kami memperkenalkan kemampuan untuk membaca fail Revit secara langsung di ArcGIS Pro. Pada ketika itu, model tersebut dapat berinteraksi dengan ArcGIS Pro seolah-olah terdiri daripada ciri-ciri GIS dan kemudian diubah menjadi format GIS standard lain dengan usaha manual, jika dikehendaki. Dengan ArcGIS Pro 2.3, kami melepaskan kemampuan untuk menerbitkan jenis lapisan baru, satu lapisan adegan pembinaan , yang memungkinkan pengguna merangkumi semantik, geometri, dan perincian atribut model Revit dalam format yang sangat berskala yang dibuat untuk pengalaman GIS. Lapisan pemandangan bangunan, yang akan dijelaskan dalam spesifikasi I3S terbuka, terasa seperti model Revit kepada pengguna dan memungkinkan interaksi menggunakan alat dan praktik GIS standard.

Saya sangat tertarik untuk mengetahui bahawa kerana adanya lebar jalur yang lebih banyak, penyimpanan yang lebih murah, dan pemprosesan yang lebih murah, kami beralih dari 'ETL' ke 'ELT' atau aliran kerja. Dalam model ini, data pada dasarnya diunggah ke sistem yang memerlukannya dalam bentuk aslinya dan kemudian dapat diakses untuk diterjemahkan ke sistem jauh atau gudang data di mana analisis akan dilakukan. Ini mengurangkan kebergantungan pada pemprosesan sumber, dan mengekalkan kandungan asli untuk transformasi yang lebih baik atau lebih dalam ketika teknologi bertambah baik. Kami sedang mengusahakan ELT di Esri dan nampaknya kami telah menyentuh nilai teras perubahan ini ketika saya merujuk kepada 'membuang E dan T dari ETL' pada persidangan tahun lalu. ELT membuat perbualan berubah secara radikal dari senario di mana pengguna mesti selalu dihubungkan di luar pengalaman GIS untuk mencari atau menanyakan model secara keseluruhan. Semasa memuatkan data secara langsung ke dalam corak ELT,

Mitos: GIS adalah repositori yang sempurna untuk maklumat BIM

Saya mempunyai dua perkataan: "rekod undang-undang". Dokumentasi BIM selalunya merupakan rekod undang-undang keputusan perniagaan dan maklumat pematuhan, direkodkan untuk analisis kecacatan pembinaan dan tindakan undang-undang, penilaian cukai dan kod, dan sebagai bukti penghantaran. Dalam kebanyakan kes, arkitek dan jurutera mesti mengecap atau memperakui bahawa kerja mereka adalah sah dan memenuhi keperluan kepakaran mereka serta undang-undang atau kod yang berkenaan.

Pada suatu ketika, dapat dibayangkan bahawa GIS dapat menjadi sistem catatan untuk model BIM, tetapi pada saat ini, saya rasa ini masih bertahun-tahun atau puluhan tahun lagi, berlabuh oleh sistem perundangan yang masih merupakan proses proses versi berkomputer. Kami mencari aliran kerja, untuk menghubungkan aset dalam GIS ke aset di repositori BIM, supaya pelanggan dapat memanfaatkan kawalan versi dan dokumentasi yang diperlukan di dunia BIM bersama dengan kemampuan peta, untuk meletakkan maklumat aset dalam konteks geospatial yang kaya untuk analisis dan pemahaman dan komunikasi.

Sama seperti bahagian "ciri GIS" dalam perbincangan, penyepaduan maklumat merentas repositori BIM dan GIS akan banyak dibantu oleh model maklumat piawai dalam GIS dan BIM, yang membolehkan aplikasi memautkan maklumat dengan pasti antara kedua-dua domain. Itu tidak bermakna bahawa akan ada satu model maklumat, untuk menangkap kedua-dua maklumat GIS dan BIM. Terdapat terlalu banyak perbezaan dalam cara data harus digunakan. Tetapi kita perlu memastikan bahawa kita membina teknologi dan piawaian yang fleksibel, yang boleh menampung penggunaan maklumat pada kedua-dua platform dengan kesetiaan tinggi dan pemeliharaan kandungan maklumat.

University of Kentucky adalah salah satu pelanggan pertama yang memberi kami akses ke kandungan Revit mereka. UKy menggunakan pengesahan lukisan yang ketat untuk memastikan data yang betul ada dalam data BIM untuk menyokong O&M kitaran hidup penuh.

Ringkasan

Perubahan dalam keupayaan perkakasan dan perisian, dan beralih ke masyarakat yang didigitalkan dan didorong oleh data, menciptakan peluang untuk mengintegrasikan pelbagai teknologi dan domain yang tidak pernah ada sebelumnya. Penyatuan data dan aliran kerja melalui GIS dan BIM, memungkinkan kita mencapai kecekapan, kelestarian dan kebiasaan yang lebih tinggi di bandar, kampus dan tempat kerja yang mengelilingi kita.

Untuk memanfaatkan kemajuan teknologi, kita perlu mewujudkan pasukan bersepadu dan perkongsian untuk mencadangkan penyelesaian kepada masalah kompleks yang mempengaruhi keseluruhan sistem, bukan diskret, aliran kerja statik. Kita juga mesti beralih kepada corak teknologi baharu, yang boleh menangani isu penyepaduan dengan lebih mantap dan fleksibel. Corak integrasi GIS dan BIM yang kita pakai hari ini mestilah "kalis masa hadapan" supaya kita boleh bekerjasama ke arah masa depan yang lebih mampan.