基于BIM及GIS技術的水利工程管理三維建模探討

汪 慧

萬博科技職業學院（230031）

BIM技術即建筑信息模型的英文簡稱，BIM技術是一種應用于建筑工程設計、建筑建造、建筑管理的數據化工具，通過對建筑信息進行數據化、信息化地處理，建立虛擬的建筑工程三維模型，使得項目在策劃、運行以及維護過程中的信息可以得到及時的共享和傳遞，從而起到提高工作效率、節約工作成本以及縮短工程工期的作用。GIS技術即地理信息系統的英文簡稱，GIS技術是一種借助計算機，對空間信息進行分析及處理，對數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示以及描述的技術系統。BIM技術以及GIS技術結合對水利工程進行三維建模，以提高水利工程的管理工作，是信息技術在建筑行業應用發展的必然結果。水利工程由于其施工工程量大，技術工種以及施工強度較高，再加上環境的干擾，因此，對水利工程進行管理工作需要反復比較論證，BIM技術以及GIS技術具有采集、處理以及展示建筑物微觀信息數據的功能，為水利工程的精細化管理奠定了堅實的基礎。BIM技術以及GIS技術整合已經逐漸成為了建筑行業的焦點，利用BIM以及GIS技術進行三維建模，可以獲得建筑的詳細空間信息，能夠對于方案決策階段提供完整、可追溯的電子或全息模型，對于不合理階段的工程也可以及時進行修改，節約了建筑成本，避免了資源的浪費，有效的提高了水利工程管理工作的信息化以及精細化程度[1]。

如今，將BIM技術與GIS技術整合應用已經成為了我國建設行業以及工程行業關注的重點問題，在我國建設類型工程進行時，從設計到施工階段產生的大量信息，以及建設方面的空間信息，都需要BIM技術對施工隊伍進行相應的指導以及輔助，這些信息整合在一起集成為了完整的BIM技術信息，GIS技術主要研究如何對于工程進行三維建模，以獲得建設工程的具體信息以及具體數據，將BIM技術與GIS技術相結合，應用于水利工程管理工作的三維建模之中，可以將水利工程的宏觀以及微觀信息進行詳細集成與分析，從而對水利工程進行有效、精細地建模，將水利工程中的BIM微觀數據與GIS宏觀數據進行融合，并將融合后的數據應用于水利工程的建設、運行以及維護工作之中，可以為工程建設提供完整的信息，對工程建設過程進行實時實施監管，及時修改不合理的施工方式，防止出現返工情況，節約成本，避免造成不必要的資源浪費。

1 基于BIM技術的水利工程三維建模

水利工程是一項復雜的綜合型系統工程，水利工程的準確實施需要了解完整的工程數據以及水利工程周圍的地理信息數據，為水利工程的管理工作提供準確、詳細以及完善的基礎信息。水利工程的基礎數據包括泄洪道、攔河壩以及電站廠等不同的單體化數據，BIM技術可以將水利工程的每個單體化數據都通過三維建模技術將單體化數據具像化為實體的點、線、面，對點、線、面三種不同類型的數據進行標記組合后與地理坐標進行相互融合，以CAD底圖為數據基礎，在Autodesk Revit中進行BIM三維模型制作，BIM建模技術的核心特征是模型參數化設計，對于水利工程的不同構件都可以在Revit中進行選擇，各種大小尺寸不同的構件都可以在載入族中選擇滿足形狀的構建族，設置相關參數后進行保存可以反復使用。BIM的三維建模過程提高了三維模型的精度，為了保證三維模型的精確還原，防止各結構元素間出現碰撞現象，需要將利用BIM技術構建好的三維模型以NWC的格式導入到Autodesk Navisworks軟件中，對三維模型的各個構建元素進行碰撞檢查，根據檢查結果對三維模型進行相應的修正，使得三維模型能夠對水利工程進行精確還原，以提高水利工程管理的信息化以及精細化程度[2]。

2 BIM及GIS技術聯合構建水利工程三維模型

將利用BIM技術構建的三維模型與GIS技術進行結合，可以實現水利工程的微觀建筑信息與宏觀地理信息的融合，對水利工程進行更加精細化、信息化、全面化地管理，如今，BIM以及GIS技術的數據融合主要可以分數據格式轉化、數據標準擴展以及地理本體論三種方式。這三種方式都可以將BIM技術以及GIS技術的數據進行相互轉換以及數據融合，使得水利工程的三維模式更加還原，但是將其應用在實際工程中，仍然存在著地理信息數據丟失、地理本體屬性數據丟失以及地理本地語義信息歧義等等種種問題。面對這種問題，BIM以及GIS技術應通過《三維空間數據規范》的相關要求定義相關數據格式，形成兩類數據間的關聯列表，使得BIM及GIS技術間的數據信息進行深度融合，最終使三維模型實現無縫對接，通過對數據進行轉換及融合，將BIM技術中的幾何語義功能與GIS技術中的表面分析能力相結合，在GIS技術中引入BIM技術所具備的數據查詢、數據分析以及數據展示功能，通過模擬建筑物建造的過程進行通視分析等功能，對水利工程實際建造模型進行三維建模，加強水利工程的精細化管理[3]。

將BIM技術與GIS技術相互融合進行水利工程的三維建模，可以使水利工程的施工進度通過三維模型進行更加直觀地展示，使得水利工程的施工人員可以全面了解施工計劃中各個時間節點項目的完成情況，對水利工程的施工順序以及工程量進行詳細精確地了解及掌握，施工人員還可以通過直觀的三維模型，對水利工程各階段的工程進度以及編排結果進行深化及豐富，從而為水利工程施工階段的管理工作提供更加直觀、可靠的依據，促進水利工程的管理工作向著更加信息化以及直觀化的方向發展[4]。此外，由于BIM技術具有瀏覽能力，因此可以利用BIM技術對水利工程中采集到的數據進行融合，與視頻監控功能相結合，通過三維建模技術展示給施工人員，為水利工程的工作進行了指導以及細化，提高了水利工程的管理質量及管理效率。

將BIM技術與GIS技術相結合對水利工程進行建模管理，還可以將其與智能傳感器以及物聯網技術進行結合，將BIM技術中的數據裝載能力及瀏覽能力，同水利工程建設中包含的各類傳感器數據所采集到的數據進行融合，對水利工程三維模型進行綜合運用，提升對于水利工程的管理能力以及運維能力，為水利工程的管理部門提供更加高效、便捷的渠道，以提高水利工程的施工質量以及施工效率。

3 總結

綜上所述，將BIM技術與GIS技術進行相互融合應用于水利工程管理的三維建模工作中，能夠對水利工程施工隊伍相關人員的管理能力以及運維能力進行提升，為水利工程管理部門提高工作效率提供更加高效、便捷的渠道，為不同部門之間的人員交流合作提供了便捷的橋梁，促進了工程施工的進度，為水利工程的施工進度及后期維修運營管理工作奠定了良好的基礎。