多引擎BIM+GIS數據集成管理平臺設計與開發

劉葦 李爽 宋百川 章嘯程

上海勘測設計研究院有限公司 上海 200335

1 引言

隨著工程數字化與智慧城市[1]等信息領域的快速發展，GIS服務和BIM服務在工程建設中起著至關重要的作用。崔桐赫，郭祥等[2]開發智能鐵路BIM數字化建設管理系統，實現了設計、施工和各模塊數據互聯互通、信息高度共享；劉心怡，徐鵬[3]等基于GIS+BIM的工程全生命周期三維映射平臺體系，以三維引擎為基礎，集成GIS時空數據分析與參數化建模，實現了多層次信息融合；張婷婷[4]通過應用BIM+GIS技術，實現對整體項目的全程、全員、全專業的協同管理。

綜上所述，BIM+GIS在各項目因不同應用需求而采用了不同的技術路線，形成大量的幾何圖形和數據服務，而這些服務數據的價值僅在其平臺內部得到使用。因此，有必要開展BIM和GIS可視化與數據資源服務的統一管理，建設多引擎下BIM+GIS服務集成管理平臺，最大限度的納管不同項目的服務內容，以平臺與對外接口支撐的方式為后續項目提供BIM+GIS服務統一管理方法。

2 平臺研發

2.1 技術架構

本平臺的技術架構可以分成數據層、服務層和應用層。

引擎層：三維可視化平臺的底層支撐，為可視化平臺提供基礎的可視化數據，包括各大廠商的GIS平臺（提供GIS服務的發布和管理）、BIM平臺（存儲和發布BIM模型）、自研的BIM和GIS技術平臺、用于模型文件解析的轉換服務等數據層：融合集成選型的BIM和GIS基礎圖形引擎，研究其中的可視化服務數據、自定義構件樹數據、屬性數據和編碼數據等數據資源，構建整個平臺的數據支撐。

服務層：標準化數據API、視圖配置存儲、構件樹管理、BIM發布管理、GIS平臺同步、GIS服務發布、服務數據提取、屬性數據提取、報表定義和管理和編碼規則管理等基礎服務。

應用層：在數據和服務的基礎上，針對各種業務需求開發的基礎通用模塊，包括但不限于編碼及屬性應用模塊，直接面向用戶來滿足各個實際應用場景的通用需求。

終端：用戶使用平臺時采用的設備，平臺側根據設備展示方式提供不同的瀏覽方案和頁面適配，保證不同客戶端用戶都有良好的使用體驗。

2.2 數據庫關鍵表設計

本章節選擇功能對應數據庫的關鍵表的表設計進行說明。

表1 服務信息表：Service

表2 文件信息表：FileInfo

表3 屬性定義表：AttributeDefine

表4 報表信息表：ReportFormInfo

表5 構件樹定義表：ComponentTreeDefineInfo

2.3 系統功能

平臺分為三大功能模塊，分別為首頁、文件管理、服務管理。其中首頁無業務性功能，均為基本信息展示功能，不做贅述。文件管理與服務管理為平臺核心功能模塊。

圖1 功能架構圖

（1）文件管理：文件管理模塊分為三大功能，文件目錄樹支持管理各項目全過程產生的大量的電子文檔資料，以及支持三維模型、二維圖紙、地理矢量地圖、遙感影像等BIM與GIS數據進行收集分類積累和檢索利用等操作；文件維護支持文件上傳、下載、重命名、刪除、文檔查閱、媒體文件播放、圖紙查閱等功能；關聯模型支持與已發布服務進行關聯，可一鍵跳轉至關聯服務進行服務預覽。

（2）服務管理：服務管理模塊實現了地理信息資源和項目BIM、GIS、工程圖文檔等數據資源的整合，為其他業務應用提供數據共享服務，并能在此基礎上實現BIM+GIS的持續應用開發需要。該模塊整合了項目過程中涉及到的數據和服務，包括GIS服務管理、BIM模型管理、服務拼裝三個部分，為個項目提供統一的數據匯聚和接口服務，實現模型數據的共享與交換。其中，GIS服務管理支持GIS服務的發布、外部引入、預覽、版本管理、關聯文件等功能；BIM服務管理支持BIM服務的發布、外部引入、預覽、版本管理、關聯文件、屬性提取、屬性管理、報表定制等功能。服務拼裝支持以用戶自定義配置BIM模型和基礎數據的形式，創建適合業務應用需求的BIM+GIS場景和BIM場景，并且支持用戶根據需求自主配置模型場景中需要使用的功能組件。

服務管理模塊中BIM模型管理還支持屬性管理、報表管理、構件樹管理等屬性數據的高級功能，為BIM屬性數據的落地應用提供支持工具。

1、屬性管理：數據管理主要通過對平臺中的BIM數據服務和專題數據服務的讀取解析獲取具體數據信息，用戶可以在提取到的屬性數據基礎上進行數據補充，可以采用手動或表格批量錄入，錄入后的數據能夠被可視化平臺統一的數據api獲查詢到。

2、報表管理：允許用戶預先自定義輸出數據報表的內容，用于快速查詢和導出屬性數據。例如當用戶定義輸出報表的關鍵字段位“構件id”和“構件名稱”后，數據查詢接口可以根據該字段進行查詢輸出。

3、構件樹管理：為便于各專業信息模型的統一協調與組織，需要預先構建統一標準的各專業信息模型構件樹。構件樹將各專業信息模型按照樹形結構進行管理，既可清楚地表述各構件的邏輯關系，又能實現信息模型構件在平臺中的快速查找定位。

構件樹業務邏輯如下：

（1）構件樹定義，確定構件樹各層級與模型服務各屬性數據的邏輯關系。

（2）根據構建好的構件樹定義，一鍵生成構件樹實例。

（3）構件樹定義可以以模板的形式進行復制，以便快捷的應用于其他模型服務。

3 結語

通過建設該平臺，統一了BIM+GIS二三維模型源數據管理需求、統一了BIM+GIS二三維服務管理需求、統一了BIM+GIS三維數據屬性管理需求，可為各項目提供通用性文件管理平臺、二三維服務管理平臺與三維模型屬性數據基礎數據庫專項服務，以期為工程資產全生命周期管理、智慧化管理、智能建造管理等工程數字化項目提供必要的技術支撐與工具。