5 myter og 5 realiteter af BIM - GIS integration

Chris Andrews har skrevet en værdifuld artikel på et interessant tidspunkt, hvor ESRI og AutoDesk leder efter måder at bringe enkeltheden i GIS tættere på det designstof, der kæmper for at materialisere BIM som standard i ingeniør-, arkitektur- og byggeprocesser. Selvom artiklen tager disse to virksomheders perspektiv, er det et interessant synspunkt, selvom det ikke nødvendigvis falder sammen med strategierne fra andre højttalere på markedet såsom Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) og Imodel.js ( Bentley). Vi ved, at nogle af stillingerne før BIM var "en CAD, der laver GIS" eller "en GIS, der tilpasser sig CAD".

En lille historie ...

I 80'erne og 90'erne opstod CAD- og GIS-teknologier som konkurrencedygtige alternativer for fagfolk, der skulle arbejde med rumlig information, som hovedsageligt blev behandlet gennem papir. I den æra begrænsede sofistikeringen af ​​software og hardwarens muligheder rækkevidden af, hvad der kunne gøres med computerstøttet teknologi til både kortskrivning og analyse. CAD og GIS syntes at være overlappende versioner af computeriserede værktøjer til at arbejde med geometrier og data, der ville producere papirdokumentation.

I takt med at software og hardware er blevet mere avanceret og sofistikeret, har vi været vidne til specialiseringen af ​​alle teknologier omkring os, inklusive CAD og GIS, og vejen mod fuldt digitale (også kaldet "digitaliserede") arbejdsgange. CAD-teknologi fokuserede oprindeligt på at automatisere opgaver fra manuel tegning. Bygningsinformationsmodellering (BIM), en proces til at opnå bedre effektivitet under design og konstruktion, har gradvist skubbet BIM- og CAD-designværktøjer væk fra at skabe tegninger og hen imod intelligente digitale modeller af aktiver i den virkelige verden. . De modeller, der er skabt i moderne BIM-designprocesser, er sofistikerede nok til at simulere konstruktion, finde fejl i de tidlige stadier af design og generere meget nøjagtige estimater, for for eksempel budgetoverholdelse i dynamisk skiftende projekter.

GIS har også differentieret og uddybet sine muligheder over tid. Nu kan GIS håndtere milliarder af hændelser, lige fra live sensorer, gengive petabyte-visninger af 3D-modeller og billeder til en browser eller mobiltelefon og udføre forudsigende, komplekse og skalerede analyser på tværs af flere behandlingsknuder spredt ud over internettet. Kortet, der begyndte som et papiranalytisk værktøj, er blevet omdannet til et dashboard eller en kommunikationsportal til at syntetisere komplekse analyser på en menneskelig fortolkelig måde.

For at udnytte det fulde potentiale af integrerede arbejdsgange mellem BIM og GIS, der er kritiske for domæner som Smart Cities og Digitaliseret Engineering, må vi undersøge, hvordan disse to verdener kan bevæge sig ud over konkurrencen i industrien og bevæge os hen imod fuldendt digitaliserede arbejdsgange, som vil give os mulighed for at koble fra papirprocesserne i de sidste hundreder af år.

Myte: BIM er for...

I GIS-fællesskabet er en af ​​de mest almindelige ting, jeg ser og hører, definitioner af BIM baseret på udefrakommende forståelse af BIM-verdenen. Jeg hører ofte, at BIM er til fx styring, visualisering, 3D-modellering eller bare til bygninger. Desværre er ingen af ​​disse rigtig, hvad BIM bruges til, selvom du kan udvide eller aktivere nogle af disse muligheder eller funktioner.

I bund og grund er BIM en proces til at spare tid og penge og opnå resultater med høj tillid under design- og byggeprocessen. 3D-modellen, der genereres under BIM-designprocesser, er et biprodukt af behovet for at koordinere et bestemt design, fange en struktur, som den er, for at vurdere nedrivningsomkostninger eller levere en juridisk eller kontraktlig registrering af ændringer til et fysisk aktiv. Visualisering kan være en del af processen, fordi det hjælper mennesker med at forstå dynamikken, funktionerne og æstetikken i et foreslået design.

Som jeg lærte for længe siden hos Autodesk, står 'B'et i BIM for 'Byg, verbet' ikke 'Byg, substantivet'. Autodesk, Bentley og andre leverandører har arbejdet med industrien for at indgyde koncepterne for BIM-processen på områder som jernbaner, motorveje og motorveje, forsyningsselskaber og telekommunikation. Ethvert bureau eller organisation, der administrerer og konstruerer anlægsaktiver, har en egeninteresse i at sikre, at deres design- og ingeniørentreprenører bruger BIM-processer.

BIM-data kan potentielt bruges i operationelle arbejdsgange til asset management. Det er blandt andet slået fast i det nye ISO-standarder for BIM, som er blevet informeret af den britiske standardiseringsproces, der er etableret i løbet af de sidste 10 år. Selvom disse nye forslag fokuserer på brugen af ​​BIM-data i et aktivs fulde livscyklus, er det stadig tydeligt, at byggeomkostningsbesparelser, som det fremgår af artiklen, er hoveddrivkraften for indførelse af BIM.

Når det ses som en proces, bliver integration af GIS-teknologi med BIM meget mere kompleks end blot at læse grafik og attributter fra en 3D-model og vise dem i GIS. For virkelig at forstå, hvordan information kan bruges i BIM og GIS, oplever vi ofte, at vi skal omdefinere vores koncept for en bygning eller vej og forstå, hvordan kunder skal bruge en bred vifte af projektdata i geospatial sammenhæng. Vi oplever også, at fokus på modellen nogle gange betyder, at vi har overset de enklere, mere grundlæggende arbejdsgange, der er essentielle for hele processen, såsom at bruge nøjagtige feltindsamlede data på en byggeplads til at linke placering til modeldata til inspektion, inventar og undersøgelse.

I sidste ende vil vi kun opnå fælles forståelse og resultater, hvis vi "bro over gapet" til at arbejde i blandede teams, der kan bringe mangfoldighed til problemløsning. Det er derfor, vi arbejder med Autodesk og andre partnere på dette område.
Partnerskabet mellem Esri og Autodesk, som først blev annonceret i 2017, har været et stort skridt i at samle et tværfagligt team for at løse nogle af BIM-GIS-integrationsproblemerne.

Myte: BIM giver automatisk GIS-funktioner

Et af de sværeste begreber at formidle til en ikke-specialist BIM-GIS-bruger er, at selvom BIM-modellen ligner en bro eller bygning, har den ikke nødvendigvis de egenskaber, der udgør definitionen af ​​en bygning eller bro for kortlægning eller geospatial analyse.
Hos Esri arbejder vi på nye erfaringer til indbygget navigation og ressourcestyring, såsom ArcGIS Indoors. Mange brugere har håbet, at vi med vores arbejde med Autodesk Revit-data automatisk kunne udtrække almindelige geometrier såsom rum, rum, plantegninger, bygningens fodaftryk og strukturen af ​​en bygning. Endnu bedre kunne vi udtrække navigationsnettet for at se, hvordan et menneske ville krydse strukturen.

Alle disse geometrier ville være meget nyttige til GIS-applikationer og arbejdsgange til aktivstyring. Alligevel kræves ingen af ​​disse geometrier for at konstruere bygningen og eksisterer typisk ikke i en Revit-model.
Vi kigger på teknologier til at beregne disse geometrier, men nogle byder på komplekse forskningsudfordringer og arbejdsgange, som har ramt industrien i årevis. Hvad er vandtæt Hvad er krympefolie til en bygning? Inkluderer det fundamentet? Hvad med altaner? Hvad er fodaftrykket af en bygning? Inkluderer det udhæng? Eller er det bare skæringspunktet mellem strukturen og jorden?

For at sikre, at BIM-modeller indeholder de nødvendige funktioner til GIS-arbejdsgange, skal ejer-operatører definere specifikationerne for den information, før design og konstruktion påbegyndes. Ligesom klassiske CAD-GIS-konverteringsarbejdsgange, hvor CAD-data valideres, før de konverteres til et GIS, skal BIM-processen og de resulterende data specificere og inkludere egenskaber, der ville blive brugt under konverteringen. livscyklusstyring af en struktur, hvis det er et mål oprettelse af BIM-data.

Der er organisationer rundt om i verden, typisk regeringer og operatører af kontrollerede campusser eller aktivsystemer, der er begyndt at kræve livscyklusfunktioner og attributter for at blive inkluderet i BIM-indhold. I USA driver Government Services Administration nybyggeri gennem BIM-krav, og agenturer som Veterans Administration har gået meget langt for at detaljere BIM-elementer såsom rum og rum, der vil være nyttige i byggeriet, efter at bygningen er bygget. Vi har fundet ud af, at lufthavne, såsom Denver, Houston og Nashville, har stram kontrol over deres BIM-data og ofte har meget konsistente data. Jeg har set nogle gode foredrag fra SNCF AREP, der byggede et komplet BIM-program til jernbanestationer, baseret på konceptet om, at BIM-data ville blive brugt i arbejdsgange til aktiv- og driftsstyring. Jeg håber at se mere af dette i fremtiden.

Data delt med os fra George HW Bush Houston International Airport (vist her på Web AppBuilder) viser, at hvis BIM-data er standardiseret, typisk gennem tegningsvalideringsværktøjer, så kan de konsekvent inkorporeres i GIS. . Normalt ser vi konstruktionsoplysninger i BIM-modeller, før vi ser oplysninger relateret til FM

Myte: Der er et filformat, der kan give BIM-GIS integration

I klassiske forretningsintegrationsarbejdsgange kan en tabel eller et format kortlægges til en anden tabel eller et andet format for pålideligt at muliggøre transmission af information mellem forskellige teknologier. Af forskellige årsager er dette mønster i stigende grad utilstrækkeligt til at håndtere kundernes behov. ^tinformationsstrømme i det 21. århundrede:

• Oplysninger gemt i filer er vanskelige at overføre
• Kortlægning af data på tværs af komplekse domæner er tabsgivende
• Datamapping indebærer en ufuldstændig duplikering af indhold i systemer
• Datakortlægning er ofte én måde
• Teknologi, dataindsamling og brugerarbejdsgange ændrer sig så hurtigt, at nutidens grænseflader garanteret vil være færre, end morgendagens vil kræve.

For at opnå ægte digitalisering skal den digitale repræsentation af et aktiv være hurtigt tilgængelig i et distribueret miljø, der kan moderniseres og opgraderes til at imødekomme mere komplekse forespørgsler, analyser og inspektioner over tid og på tværs af aktivets levetid.

Én datamodel kan ikke omfatte alt, hvad der kunne integreres i BIM og GIS på tværs af meget forskellige brancher og kundebehov, så der er ikke noget enkelt format, der kan fange hele denne proces på en måde, der kan tilgås hurtigt og er tovejs. Jeg forventer, at integrationsteknologier fortsætter med at modnes over tid, efterhånden som BIM bliver rigere på indhold, og der er et behov for at bruge BIM-data i forbindelse med GIS til forvaltning af livscyklusaktiver, vil det blive mere kritisk for bæredygtig beboelse af mennesker.

Målet med BIM-GIS-integration er at muliggøre arbejdsgange til at skabe aktiver og administrere dem. Der er ingen veldefinerede, diskrete overførsler mellem disse to arbejdsgange.

Myte: Du kan ikke direkte bruge BIM-indhold i GIS

Modsat diskussionen om, hvordan man finder GIS-funktioner i BIM-data, hører vi ofte, at det ikke er rimeligt eller muligt direkte at bruge BIM-indhold i GIS af årsager, der spænder fra semantisk kompleksitet, aktivdensitet, til aktivskala. Diskussion af BIM-GIS-integration retter sig typisk mod filformater og Extract, Transform og Load (ETL) arbejdsgange.

Faktisk bruger vi allerede direkte BIM-indhold i GIS. Sidste sommer introducerede vi muligheden for direkte at læse en Revit-fil ind i ArcGIS Pro. På det tidspunkt kunne modellen interagere med ArcGIS Pro, som om den bestod af GIS-funktioner, og derefter blive transformeret til andre standard GIS-formater gennem manuel indsats, hvis det ønskes. Med ArcGIS Pro 2.3 frigiver vi muligheden for at udgive en ny lagtype, et byggescenelag , som giver en bruger mulighed for at indkapsle semantikken, geometrien og attributdetaljerne i en Revit-model i et yderst skalerbart format bygget til GIS-oplevelser. Byggescenelaget, som vil blive beskrevet i den åbne I3S-specifikation, føles som en Revit-model for brugeren og giver mulighed for interaktion ved hjælp af standard GIS-værktøjer og -praksis.

Jeg har været fascineret af at opdage, at på grund af tilgængeligheden af ​​mere båndbredde, billigere opbevaring og billigere behandling, går vi fra 'ETL' til 'ELT' eller arbejdsgange. I denne model uploades data i det væsentlige til ethvert system, der har brug for det i sin oprindelige form og kan derefter tilgås til oversættelse på et fjernsystem eller et datavarehus, hvor analysen vil finde sted. Dette reducerer afhængigheden af ​​behandling ved kilden og bevarer det originale indhold til bedre eller dybere transformation, efterhånden som teknologien forbedres. Vi arbejder på ELT på Esri, og det ser ud til, at vi er faldet over kerneværdien af ​​denne ændring, da jeg nævnte "fjern E og T fra ETL" på en konference sidste år. ELT ændrer radikalt samtalen fra scenariet, hvor brugeren altid skal være linket uden for GIS-oplevelsen for at søge eller forespørge i hele modellen. Ved at indlæse dataene direkte i ELT-mønsteret,

Myte: GIS er det perfekte lager for BIM-information

Jeg har to ord: "Juridisk registrering". BIM-dokumentation er ofte den juridiske registrering af forretningsbeslutninger og overholdelsesoplysninger, som registreres til konstruktionsfejlsanalyse og retssager, skatte- og kodeevaluering og som bevis for levering. I mange tilfælde skal arkitekter og ingeniører forsegle eller attestere, at deres arbejde er gyldigt og opfylder kravene i deres speciale og gældende love eller kodeks.

På et tidspunkt er det tænkeligt, at GIS kunne være et rekordsystem for BIM-modeller, men på dette tidspunkt tror jeg, at dette er år eller årtier væk, forankret af juridiske systemer, der stadig er computeriserede versioner af papirprocesser. Vi ser på arbejdsgange til at linke aktiver i GIS til aktiver i BIM-lagre, så kunder kan drage fordel af den versionskontrol og dokumentation, der er nødvendig i BIM-verdenen sammen med et korts evne til at placere information om aktiver i en rig geospatial kontekst til analyse og forståelse og kommunikation.

I lighed med "GIS features"-delen af ​​diskussionen, vil integrationen af ​​information på tværs af BIM og GIS repositories i høj grad blive hjulpet af standardiserede informationsmodeller i GIS og BIM, som gør det muligt for applikationer at forbinde information pålideligt mellem de to domæner. Det betyder ikke, at der vil være en enkelt informationsmodel, til at fange både GIS og BIM information. Der er for mange forskelle i måden data skal bruges på. Men vi skal sørge for, at vi bygger teknologi og standarder, der er fleksible, som kan rumme brugen af ​​information på begge platforme med høj troværdighed og bevarelse af informationsindhold.

University of Kentucky var en af ​​de første kunder, der gav os adgang til deres Revit-indhold. UKy bruger streng tegningsvalidering for at sikre, at de korrekte data er i BIM-dataene for at understøtte fuld livscyklus O&M.

Resumé

Ændringer i hardware- og softwarekapacitet og overgangen til et datadrevet, digitaliseret samfund skaber muligheder for at integrere forskellige teknologier og domæner, som aldrig har eksisteret før. Integrationen af ​​data og arbejdsgange gennem GIS og BIM giver os mulighed for at opnå større effektivitet, bæredygtighed og levedygtighed i de byer, campusser og arbejdspladser, der omgiver os.

For at udnytte teknologiske fremskridt er vi nødt til at bygge integrerede teams og partnerskaber for at foreslå løsninger på komplekse problemer, der påvirker hele systemer, ikke statiske, diskrete arbejdsgange. Vi skal også fundamentalt skifte mod nye teknologimønstre, som kan løse integrationsproblemer mere robust og fleksibelt. De GIS- og BIM-integrationsmønstre, vi anvender i dag, skal være "fremtidssikrede", så vi kan arbejde sammen mod en mere bæredygtig fremtid.