5 Mythen und 5 Realitäten der BIM-GIS-Integration

Chris Andrews hat einen wertvollen Artikel zu einem interessanten Zeitpunkt geschrieben, als ESRI und AutoDesk nach Möglichkeiten suchen, die Einfachheit von GIS in die Designstruktur zu bringen, die danach strebt, BIM als Standard in Ingenieur-, Architektur- und Bauprozessen zu verwirklichen. Obwohl der Artikel den Standpunkt dieser beiden Unternehmen einnimmt, ist dies ein interessanter Standpunkt, der sich jedoch nicht unbedingt mit den Strategien anderer Sprecher auf dem Markt wie Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) und Imodel deckt. js (Bentley). Wir wissen, dass einige der Positionen vor BIM „ein CAD, das GIS macht“ oder „ein GIS, das sich an CAD anpasst“ waren.

Ein wenig Geschichte ...

In den 80er und 90er Jahren entwickelten sich CAD- und GIS-Technologien als wettbewerbsfähige Alternativen für Fachleute, die mit räumlichen Informationen arbeiten mussten, die hauptsächlich auf Papier verarbeitet wurden. In dieser Zeit beschränkten die Raffinesse der Software und die Kapazität der Hardware den Umfang dessen, was mit computergestützter Technologie sowohl für das Zeichnen als auch für die Kartenanalyse getan werden konnte. CAD und GIS schienen sich überlappende Versionen computergestützter Werkzeuge für die Arbeit mit Geometrien und Daten zu sein, die eine Papierdokumentation erzeugen würden.

Da Software und Hardware fortschrittlicher und ausgefeilter geworden sind, haben wir die Spezialisierung aller Technologien um uns herum, einschließlich CAD und GIS, und den Weg zu vollständig digitalen (auch „digitalisierten“) Arbeitsabläufen gesehen. Die CAD-Technologie konzentrierte sich zunächst auf die Automatisierung von Aufgaben aus dem manuellen Zeichnen. Building Information Modeling (BIM), ein Prozess zur Erzielung einer besseren Effizienz während des Entwurfs und der Konstruktion, hat die BIM- und CAD-Designwerkzeuge allmählich von der Erstellung von Zeichnungen weg und hin zu intelligenten digitalen Modellen realer Anlagen verlagert. Die in modernen BIM-Entwurfsprozessen erstellten Modelle sind ausgefeilt genug, um Konstruktionen zu simulieren, Mängel frühzeitig im Entwurf zu finden und hochpräzise Schätzungen zu erstellen – beispielsweise für die Budgeteinhaltung bei sich dynamisch ändernden Projekten.

GIS hat seine Fähigkeiten im Laufe der Zeit differenziert und vertieft. Jetzt kann GIS Milliarden von Ereignissen verarbeiten, von Live-Sensoren, Visualisierungen von Petabytes von 3D-Modellen und Bildern bis zu einem Browser oder Mobiltelefon und Vorhersageanalysen, komplexe und skalierte Analysen an mehreren Prozessorknoten durchführen Wolke Die Karte, die als analytisches Werkzeug auf Papier begann, wurde in ein Dashboard oder Kommunikationsportal umgewandelt, um komplexe Analysen auf eine vom Menschen interpretierbare Weise zu synthetisieren.

Um das volle Potenzial der integrierten Workflows zwischen BIM und GIS nutzen zu können, die für Domänen wie Smart Cities und Digitized Engineering von entscheidender Bedeutung sind, müssen wir untersuchen, wie diese beiden Welten über den Wettbewerb der Industrie hinausgehen und zu Workflows führen können komplett digitalisiert, wodurch wir uns von den Papierprozessen der letzten hundert Jahre trennen können.

Mythos: BIM ist für ...

In der GIS-Community sehe und höre ich am häufigsten BIM-Definitionen, die auf dem externen Verständnis der BIM-Welt basieren. Ich höre oft, dass BIM für die Verwaltung, Visualisierung, 3D-Modellierung oder nur für Gebäude gedacht ist. Leider ist keines davon wirklich das, wofür BIM verwendet wird, obwohl es einige dieser Fähigkeiten oder Funktionen erweitern oder aktivieren kann.

Im Wesentlichen ist BIM ein Prozess, mit dem Zeit und Geld gespart und während des Entwurfs- und Konstruktionsprozesses äußerst zuverlässige Ergebnisse erzielt werden können. Das 3D-Modell, das während der BIM-Entwurfsprozesse generiert wird, ist ein Nebenprodukt der Notwendigkeit, einen bestimmten Entwurf zu koordinieren, eine Struktur so wie sie ist zu erfassen, Abbruchkosten zu bewerten oder eine rechtliche oder vertragliche Aufzeichnung von Änderungen an einem physischen Vermögenswert bereitzustellen. . Visualisierung kann Teil des Prozesses sein, da sie dem Menschen hilft, die Dynamik, Eigenschaften und Ästhetik eines vorgeschlagenen Designs zu verstehen.

Wie ich vor langer Zeit bei Autodesk erfahren habe, steht das 'B' in BIM für 'Build, das Verb', nicht 'Building, das Substantiv'. Autodesk, Bentley und andere Anbieter haben mit der Industrie zusammengearbeitet, um die Konzepte des BIM-Prozesses in Bereichen wie Eisenbahnen, Straßen und Autobahnen, Versorgungsunternehmen und Telekommunikation umzusetzen. Jede Agentur oder Organisation, die Sachanlagen verwaltet und errichtet, hat ein begründetes Interesse daran, sicherzustellen, dass ihre Konstruktions- und Konstruktionsunternehmen BIM-Prozesse verwenden.

BIM-Daten können möglicherweise in betrieblichen Workflows für das Asset Management verwendet werden. Dies wurde zum Beispiel im neuen behoben ISO-Standards für BIM, die durch den in den letzten 10 Jahren etablierten britischen Standardisierungsprozess für Standards informiert wurden. Obwohl sich diese neuen Vorschläge auf die Verwendung von BIM-Daten im gesamten Lebenszyklus eines Vermögenswerts konzentrieren, ist klar, dass Einsparungen bei den Baukosten, wie im Artikel angegeben, der Haupttreiber dafür sind die Annahme von BIM.

Als Prozess betrachtet wird die Integration der GIS-Technologie in BIM viel komplexer als nur das Lesen von Grafiken und Attributen aus einem 3D-Modell und deren Anzeige in GIS. Um wirklich zu verstehen, wie Informationen in BIM und GIS verwendet werden können, müssen wir häufig unser Gebäude- oder Straßenkonzept neu definieren und verstehen, wie Kunden eine Vielzahl von Projektdaten im räumlichen Kontext verwenden müssen. Wir haben auch festgestellt, dass die Fokussierung auf das Modell manchmal bedeutet, dass wir die einfacheren, grundlegenderen Arbeitsabläufe übersehen haben, die für den gesamten Prozess wesentlich sind, z. B. die Verwendung von Daten, die vor Ort auf einer Baustelle genau gesammelt wurden Verknüpfen Sie den Standort mit den Modelldaten für Inspektion, Inventarisierung und Vermessung.

Letztendlich werden wir nur dann ein gemeinsames Verständnis und gemeinsame Ergebnisse erzielen, wenn wir „die Kluft überwinden“, um in kombinierten Teams zu arbeiten, die Vielfalt in die Problemlösung bringen können. Deshalb arbeiten wir in diesem Bereich mit Autodesk und anderen Partnern zusammen.
Die zum ersten Mal auf der 2017 angekündigte Partnerschaft zwischen Esri und Autodesk war ein großer Schritt, um ein multidisziplinäres Team zusammenzubringen, das sich mit einigen BIM-GIS-Integrationsproblemen befasst.

Mythos: BIM stellt automatisch GIS-Funktionen bereit

Eines der schwierigsten Konzepte, das einem nicht spezialisierten BIM-GIS-Benutzer vermittelt werden kann, besteht darin, dass das BIM-Modell zwar genau wie eine Brücke oder ein Gebäude aussieht, jedoch nicht notwendigerweise die Eigenschaften aufweist, die die Definition eines Gebäudes oder einer Brücke für kartografische Zwecke ausmachen der Geodatenanalyse.
Bei Esri arbeiten wir an neuen Erfahrungen für die Navigation und das Ressourcenmanagement im Gebäude, wie z. B. ArcGIS Indoors. Viele Benutzer haben erwartet, dass wir mit unserer Arbeit mit Autodesk Revit-Daten automatisch allgemeine Geometrien wie Räume, Räume, Grundrisse, den Gebäudegrundriss und die Struktur eines Gebäudes extrahieren können. Noch besser, wir könnten das Navigationsnetz extrahieren, um zu sehen, wie ein Mensch die Struktur durchqueren würde.

Alle diese Geometrien wären für GIS-Anwendungen und für Asset-Management-Workflows sehr nützlich. Dennoch ist keine dieser Geometrien für den Bau des Gebäudes erforderlich und existiert in einem Revit-Modell im Allgemeinen nicht.
Wir untersuchen Technologien zur Berechnung dieser Geometrien, aber einige bieten komplexe Forschungs- und Workflow-Herausforderungen, die die Branche seit Jahren überraschen. Was ist wasserdicht? Was ist eine Schrumpffolie für Gebäude? Beinhaltet es die Stiftung? Wie wäre es mit Balkonen? Was ist die Grundfläche eines Gebäudes? Enthält es Überhänge? Oder ist es nur der Schnittpunkt der Struktur mit dem Boden?

Um sicherzustellen, dass BIM-Modelle die für GIS-Workflows erforderlichen Funktionen enthalten, müssen Eigentümerbetreiber die Spezifikationen für diese Informationen definieren, bevor mit Entwurf und Konstruktion begonnen wird. Ähnlich wie bei klassischen CAD-GIS-Konvertierungsworkflows, bei denen CAD-Daten vor der Konvertierung in ein GIS validiert werden, müssen der BIM-Prozess und die erhaltenen Daten Merkmale angeben und enthalten, die während der Konvertierung verwendet werden Verwaltung des Lebenszyklus einer Struktur, wenn dies ein Ziel der Erstellung der BIM-Daten ist.

Es gibt Organisationen auf der ganzen Welt, in der Regel Regierungen und Betreiber von kontrollierten Campus- oder Asset-Systemen, die begonnen haben, die Einbeziehung von Lebenszyklusmerkmalen und -attributen in BIM-Inhalte zu fordern. In den USA treibt die Government Services Administration den Neubau durch BIM-Anforderungen voran, und Behörden wie die Veterans Administration haben große Anstrengungen unternommen, um BIM-Elemente wie Räume und Räume detailliert darzustellen, die in den USA nützlich sein werden Facility Management nach dem Bau des Gebäudes. Wir haben festgestellt, dass Flughäfen wie Denver, Houston und Nashville eine strenge Kontrolle über ihre BIM-Daten haben und häufig über hochkonsistente Daten verfügen. Ich habe einige großartige Gespräche von SNCF AREP gesehen, in denen ein vollständiges BIM-Programm für Bahnhöfe erstellt wurde, das auf dem Konzept basiert, dass BIM-Daten in Betriebs- und Asset-Management-Workflows verwendet werden. Ich hoffe, in Zukunft mehr davon zu sehen.

Daten, die uns vom internationalen Flughafen George HW Bush Houston (hier auf Web AppBuilder gezeigt) mitgeteilt wurden, zeigen, dass die standardisierten BIM-Daten, normalerweise durch Zeichnungsvalidierungswerkzeuge, systematisch in das GIS integriert werden können. . In der Regel werden Konstruktionsinformationen in BIM-Modellen angezeigt, bevor FM-bezogene Informationen angezeigt werden

Mythos: Es gibt ein Dateiformat, das die Integration von BIM-GIS ermöglicht

In klassischen Business Integration-Workflows kann eine Tabelle oder ein Format einer anderen Tabelle oder einem anderen Format zugeordnet werden, um die Übertragung von Informationen zwischen verschiedenen Technologien zuverlässig zu ermöglichen. Aus verschiedenen Gründen ist dieses Muster zunehmend unzureichend, um die Bedürfnisse von zu erfüllen ^tInformationsflüsse des 21-Jahrhunderts:

• Die in Dateien gespeicherten Informationen lassen sich nur schwer übertragen
• Die Zuordnung von Daten über komplexe Domänen hat Verluste
• Die Datenzuordnung impliziert eine unvollständige Vervielfältigung des Inhalts in den Systemen
• Das Mapping von Daten ist oft unidirektional
• Technologie, Datenerfassung und Benutzerworkflows ändern sich so schnell, dass garantiert ist, dass die heutigen Schnittstellen unter den Anforderungen von morgen liegen

Um eine echte Digitalisierung zu erreichen, muss die digitale Repräsentation eines Assets schnell in einer verteilten Umgebung verfügbar sein, die modernisiert und aktualisiert werden kann, um sie mit der Zeit und im gesamten Prozess an komplexere Abfragen, Analysen und Inspektionen anzupassen. Nutzungsdauer des Vermögenswertes.

Ein Datenmodell kann nicht alles umfassen, was in BIM und GIS in sehr unterschiedlichen Branchen und Kundenanforderungen integriert werden kann. Daher gibt es kein einziges Format, das den gesamten Prozess auf diese Weise erfassen kann kann schnell zugegriffen werden und ist bidirektional. Ich hoffe, dass die Integrationstechnologien im Laufe der Zeit weiter reifen werden, da BIM inhaltsreicher wird und BIM-Daten im Kontext von GIS für das Asset-Management im Lebenszyklus verwendet werden müssen. Dies wird kritischer. für eine nachhaltige Behausung des Menschen.

Ziel der BIM-GIS-Integration ist es, Workflows das Erstellen und Verwalten von Assets zu ermöglichen. Es gibt keine genau definierten, diskreten Übertragungen zwischen diesen beiden Workflows.

Mythos: Sie können BIM-Inhalte nicht direkt in GIS verwenden

Im Gegensatz zu der Diskussion darüber, wie GIS-Funktionen in BIM-Daten gefunden werden können, hören wir häufig, dass es aus Gründen wie semantischer Komplexität, Asset-Dichte oder nicht sinnvoll oder möglich ist, BIM-Inhalte direkt in GIS zu verwenden Vermögensskala. Die Diskussion über die BIM-GIS-Integration ist im Allgemeinen auf Dateiformate und ETL-Workflows (Extract, Transform and Load) ausgerichtet.

Tatsächlich verwenden wir BIM-Inhalte bereits direkt in GIS. Im vergangenen Sommer haben wir die Möglichkeit eingeführt, eine Revit-Datei in ArcGIS Pro direkt zu lesen. Zu diesem Zeitpunkt konnte das Modell mit ArcGIS Pro interagieren, als ob es aus GIS-Funktionen bestehen würde, und dann durch manuellen Aufwand in andere Standard-GIS-Formate umgewandelt werden ist erwünscht. Mit ArcGIS Pro 2.3 bieten wir die Möglichkeit, einen neuen Layertyp zu veröffentlichen. eine Schicht von Bauszene Hiermit kann ein Benutzer die Semantik, Geometrie und Attributdetails eines Revit-Modells in einem hoch skalierbaren Format für GIS-Erlebnisse kapseln. Die Gebäudeszenenebene, die in der offenen I3S-Spezifikation beschrieben wird, fühlt sich für den Benutzer wie ein Revit-Modell an und ermöglicht die Interaktion mit Standard-GIS-Tools und -Praktiken.

Ich war fasziniert zu entdecken, dass wir aufgrund der Verfügbarkeit von mehr Bandbreite, billigerem Speicher und billigerer Verarbeitung von 'ETL' zu 'ELT' oder Workflows wechseln. In diesem Modell werden Daten im Wesentlichen auf jedes System hochgeladen, das sie in ihrer ursprünglichen Form benötigt, und können dann zur Übersetzung in ein entferntes System oder Data Warehouse abgerufen werden, in dem die Analyse durchgeführt wird. Dies verringert die Abhängigkeit von der Quellverarbeitung und bewahrt den ursprünglichen Inhalt für eine bessere oder tiefere Transformation, wenn sich die Technologie verbessert. Wir arbeiten bei Esri an ELT und es scheint, als hätten wir den Kernwert dieser Änderung erreicht, als ich letztes Jahr auf einer Konferenz von „Entfernen von E und T aus ETL“ sprach. Mit ELT ändert sich die Konversation radikal von dem Szenario, in dem der Benutzer immer außerhalb der GIS-Erfahrung verknüpft sein muss, um das gesamte Modell zu suchen oder abzufragen. Wenn Sie die Daten direkt in das ELT-Muster laden,

Mythos: GIS ist das perfekte Repository für BIM-Informationen

Ich habe zwei Wörter: „legal record“. Die BIM-Dokumentation ist häufig die rechtliche Aufzeichnung von Geschäftsentscheidungen und Compliance-Informationen, die für Baumängelanalysen und Klagen, Steuer- und Codebewertung und als Liefernachweis aufgezeichnet werden. In vielen Fällen müssen Architekten und Ingenieure stempeln oder bescheinigen, dass ihre Arbeit gültig ist und den Anforderungen ihres Fachgebiets und den geltenden Gesetzen oder Kodizes entspricht.

Irgendwann ist es denkbar, dass GIS ein Aufzeichnungssystem für BIM-Modelle sein könnte, aber an diesem Punkt denke ich, dass dies Jahre oder Jahrzehnte entfernt ist, verankert in Rechtssystemen, die immer noch computergestützte Versionen von Papierprozessen sind. Wir suchen nach Workflows, um Assets in GIS mit Assets in BIM-Repositorys zu verknüpfen, damit Kunden die in der BIM-Welt erforderliche Versionskontrolle und Dokumentation sowie die Fähigkeit einer Karte nutzen können, um Asset-Informationen in a zu platzieren reichhaltiger räumlicher Kontext für Analyse, Verständnis und Kommunikation.

Ähnlich wie im Abschnitt „GIS-Features“ der Diskussion wird die Integration von Informationen über BIM- und GIS-Repositories hinweg stark durch standardisierte Informationsmodelle in GIS und BIM unterstützt, die es Anwendungen ermöglichen, Informationen zuverlässig zwischen den beiden Domänen zu verknüpfen. Das bedeutet nicht, dass es ein einziges Informationsmodell geben wird, um sowohl GIS- als auch BIM-Informationen zu erfassen. Es gibt zu viele Unterschiede in der Art und Weise, wie die Daten verwendet werden sollten. Aber wir müssen sicherstellen, dass wir flexible Technologien und Standards entwickeln, die die Datennutzung auf beiden Plattformen mit hoher Wiedergabetreue und Erhaltung des Dateninhalts ermöglichen.

Die University of Kentucky war einer der ersten Kunden, die uns Zugriff auf ihre Revit-Inhalte gewährten. UKy verwendet eine strenge Zeichnungsvalidierung, um sicherzustellen, dass die BIM-Daten die richtigen Daten enthalten, um O & M über den gesamten Lebenszyklus zu unterstützen.

Zusammenfassung

Änderungen der Hardware- und Softwarefunktionen und der Übergang zu einer digitalisierten, datengesteuerten Gesellschaft bieten Möglichkeiten zur Integration verschiedener Technologien und Domänen, die es zuvor noch nie gab. Durch die Integration von Daten und Workflows über GIS und BIM können wir die Effizienz, Nachhaltigkeit und Bewohnbarkeit der uns umgebenden Städte, Standorte und Arbeitsplätze steigern.

Um von technologischen Fortschritten zu profitieren, müssen wir integrierte Teams und Partnerschaften bilden, um Lösungen für komplexe Probleme vorzuschlagen, die ganze Systeme betreffen, und nicht diskrete, statische Arbeitsabläufe. Wir müssen auch grundlegend auf neue Technologiemuster umstellen, die Integrationsprobleme robuster und flexibler angehen können. Die GIS- und BIM-Integrationsmuster, die wir heute anwenden, müssen „zukunftssicher“ sein, damit wir gemeinsam auf eine nachhaltigere Zukunft hinarbeiten können.