5 أساطير و 5 حقائق عن BIM - GIS التكامل

كتب كريس أندروز مقالًا قيمًا في وقت مثير للاهتمام ، عندما تبحث ESRI و AutoDesk عن طرق لإضفاء بساطة نظم المعلومات الجغرافية على نسيج التصميم الذي يسعى إلى تجسيد BIM كمعيار في الهندسة والعمارة وعمليات البناء. على الرغم من أن المقالة تأخذ وجهة نظر هاتين الشركتين ، إلا أنها وجهة نظر مثيرة للاهتمام ، على الرغم من أنها لا تتطابق بالضرورة مع استراتيجيات المتحدثين الآخرين في السوق مثل Tekla (Trimble) و Geomedia (Hexagon) و Imodel. شبيبة (بنتلي). نحن نعلم أن بعض المواقف قبل BIM كانت "CAD يقوم بنظم المعلومات الجغرافية" أو "GIS الذي يتكيف مع CAD".

تاريخ قليل ...

في الثمانينيات والتسعينيات ، ظهرت تقنيات CAD و GIS كبدائل تنافسية للمهنيين الذين يحتاجون إلى العمل مع المعلومات المكانية ، والتي تمت معالجتها بشكل أساسي من خلال الورق. في تلك الحقبة ، أدى تطور البرنامج وقدرة الأجهزة إلى الحد من نطاق ما يمكن القيام به باستخدام التكنولوجيا بمساعدة الكمبيوتر ، سواء من أجل الصياغة أو لتحليل الخرائط. يبدو أن CAD و GIS عبارة عن نسخ متداخلة من الأدوات المحوسبة للعمل مع الأشكال الهندسية والبيانات التي من شأنها إنتاج وثائق ورقية.

نظرًا لأن البرامج والأجهزة أصبحت أكثر تقدمًا وتعقيدًا ، فقد رأينا تخصص جميع التقنيات من حولنا ، بما في ذلك CAD و GIS ، والمسار إلى تدفقات العمل الرقمية بالكامل (تسمى أيضًا "الرقمية"). ركزت تقنية CAD في البداية على أتمتة المهام من الرسم اليدوي. نمذجة معلومات البناء (BIM) ، وهي عملية لتحقيق كفاءة أفضل أثناء التصميم والبناء ، دفعت تدريجياً أدوات تصميم BIM و CAD بعيدًا عن إنشاء الرسومات ونحو النماذج الرقمية الذكية لأصول العالم الحقيقي. النماذج التي تم إنشاؤها في عمليات تصميم BIM الحديثة متطورة بما يكفي لمحاكاة البناء ، والعثور على العيوب في وقت مبكر من التصميم ، وإنشاء تقديرات دقيقة للغاية - للامتثال للميزانية في المشاريع المتغيرة ديناميكيًا ، على سبيل المثال.

كما قامت نظم المعلومات الجغرافية بتمييز وتعميق قدراتها مع مرور الوقت. الآن، يمكن GIS التعامل مع آلاف الملايين من الأحداث من أجهزة الاستشعار يعيش تصورات من بيتابايت من نماذج 3D، والصور على متصفح أو الهاتف المحمول، والتحليلات التنبؤية ومعقدة، والتصعيد على العقد متعددة منتشرة معالجة في سحابة. وقد تحولت الخريطة ، التي بدأت كأداة تحليلية على الورق ، إلى لوحة معلومات أو بوابة اتصالات لتجميع التحليلات المعقدة بطريقة يمكن تفسيرها من قبل الإنسان.

لتحقيق الإمكانات الكاملة لسير العمل المتكامل بين BIM ونظم المعلومات الجغرافية، المجالات الحيوية مثل المدن الذكية والهندسة رقميا و يجب علينا دراسة كيفية هذين العالمين يمكن أن تتجاوز اختصاص صناعة والتحرك نحو سير العمل كاملة رقمية ، والتي سوف تسمح لنا بالقطع عن العمليات الورقية في المائة سنة الماضية.

الأسطورة: BIM هو ...

في مجتمع GIS ، واحدة من أكثر الأشياء التي أراها وسمعها هي تعريفات BIM القائمة على الفهم الخارجي لعالم BIM. كثيرا ما أسمع أن BIM هو للإدارة ، التصور ، 3D النمذجة أو أنه فقط للمباني ، على سبيل المثال. لسوء الحظ ، لا شيء من هذا هو حقا ما يستخدم BIM ، على الرغم من أنه قد يمتد أو تمكين بعض هذه القدرات أو الوظائف.

في الأساس ، BIM هي عملية لتوفير الوقت والمال ، وتحقيق نتائج موثوقة للغاية أثناء عملية التصميم والبناء. النموذج ثلاثي الأبعاد الذي تم إنشاؤه أثناء عمليات تصميم BIM هو منتج ثانوي للحاجة إلى تنسيق تصميم معين ، أو التقاط هيكل كما هو ، أو لتقييم تكاليف الهدم ، أو توفير سجل قانوني أو تعاقدي للتغييرات على الأصول المادية. . يمكن أن يكون التصور جزءًا من العملية ، لأنه يساعد البشر على فهم ديناميكيات وخصائص وجماليات التصميم المقترح.

كما تعلمت منذ وقت طويل في Autodesk ، فإن "B" في BIM تعني "Build، the verb" not "Building، the noun". عملت Autodesk و Bentley وغيرهما من البائعين مع الصناعة لبث مفاهيم عملية BIM ، في مجالات مثل السكك الحديدية والطرق والطرق السريعة والمرافق والاتصالات. أي وكالة أو منظمة ، تدير وتشييد الأصول المادية الثابتة ، لديها مصلحة راسخة في ضمان استخدام مقاولي التصميم والهندسة لعمليات نمذجة معلومات البناء.

يمكن استخدام بيانات BIM في تدفقات العمل التشغيلية لإدارة الأصول. وقد لوحظ هذا ، على سبيل المثال ، في الجديد معايير ISO ل BIM، التي تم إبلاغها من خلال عملية توحيد المعايير البريطانية ، التي تم إنشاؤها في السنوات العشر الماضية. على الرغم من أن هذه المقترحات الجديدة تركز على استخدام بيانات BIM ، على مدار دورة الحياة الكاملة للأصل ، لا يزال من الواضح أن الوفورات في تكاليف البناء ، كما هو مذكور في المقالة ، هي المحرك الرئيسي اعتماد BIM.

عند النظر إليها كعملية ، يصبح دمج تقنية GIS مع BIM أكثر تعقيدًا من مجرد قراءة الرسومات والسمات من نموذج ثلاثي الأبعاد وعرضها في GIS. لفهم كيفية استخدام المعلومات في BIM و GIS حقًا ، غالبًا ما نجد أنه يتعين علينا إعادة تعريف مفهومنا للبناء أو الطريق ، وفهم كيف يحتاج العملاء إلى استخدام مجموعة واسعة من بيانات المشروع في السياق الجغرافي المكاني. وجدنا أيضًا أن التركيز على النموذج يعني أحيانًا أننا أغفلنا سير العمل الأبسط والأكثر أساسية والضرورية للعملية بأكملها ، مثل استخدام البيانات التي تم جمعها في الميدان بدقة في موقع البناء ، ربط الموقع ببيانات النموذج للفحص والجرد والمسح.

في النهاية ، لن نحقق فهمًا ونتائج مشتركة إلا إذا "تجاوزنا الفجوة" للعمل في فرق مشتركة يمكنها تحقيق التنوع في حل المشكلات. لهذا السبب نعمل مع Autodesk وشركاء آخرين في هذا المجال.
كانت الشراكة بين Esri و Autodesk ، التي تم الإعلان عنها لأول مرة في 2017 ، بمثابة خطوة رائعة للجمع بين فريق متعدد التخصصات لمعالجة بعض مشكلات التكامل في نظام المعلومات الجغرافية BIM-GIS.

الخرافة: يوفر BIM تلقائيًا ميزات GIS

واحدة من أصعب المفاهيم التي يتم نقلها إلى مستخدم BIM-GIS غير المتخصص هو أنه على الرغم من أن نموذج BIM يشبه الجسر أو المبنى تمامًا ، فإنه لا يمتلك بالضرورة الخصائص التي تشكل تعريفًا للمبنى أو الجسر لأغراض الخرائط أو التحليل الجيومكاني.
في Esri ، نحن نعمل على تجارب جديدة لإدارة الموارد والتنقل داخل المبنى ، مثل ArcGIS Indoors. توقع العديد من المستخدمين أنه من خلال عملنا مع بيانات Autodesk Revit ، يمكننا تلقائيًا استخراج الأشكال الهندسية الشائعة مثل الغرف ، والمساحات ، ومخططات الطوابق ، وبصمة المبنى ، وهيكل المبنى. والأفضل من ذلك ، يمكننا استخراج شبكة الملاحة لنرى كيف يمكن للإنسان اجتياز الهيكل.

ستكون كل هذه الأشكال الهندسية مفيدة جدًا لتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية ولتدفقات عمل إدارة الأصول. ومع ذلك ، لا يلزم أي من هذه الأشكال الهندسية لبناء المبنى ولا توجد بشكل عام في نموذج Revit.
نحن ندرس التقنيات لحساب هذه الأشكال الهندسية ، لكن بعضها يقدم أبحاثًا معقدة وتحديات سير العمل التي أعاقت الصناعة لسنوات. ما هو مقاوم للماء؟ ما هو غلاف المبنى؟ هل يشمل الأساس؟ ماذا عن الشرفات؟ ما هي بصمة المبنى؟ هل تشمل البروزات؟ أم أنه مجرد تقاطع بين الهيكل والأرض؟

لضمان احتواء نماذج BIM على الوظائف المطلوبة لمهام سير عمل GIS ، سيحتاج المشغلون المالكون إلى تحديد مواصفات تلك المعلومات قبل بدء التصميم والبناء. على غرار سير عمل تحويل CAD-GIS الكلاسيكي ، حيث يتم التحقق من صحة بيانات CAD قبل تحويلها إلى نظام معلومات جغرافي ، يجب أن تحدد عملية BIM والبيانات الناتجة وتشتمل على الخصائص التي سيتم استخدامها أثناء إدارة دورة حياة الهيكل ، إذا كان ذلك هدفًا لإنشاء بيانات BIM.

هناك منظمات في جميع أنحاء العالم ، عادة الحكومات ومشغلي أنظمة الحرم الجامعي أو الأصول الخاضعة للرقابة ، والتي بدأت تتطلب إدراج خصائص وخصائص دورة الحياة في محتوى BIM. في الولايات المتحدة ، تدفع إدارة الخدمات الحكومية البناء الجديد من خلال متطلبات BIM ، وقد بذلت الوكالات مثل إدارة المحاربين القدامى جهودًا كبيرة لتفاصيل عناصر BIM ، مثل الغرف والمساحات ، والتي ستكون مفيدة في إدارة المرافق بعد تشييد المبنى. لقد وجدنا أن المطارات ، مثل دنفر وهيوستن وناشفيل ، لديها سيطرة صارمة على بيانات BIM وغالبًا ما يكون لديها بيانات متسقة للغاية. لقد رأيت بعض المحادثات الرائعة من SNCF AREP التي قامت ببناء برنامج BIM كامل لمحطات السكك الحديدية ، بناءً على مفهوم استخدام بيانات BIM في عمليات سير عمل إدارة الأصول. آمل أن أرى المزيد من هذا في المستقبل.

توضح البيانات التي تمت مشاركتها معنا من مطار جورج إتش دبليو بوش هيوستن الدولي (الموضحة هنا على Web AppBuilder) أنه إذا تم توحيد بيانات BIM ، عادةً من خلال أدوات التحقق من الصحة ، فيمكن دمجها بشكل منهجي في نظام المعلومات الجغرافية. . عادة ما نرى معلومات البناء في نماذج BIM قبل عرض المعلومات المتعلقة FM

خرافة: هناك تنسيق ملف يمكن أن يوفر تكامل BIM-GIS

في سير عمل تكامل الأعمال الكلاسيكي ، يمكن تعيين جدول أو تنسيق واحد إلى جدول أو تنسيق آخر ، للسماح بشكل موثوق بنقل المعلومات بين التقنيات المختلفة. لأسباب مختلفة ، هذا النمط غير مناسب بشكل متزايد لتلبية احتياجات ^tتدفقات المعلومات من القرن 21:

• يصعب نقل المعلومات المخزنة في الملفات
• توزيع البيانات من خلال المجالات المعقدة له خسائر
• ينطوي تخصيص البيانات على ازدواجية غير مكتملة في المحتوى في الأنظمة
• غالبًا ما يكون تخطيط البيانات أحادي الاتجاه
• تتغير التكنولوجيا وجمع البيانات وسير عمل المستخدم بسرعة بحيث يضمن أن تكون واجهات اليوم أقل مما سيتطلبه الغد

من أجل تحقيق رقمنة حقيقي ، يجب الوصول إلى التمثيل الرقمي للأصل بسرعة في بيئة موزعة ، والتي يمكن تحديثها وتحديثها للتكيف مع الاستفسارات والتحليلات وعمليات التفتيش الأكثر تعقيدًا بمرور الوقت وطوال العملية. حياة مفيدة للأصل.

لا يمكن أن يشتمل نموذج بيانات واحد على كل ما يمكن دمجه في BIM و GIS عبر صناعات متنوعة للغاية واحتياجات العملاء ، لذلك لا يوجد تنسيق واحد يمكنه التقاط كامل هذه العملية بطريقة يمكن الوصول إليه بسرعة وهو ثنائي الاتجاه. أتوقع أن تستمر تقنيات التكامل في النضج بمرور الوقت ، حيث تصبح BIM أكثر ثراءً بالمحتوى وهناك حاجة لاستخدام بيانات BIM في سياق GIS لإدارة أصول دورة الحياة ، وستصبح أكثر أهمية. لسكن مستدام للبشر.

الهدف من تكامل BIM-GIS هو تمكين تدفقات العمل لإنشاء الأصول وإدارتها. لا توجد عمليات نقل منفصلة ومحددة جيدًا بين مهمتي سير العمل هذين.

خرافة: لا يمكنك استخدام محتوى BIM مباشرة في نظام المعلومات الجغرافية

على عكس المناقشة حول كيفية العثور على ميزات GIS في بيانات BIM ، نسمع غالبًا أنه ليس من المعقول ولا من الممكن استخدام محتوى BIM بشكل مباشر في GIS لأسباب تتراوح من التعقيد الدلالي وكثافة الأصول إلى مقياس الأصول. يتم توجيه المناقشة حول تكامل BIM-GIS بشكل عام نحو تنسيقات الملفات ومهام سير عمل استخراج وتحويل وتحميل (ETL).

في الواقع ، نحن بالفعل نستخدم محتوى BIM بشكل مباشر في GIS. في الصيف الماضي ، قدمنا ​​القدرة على قراءة ملف Revit مباشرةً في ArcGIS Pro. في تلك المرحلة ، يمكن أن يتفاعل النموذج مع ArcGIS Pro كما لو كان يتألف من ميزات GIS ثم يتم تحويله إلى تنسيقات GIS القياسية الأخرى عن طريق الجهد اليدوي ، إذا هو المطلوب. مع ArcGIS Pro 2.3 ، نطلق القدرة على نشر نوع جديد من الطبقات ، طبقة من مشهد البناء ، والذي يسمح للمستخدم بتغليف الدلالات ، والهندسة ، وتفاصيل السمات لنموذج Revit في تنسيق قابل للتطوير بدرجة عالية مصمم لتجارب نظم المعلومات الجغرافية. تبدو طبقة مشهد المبنى ، التي سيتم وصفها في مواصفات I3S المفتوحة ، وكأنها نموذج Revit للمستخدم وتسمح بالتفاعل باستخدام أدوات وممارسات GIS القياسية.

لقد انبهرت عندما وجدت أنه نظرًا لتوفر المزيد من النطاق الترددي والتخزين الأرخص والمعالجة الأرخص ، فإننا ننتقل من "ETL" إلى "ELT" أو سير العمل. في هذا النموذج ، يتم تحميل البيانات بشكل أساسي إلى أي نظام يحتاجها في شكلها الأصلي ويمكن بعد ذلك الوصول إليها للترجمة إلى نظام بعيد أو مستودع بيانات حيث سيتم إجراء التحليل. هذا يقلل من الاعتماد على معالجة المصدر ، ويحافظ على المحتوى الأصلي من أجل تحول أفضل أو أعمق مع تحسن التكنولوجيا. نحن نعمل على ELT في Esri ويبدو أننا وصلنا إلى القيمة الأساسية لهذا التغيير عندما أشرت إلى "إزالة E و T من ETL" في مؤتمر العام الماضي. يجعل ELT المحادثة تتغير جذريًا عن السيناريو الذي يجب فيه دائمًا ربط المستخدم خارج تجربة GIS للبحث أو الاستعلام عن النموذج بأكمله. عند تحميل البيانات مباشرة في نمط ELT ،

الأسطورة: GIS هو مستودع مثالي لمعلومات BIM

لدي كلمتان: "السجل القانوني". غالبًا ما تكون وثائق BIM هي السجل القانوني لقرارات العمل ومعلومات الامتثال ، ويتم تسجيلها لتحليل عيوب البناء والدعاوى القضائية ، وتقييم الضرائب والكود ، وكدليل على التسليم. في كثير من الحالات ، يجب على المهندسين المعماريين والمهندسين ختم أو التصديق على أن عملهم صالح ويفي بمتطلبات تخصصهم والقوانين أو الرموز المعمول بها.

في مرحلة ما ، من المتصور أن نظام المعلومات الجغرافية يمكن أن يكون نظام تسجيل لنماذج BIM ، لكن في هذه المرحلة ، أعتقد أن هذا بعد سنوات أو عقود ، مرتكزًا على أنظمة قانونية لا تزال إصدارات محوسبة من العمليات الورقية. نحن نبحث عن تدفقات العمل ، لربط الأصول في GIS بالأصول في مستودعات BIM ، بحيث يمكن للعملاء الاستفادة من التحكم في الإصدار والوثائق المطلوبة في عالم BIM جنبًا إلى جنب مع قدرة الخريطة ، لوضع معلومات الأصول في السياق الجغرافي المكاني الغني للتحليل والفهم والتواصل.

على غرار جزء "ميزات GIS" من المناقشة ، سيتم دعم تكامل المعلومات عبر مستودعات BIM و GIS بشكل كبير من خلال نماذج المعلومات الموحدة في GIS و BIM ، والتي تسمح للتطبيقات بربط المعلومات بشكل موثوق بين المجالين. هذا لا يعني أنه سيكون هناك نموذج معلومات واحد ، لالتقاط معلومات GIS و BIM. توجد اختلافات كثيرة جدًا في كيفية استخدام البيانات. لكننا نحتاج إلى التأكد من أننا نبني تقنية ومعايير مرنة يمكنها استيعاب استخدام البيانات على كلا النظامين الأساسيين بدقة عالية والحفاظ على محتوى البيانات.

كانت جامعة كنتاكي من أوائل العملاء الذين منحونا الوصول إلى محتوى Revit الخاص بهم. تستخدم UKy التحقق الدقيق من الرسم للتأكد من أن البيانات الصحيحة موجودة في بيانات BIM لدعم تشغيل وصيانة دورة الحياة الكاملة.

ملخص

التغييرات في قدرات الأجهزة والبرامج ، والانتقال إلى مجتمع رقمي قائم على البيانات ، تخلق فرصًا لدمج تقنيات ومجالات متنوعة لم تكن موجودة من قبل. يتيح لنا تكامل البيانات وسير العمل من خلال نظم المعلومات الجغرافية ونماذج BIM تحقيق قدر أكبر من الكفاءة والاستدامة وإمكانية السكن في المدن والجامعات وأماكن العمل التي تحيط بنا.

للاستفادة من التقدم التكنولوجي ، نحتاج إلى إنشاء فرق وشراكات متكاملة لاقتراح حلول للمشكلات المعقدة التي تؤثر على أنظمة بأكملها ، وليس تدفقات العمل المنفصلة والثابتة. يجب علينا أيضًا التحول بشكل أساسي إلى أنماط جديدة من التكنولوجيا ، والتي يمكن أن تعالج قضايا التكامل بشكل أكثر قوة ومرونة. يجب أن تكون أنماط التكامل GIS و BIM التي نتبناها اليوم "واقية من المستقبل" حتى نتمكن من العمل معًا نحو مستقبل أكثر استدامة.