5 myter och 5 verkligheter av BIM - GIS-integration

Chris Andrews har skrivit en värdefull artikel vid en intressant tidpunkt, när ESRI och AutoDesk letar efter sätt att föra enkelheten med GIS till designväven som strävar efter att materialisera BIM som en standard inom ingenjörs-, arkitektur- och byggprocesser. Även om artikeln tar dessa två företags synvinkel är det en intressant synvinkel, även om den inte nödvändigtvis sammanfaller med strategierna från andra högtalare på marknaden som Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) och Imodel. js (Bentley). Vi vet att några av positionerna innan BIM var "en CAD som gör GIS" eller "en GIS som anpassar sig till CAD".

Lite historia ...

På 80- och 90-talet framkom CAD- och GIS-teknologier som konkurrenskraftiga alternativ för yrkesverksamma som behövde arbeta med rumslig information, som huvudsakligen bearbetades med papper. Under den eran begränsade programvarans sofistikering och hårdvarans funktioner kapaciteten för vad som kunde göras med datorstödd teknik, både för utarbetande och för kartanalys. CAD och GIS verkade vara överlappande versioner av datoriserade verktyg för att arbeta med geometrier och data som skulle producera pappersdokumentation.

I takt med att mjukvara och hårdvara har blivit mer avancerad och sofistikerad, har vi sett specialiseringen av all teknik runt omkring oss, inklusive CAD och GIS, och vägen till helt digitala (även kallade "digitaliserade") arbetsflöden. CAD-tekniken fokuserade initialt på att automatisera uppgifter från manuell ritning. Building Information Modeling (BIM), en process för att uppnå bättre effektivitet under design och konstruktion, har gradvis drivit BIM- och CAD-designverktyg bort från att skapa ritningar och mot intelligenta digitala modeller av verkliga tillgångar. . Modellerna som skapats i moderna BIM-designprocesser är sofistikerade nog att simulera konstruktion, hitta defekter tidigt i designen och generera mycket exakta uppskattningar – för budgetefterlevnad för dynamiskt föränderliga projekt, till exempel.

GIS har också differentierat och fördjupat sin kapacitet över tiden. Nu, GIS kan hantera tusentals miljoner händelser från sensorer bor visualiseringar från petabyte av modeller 3D och bilder till en webbläsare eller mobiltelefon, och prediktiv analys, komplex och upptrappning på flera noder utspridda bearbetning i molnet. Kartan, som började som ett analytiskt verktyg på papper, har omvandlats till en instrumentbräda eller kommunikationsportal för att syntetisera komplexa analyser på ett tolkbart sätt.

För att förverkliga den fulla potentialen hos integrerade arbetsflöden mellan BIM och GIS, kritiska områden som smarta städer och digitaliseras Engineering, måste vi undersöka hur dessa två världar kan gå längre än kompetensen hos industrin och närma sig arbetsflöden komplett digitaliserad, vilket gör att vi kan koppla bort från pappersprocesserna under de senaste hundra åren.

Myt: BIM är för ...

I GIS-samhället är en av de vanligaste sakerna jag ser och hör BIM-definitioner baserade på den yttre förståelsen för BIM-världen. Jag hör ofta att BIM är för administration, visualisering, 3D modellering eller att det bara är för byggnader, till exempel. Tyvärr är ingen av dessa verkligen vad BIM används för, även om det kan förlänga eller aktivera några av dessa funktioner eller funktioner.

I huvudsak är BIM en process för att spara tid och pengar och uppnå mycket tillförlitliga resultat under design- och byggprocessen. 3D-modellen som genereras under BIM-designprocesserna är en biprodukt av behovet av att samordna en viss design, fånga en struktur som den är, för att bedöma rivningskostnader eller tillhandahålla en juridisk eller avtalsenlig redogörelse för ändringar av en fysisk tillgång. . Visualisering kan vara en del av processen, eftersom det hjälper människor att förstå dynamiken, egenskaperna och estetiken i en föreslagen design.

Som jag lärde mig för länge sedan på Autodesk står 'B' i BIM för 'Build, verbet' inte 'Building, the noun'. Autodesk, Bentley och andra leverantörer har arbetat med industrin för att införa begreppen i BIM-processen, på områden som järnvägar, vägar och motorvägar, verktyg och telekommunikation. Varje byrå eller organisation, som hanterar och konstruerar fasta fysiska tillgångar, har ett intresse av att se till att deras konstruktions- och teknikentreprenörer använder BIM-processer.

BIM-data kan potentiellt användas i operativa arbetsflöden för kapitalförvaltning. Detta har till exempel noterats i det nya ISO-standarder för BIM, som har informerats genom standardiseringsprocessen i Storbritannien, som har upprättats under de senaste tio åren. Även om dessa nya förslag fokuserar på användningen av BIM-data under en tillgångs hela livscykel är det fortfarande klart att besparingar i byggkostnader, som anges i artikeln, är den viktigaste drivkraften för antagandet av BIM.

När det betraktas som en process blir integrering av GIS-teknik med BIM mycket mer komplicerat än att bara läsa grafik och attribut från en 3D-modell och visa dem i GIS. För att verkligen förstå hur information kan användas i BIM och GIS finner vi ofta att vi måste omdefiniera vårt koncept för byggnad eller väg och förstå hur kunder behöver använda ett brett spektrum av projektdata i geospatialt sammanhang. Vi fann också att fokusering på modellen ibland innebär att vi har förbisett de enklare, mer grundläggande arbetsflöden som är väsentliga för hela processen, till exempel att använda data som samlas in i fält exakt på en byggarbetsplats, för att länka platsen med modelldata för inspektion, inventering och kartläggning.

I slutändan kommer vi bara att uppnå gemensam förståelse och resultat om vi "korsar gapet" för att arbeta i kombinerade team som kan tillföra mångfald till problemlösning. Det är därför vi arbetar med Autodesk och andra partners i det här utrymmet.
Partnerskapet mellan Esri och Autodesk, som tillkännages för första gången på 2017, har varit ett utmärkt steg för att samla ett tvärvetenskapligt team för att ta itu med några av BIM-GIS-integrationsproblemen.

Myt: BIM tillhandahåller automatiskt GIS-funktioner

En av de svåraste begrepp att förmedla till en icke-specialist användare i BIM-GIS, är att även om BIM modellen ser ut precis som en bro eller en byggnad inte nödvändigtvis har de egenskaper som utgör definitionen av en byggnad eller bro för kartläggning ändamål eller av geospatial analys.
På Esri arbetar vi med nya erfarenheter för inbyggd navigering och resurshantering, som ArcGIS Indoors. Många användare har förväntat oss att med vårt arbete med Autodesk Revit-data kan vi automatiskt extrahera vanliga geometrier, såsom rum, utrymmen, planritningar, byggnadens fotavtryck och byggnadens struktur. Ännu bättre, vi kunde extrahera navigeringsnätet för att se hur en människa skulle korsa strukturen.

Alla dessa geometrier skulle vara mycket användbara för GIS-applikationer och för arbetsflöden för kapitalförvaltning. Ändå krävs ingen av dessa geometrier för att bygga byggnaden och finns i allmänhet inte i en Revit-modell.
Vi undersöker tekniker för att beräkna dessa geometrier, men vissa erbjuder komplexa forsknings- och arbetsflödesutmaningar som har stört branschen i flera år. Vad är vattentätt? Vad är en krympförpackning? Inkluderar den grunden? Vad sägs om balkonger? Vad är en byggnads fotavtryck? Inkluderar det överhäng? Eller är det bara strukturens skärningspunkt med marken?

För att säkerställa att BIM-modeller innehåller de funktioner som är nödvändiga för GIS-arbetsflöden, måste ägaroperatörer definiera specifikationerna för den informationen innan design och konstruktion påbörjas. I likhet med klassiska CAD-GIS-konverteringsarbetsflöden, där CAD-data valideras innan de konverteras till ett GIS, måste BIM-processen och den erhållna data specificera och inkludera egenskaper som skulle användas under hantering av en strukturs livscykel, om det är ett mål att skapa BIM-data.

Det finns organisationer runt om i världen, vanligtvis regeringar och operatörer av kontrollerade campus- eller tillgångssystem, som har börjat kräva att livscykelegenskaper och -attribut ingår i BIM-innehåll. I USA driver Government Services Administration nybyggnation genom BIM-krav och byråer som Veterans Administration har sträckt sig mycket för att detaljera BIM-element, såsom rum och utrymmen, som kommer att vara användbara i anläggningshantering efter att byggnaden har byggts. Vi har funnit att flygplatser, som Denver, Houston och Nashville, har noggrann kontroll över sina BIM-data och ofta har mycket konsekventa data. Jag har sett några bra samtal från SNCF AREP som byggde ett komplett BIM-program för järnvägsstationer, baserat på konceptet att BIM-data skulle användas i arbetsflöden för drift och kapitalförvaltning. Jag hoppas se mer av detta i framtiden.

Data som delas med oss ​​från George HW Bush Houston International Airport (visas här i Web AppBuilder) visar att om BIM-data är standardiserade, vanligtvis med hjälp av ritningsvalideringsverktyg, kan de systematiskt införlivas i GIS. . Vanligtvis ser vi konstruktionsinformation i BIM-modeller innan vi tittar på FM-relaterad information

Myt: Det finns ett filformat som kan ge BIM-GIS-integration

I klassiska arbetsflöden för affärsintegration kan en tabell eller ett format mappas till en annan tabell eller ett annat format för att på ett tillförlitligt sätt överföra information mellan olika tekniker. Av olika skäl är detta mönster alltmer otillräckligt för att hantera behoven hos ^tInformationsflöden från 21-talet:

• Informationen som är lagrad i filer är svår att överföra
• Tilldelningen av data via komplexa domäner har förluster
• Dataallokering innebär ofullständig duplicering av innehåll i systemen
• Datakartläggning är ofta enriktad
• Teknik, datainsamling och användarflöden ändras så snabbt att det garanteras att dagens gränssnitt kommer att vara mindre än vad morgondagens behov kräver

För att uppnå sann digitalisering måste den digitala representationen av en tillgång vara tillgänglig snabbt i en distribuerad miljö som kan moderniseras och uppdateras för att anpassa sig till mer komplexa frågor, analyser och inspektioner över tid och under hela processen. tillgångens användbara livslängd.

En datamodell kan inte omfatta allt som kan integreras i BIM och GIS i mycket olika branscher och kundbehov, så det finns inget enda format som kan fånga hela processen på ett sätt som kan nås snabbt och är dubbelriktad. Jag förväntar mig att integrationstekniker fortsätter att mogna över tid, eftersom BIM blir mer innehållsrikt och det finns ett behov av att använda BIM-data i samband med GIS för livscykelhantering, det kommer att bli mer kritiskt. för hållbar bosättning av människor.

Målet med BIM-GIS-integrationen är att göra det möjligt för arbetsflöden att skapa och hantera tillgångar. Det finns inga diskreta, väldefinierade överföringar mellan dessa två arbetsflöden.

Myt: Du kan inte direkt använda BIM-innehåll i GIS

I motsats till diskussionen om hur man hittar GIS-funktioner i BIM-data hör vi ofta att det varken är rimligt eller möjligt att direkt använda BIM-innehåll i GIS av skäl som sträcker sig från semantisk komplexitet, tillgångstäthet till tillgångsskala. Diskussionen om BIM-GIS-integration är vanligtvis inriktad på filformat och ETL-arbetsflöden för extrahera, transformera och ladda.

Vi använder faktiskt redan BIM-innehåll i GIS. Förra sommaren introducerade vi möjligheten att direkt läsa en Revit-fil i ArcGIS Pro. Vid den tiden kunde modellen interagera med ArcGIS Pro som om den bestod av GIS-funktioner och sedan omvandlas till andra standard GIS-format genom manuell ansträngning, om önskas. Med ArcGIS Pro 2.3 släpper vi möjligheten att publicera en ny typ av lager, ett lager av byggnadsplats , vilket gör det möjligt för en användare att inkapsla semantik, geometri och attributdetaljer för en Revit-modell i ett mycket skalbart format byggt för GIS-upplevelser. Byggnadens scenlager, som kommer att beskrivas i den öppna I3S-specifikationen, känns som en Revit-modell för användaren och möjliggör interaktion med standard GIS-verktyg och metoder.

Jag har varit fascinerad av att upptäcka att på grund av tillgängligheten av mer bandbredd, billigare lagring och billigare bearbetning går vi från 'ETL' till 'ELT' eller arbetsflöden. I den här modellen laddas data i huvudsak upp till alla system som behöver det i sin ursprungliga form och kan sedan nås för översättning till ett fjärrsystem eller datalager där analysen kommer att utföras. Detta minskar beroendet av källbearbetning och bevarar det ursprungliga innehållet för bättre eller djupare transformation när tekniken förbättras. Vi jobbar med ELT på Esri och det verkar som om vi har nått kärnvärdet för denna förändring när jag hänvisade till att "ta bort E och T från ETL" vid en konferens förra året. ELT gör att konversationen ändras radikalt från scenariot där användaren alltid måste länkas utanför GIS-upplevelsen för att söka eller fråga modellen i sin helhet. När du direkt laddar in data i ELT-mönstret,

Myt: GIS är det perfekta förvaret för BIM-information

Jag har två ord: "rättsligt dokument". BIM-dokumentation är ofta det juridiska dokumentet för affärsbeslut och efterlevnadsinformation, registrerat för analys av byggfel och rättegångar, skatt- och kodutvärdering och som bevis på leverans. I många fall måste arkitekter och ingenjörer stämpla eller intyga att deras arbete är giltigt och uppfyller kraven i deras specialitet och tillämpliga lagar eller koder.

Vid något tillfälle kan det tänkas att GIS kan vara ett system för rekord för BIM-modeller, men vid denna tidpunkt tror jag att detta är år eller årtionden borta, förankrat av juridiska system som fortfarande är datoriserade versioner av pappersprocesser. Vi letar efter arbetsflöden för att länka tillgångar i GIS till tillgångar i BIM-arkiv, så att kunder kan dra nytta av versionskontroll och dokumentation som behövs i BIM-världen tillsammans med kartans förmåga att placera tillgångsinformation i en rik geospatialt sammanhang för analys och förståelse och kommunikation.

I likhet med "GIS-funktioner"-delen av diskussionen, kommer integrering av information över BIM- och GIS-förråd att få stor hjälp av standardiserade informationsmodeller i GIS och BIM, som gör att applikationer kan länka information på ett tillförlitligt sätt mellan de två domänerna. Det betyder inte att det kommer att finnas en enda informationsmodell, för att fånga både GIS- och BIM-information. Det finns för många skillnader i hur uppgifterna ska användas. Men vi måste se till att vi bygger flexibel teknik och standarder som kan rymma dataanvändning på båda plattformarna med hög tillförlitlighet och bevarande av datainnehåll.

University of Kentucky var en av de första kunderna som gav oss tillgång till deras Revit-innehåll. UKy använder rigorös ritningsvalidering för att säkerställa att rätt data finns i BIM-data för att stödja fullständig livscykel O&M.

Sammanfattning

Förändringar i hårdvaru- och mjukvarukapacitet och övergången till ett digitaliserat, datadrivet samhälle skapar möjligheter att integrera olika tekniker och domäner som aldrig funnits tidigare. Integrationen av data och arbetsflöden genom GIS och BIM gör det möjligt för oss att uppnå större effektivitet, hållbarhet och bebygglighet för de städer, campus och arbetsplatser som omger oss.

För att dra nytta av tekniska framsteg måste vi skapa integrerade team och partnerskap för att föreslå lösningar på komplexa problem som påverkar hela system, inte diskreta, statiska arbetsflöden. Vi måste också i grunden övergå till nya teknikmönster, som kan hantera integrationsfrågor mer robust och flexibelt. De GIS- och BIM-integrationsmönster vi antar idag måste vara "framtidssäkrade" så att vi kan arbeta tillsammans mot en mer hållbar framtid.