5 mýtů a 5 realit integrace BIM - GIS

Chris Andrews napsal cenný článek v zajímavé době, kdy ESRI a AutoDesk hledají způsoby, jak vnést jednoduchost GIS do konstrukční struktury, která se snaží zhmotnit BIM jako standard v inženýrských, architektonických a konstrukčních procesech. Článek sice zaujímá úhel pohledu těchto dvou společností, ale je to pohled zajímavý, i když se nemusí nutně shodovat se strategiemi jiných reproduktorů na trhu jako jsou Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) a Imodel. js (Bentley). Víme, že některé pozice před BIM byly „CAD, který dělá GIS“ nebo „GIS, který se přizpůsobuje CAD“.

Trochu historie ...

V 80. a 90. letech se technologie CAD a GIS ukázaly jako konkurenční alternativy pro profesionály, kteří potřebovali pracovat s prostorovými informacemi, které byly zpracovávány hlavně prostřednictvím papíru. V té době sofistikovanost softwaru a schopnosti hardwaru omezovaly rozsah toho, co bylo možné provést pomocí technologie podporované počítačem, a to jak při vytváření návrhů, tak při analýze map. CAD a GIS vypadaly jako překrývající se verze počítačových nástrojů pro práci s geometriemi a daty, které by vytvářely papírovou dokumentaci.

Jak se software a hardware staly pokročilejšími a sofistikovanějšími, viděli jsme specializaci všech technologií kolem nás, včetně CAD a GIS, a cestu k plně digitálním (nazývaným také „digitalizovaným“) pracovním postupům. Technologie CAD se zpočátku zaměřovala na automatizaci úloh z ručního kreslení. Building Information Modeling (BIM), proces pro dosažení lepší efektivity při navrhování a konstrukci, postupně vytlačil BIM a CAD návrhářské nástroje od vytváření výkresů směrem k inteligentním digitálním modelům reálných aktiv. Modely vytvořené v moderních procesech návrhu BIM jsou dostatečně sofistikované, aby simulovaly konstrukci, nacházely defekty v rané fázi návrhu a generovaly vysoce přesné odhady – například pro dodržení rozpočtu u dynamicky se měnících projektů.

GIS také rozlišoval a prohloubil své schopnosti v průběhu času. Nyní, GIS zvládne tisíce milionů událostí z čidel žijí vizualizací z petabajtů modelů 3D a snímků do prohlížeče nebo mobilního telefonu, a prediktivní analytiku, složitý a eskalace na více uzlů rozptýlených zpracování v oblačnosti Mapa, která začala jako analytický nástroj na papíře, byla přeměněna na palubní desku nebo komunikační portál, aby bylo možné syntetizovat složité analýzy lidsky interpretovatelným způsobem.

Chcete-li plně využít potenciál integrovaných pracovních postupů mezi BIM a GIS, kritické domény, jako jsou inteligentní města a digitalizované inženýrství, musíme prozkoumat, jak se tyto dva světy mohou jít nad rámec pravomocí odvětví a posun směrem k workflow kompletní digitalizace, což nám umožní odpojit se od papírových procesů posledních sto let.

Mýtus: BIM je pro ...

V komunitě GIS je jednou z nejčastějších věcí, které vidím a slyším, definice BIM založená na vnějším pochopení světa BIM. Často jsem slyšel, že BIM je pro správu, vizualizaci, modelování 3D nebo že je to jen pro budovy. Bohužel, žádný z nich není opravdu pro BIM, i když může rozšířit nebo povolit některé z těchto funkcí nebo funkcí.

BIM je v zásadě proces, který šetří čas a peníze a dosahuje vysoce spolehlivých výsledků během procesu návrhu a konstrukce. 3D model generovaný během procesu navrhování BIM je vedlejším produktem potřeby koordinovat konkrétní návrh, zachytit strukturu tak, jak je, posoudit demoliční náklady nebo poskytnout právní nebo smluvní záznam změn fyzického majetku. . Vizualizace může být součástí procesu, protože pomáhá lidem porozumět dynamice, charakteristikám a estetice navrhovaného designu.

Jak jsem se už dávno dozvěděl na Autodesku, „B“ v BIM znamená „Build, sloveso“, nikoli „Building, podstatné jméno“. Autodesk, Bentley a další prodejci spolupracovali s průmyslem na zavedení konceptů procesu BIM v oblastech, jako jsou železnice, dálnice a dálnice, veřejné služby a telekomunikace. Jakákoli agentura nebo organizace, která spravuje a buduje fixní fyzická aktiva, má skutečný zájem na zajištění toho, aby jejich dodavatelé v oblasti designu a inženýrství používali procesy BIM.

Data BIM lze potenciálně použít v provozních pracovních tocích pro správu aktiv. To bylo zaznamenáno například v novém ISO normy pro BIM, které byly informovány prostřednictvím standardizačního procesu norem Spojeného království zavedeného za posledních 10 let. I když se tyto nové návrhy zaměřují na využití dat BIM, v celém životním cyklu aktiva je stále jasné, že úspory stavebních nákladů, jak je uvedeno v článku, jsou hlavní hnací silou pro přijetí BIM.

Při pohledu na proces se integrace technologie GIS s BIM stává mnohem složitější než pouhé čtení grafiky a atributů z 3D modelu a jejich zobrazování v GIS. Abychom skutečně pochopili, jak lze informace použít v BIM a GIS, často zjistíme, že musíme předefinovat náš koncept budovy nebo silnice, a pochopíme, jak klienti potřebují používat širokou škálu dat projektu v geoprostorovém kontextu. Zjistili jsme také, že zaměření na model někdy znamená, že jsme přehlédli jednodušší a základní pracovní postupy, které jsou zásadní pro celý proces, například přesné použití dat shromážděných v terénu na staveništi, aby propojit místo s údaji modelu pro kontrolu, inventarizaci a průzkum.

V konečném důsledku dosáhneme společného porozumění a výsledků pouze tehdy, pokud „překročíme mezeru“ při práci v kombinovaných týmech, které mohou přinést rozmanitost do řešení problémů. Proto v tomto prostoru spolupracujeme s Autodeskem a dalšími partnery.
Partnerství mezi společnostmi Esri a Autodesk, které bylo poprvé představeno v 2017, bylo skvělým krokem k vytvoření multidisciplinárního týmu, který by se zabýval některými otázkami integrace BIM-GIS.

Mýtus: BIM automaticky poskytuje funkce GIS

Jedním z nejtěžších pojmů zprostředkovat na nespecializované uživatele BIM-GIS, je skutečnost, že ačkoli model BIM vypadá přesně jako most nebo budovu nemusí nutně mít vlastnosti, které tvoří definici budovy nebo mostu pro účely mapování nebo geoprostorové analýzy.
Ve společnosti Esri pracujeme na nových zkušenostech s vestavěnou navigací a správou zdrojů, jako je ArcGIS Indoors. Mnoho uživatelů očekávalo, že při naší práci s daty aplikace Autodesk Revit můžeme automaticky extrahovat běžné geometrie, jako jsou místnosti, prostory, půdorysy, půdorys budovy a struktura budovy. Ještě lépe bychom mohli extrahovat navigační síť a zjistit, jak by člověk procházel strukturou.

Všechny tyto geometrie by byly velmi užitečné pro aplikace GIS a pro pracovní toky správy aktiv. Přesto žádná z těchto geometrií není pro konstrukci budovy nutná a v modelu aplikace Revit obecně neexistují.
Zkoumáme technologie pro výpočet těchto geometrií, ale některé nabízejí složité výzvy v oblasti výzkumu a pracovního toku, které v tomto odvětví přetrvávaly roky. Co je vodotěsný? Co je stavební smršťovací fólie? Zahrnuje to nadaci? A co balkóny? Jaká je stopa budovy? Zahrnuje převisy? Nebo je to jen průsečík konstrukce se zemí?

Aby bylo zajištěno, že modely BIM obsahují funkce nezbytné pro pracovní toky GIS, budou muset operátoři vlastníků definovat specifikace těchto informací před zahájením návrhu a výstavby. Podobně jako u klasických pracovních postupů převodu CAD-GIS, ve kterých jsou data CAD před převodem do GIS ověřena, musí proces BIM a získaná data specifikovat a zahrnovat charakteristiky, které by byly použity během řízení životního cyklu struktury, pokud je to cíl vytváření BIM dat.

Po celém světě existují organizace, obvykle vlády a provozovatelé řízených kampusů nebo systémů aktiv, které začaly vyžadovat, aby byly do obsahu BIM zahrnuty charakteristiky a atributy životního cyklu. V USA prosazuje Správa vládních služeb novou výstavbu prostřednictvím požadavků BIM a agentury, jako je Správa veteránů, šly do velké míry, aby podrobně popsaly prvky BIM, jako jsou místnosti a prostory, které budou užitečné v správa zařízení po vybudování budovy. Zjistili jsme, že letiště, jako jsou Denver, Houston a Nashville, mají přísnou kontrolu nad svými údaji BIM a často mají vysoce konzistentní data. Viděl jsem několik skvělých rozhovorů ze strany SNCF AREP, které vytvořily kompletní BIM program pro železniční stanice, založený na konceptu, že BIM data budou použita v operacích a pracovních postupech správy majetku. Doufám, že toho v budoucnu uvidím více.

Data sdílená s námi z mezinárodního letiště George HW Bushe Houston (zobrazená zde na webu AppBuilder) ukazují, že pokud jsou data BIM standardizována, obvykle prostřednictvím nástrojů pro ověřování výkresů, pak je lze systematicky začlenit do GIS. . Typicky vidíme stavební informace v modelech BIM před zobrazením informací souvisejících s FM

Mýtus: existuje formát souboru, který může poskytnout integraci BIM-GIS

V klasických pracovních postupech podnikové integrace lze jednu tabulku nebo formát namapovat na jinou tabulku nebo formát, aby bylo možné spolehlivě umožnit přenos informací mezi různými technologiemi. Z různých důvodů je tento vzorec stále méně vhodný pro zvládnutí potřeb ^tInformační toky století 21:

• Informace uložené v souborech jsou obtížné předávat
• Přidělení dat přes složité domény má ztráty
• Přidělení dat znamená neúplné zdvojení obsahu v systémech
• Mapování dat je často jednosměrné
• Technologie, shromažďování dat a uživatelské pracovní postupy se mění tak rychle, že je zaručeno, že dnešní rozhraní bude menší než to, co zítra bude vyžadovat

K dosažení skutečné digitalizace musí být digitální reprezentace aktiva rychle dostupná v distribuovaném prostředí, které lze modernizovat a aktualizovat tak, aby se přizpůsobovalo složitějším dotazům, analýzám a kontrolám v průběhu času a během celého procesu. životnost aktiva.

Jeden datový model nemůže zahrnovat vše, co by mohlo být integrováno do BIM a GIS napříč velmi rozmanitými průmyslovými odvětvími a potřebami zákazníků, takže neexistuje jediný formát, který by dokázal zachytit celý tento proces způsobem, který je je rychle přístupný a je obousměrný. Doufám, že integrační technologie budou v průběhu času dále dozrávat, protože BIM se stává bohatším na obsah a je potřeba používat BIM data v kontextu GIS pro správu aktiv po celou dobu životnosti, stane se kritičtější. pro udržitelné bydlení lidí.

Cílem integrace BIM-GIS je umožnit pracovním tokům vytvářet a spravovat aktiva. Mezi těmito dvěma pracovními toky neexistují žádné diskrétní a dobře definované převody.

Mýtus: Nemůžete přímo používat obsah BIM v GISu

Na rozdíl od diskuse o tom, jak najít funkce GIS v datech BIM, často slyšíme, že není rozumné ani možné přímo používat obsah BIM v GIS z důvodů od sémantické složitosti, hustoty aktiv až po stupnice aktiv. Diskuse o integraci BIM-GIS je obecně zaměřena na formáty souborů a pracovní postupy Extract, Transform a Load (ETL).

Ve skutečnosti již přímo využíváme obsah BIM v GIS. Loni v létě jsme představili možnost přímo číst soubor Revit v ArcGIS Pro. V tomto okamžiku by model mohl interagovat s ArcGIS Pro, jako by se skládal z funkcí GIS, a poté by mohl být ručně převeden na jiné standardní formáty GIS, pokud je žádoucí. S ArcGIS Pro 2.3 uvolňujeme možnost publikovat nový typ vrstvy, vrstva stavební scény , který umožňuje uživateli zapouzdřit sémantiku, geometrii a podrobnosti atributů modelu aplikace Revit ve vysoce škálovatelném formátu vytvořeném pro prostředí GIS. Vrstva scény budovy, která bude popsána v otevřené specifikaci I3S, se uživateli zdá jako model aplikace Revit a umožňuje interakci pomocí standardních nástrojů a postupů GIS.

Fascinovalo mě, když jsem zjistil, že kvůli dostupnosti větší šířky pásma, levnějšímu úložišti a levnějšímu zpracování přecházíme z „ETL“ na „ELT“ nebo pracovní toky. V tomto modelu se data v zásadě nahrávají do jakéhokoli systému, který je potřebuje ve své nativní podobě, a poté k nim lze přistupovat pro překlad do vzdáleného systému nebo datového skladu, kde bude provedena analýza. To snižuje závislost na zpracování zdroje a zachovává původní obsah pro lepší nebo hlubší transformaci, jak se technologie vylepšuje. Pracujeme na ELT v Esri a zdá se, že jsme zasáhli základní hodnotu této změny, když jsem na konferenci v loňském roce odkazoval na „odstranění E a T z ETL“. Díky ELT se konverzace radikálně změní od scénáře, ve kterém musí být uživatel vždy propojen mimo prostředí GIS, aby mohl prohledat nebo dotazovat celý model. Při přímém načítání dat do vzoru ELT

Mýtus: GIS je perfektní repozitář pro informace BIM

Mám dvě slova: „právní záznam“. Dokumentace BIM je často právním záznamem obchodních rozhodnutí a informací o shodě, zaznamenaná pro analýzu stavebních vad a soudních sporů, vyhodnocení daní a kódů a jako doklad o dodání. V mnoha případech musí architekti a inženýři otisknout razítko nebo potvrdit, že jejich práce je platná a splňuje požadavky jejich specializace a příslušných zákonů nebo kodexů.

V určitém okamžiku je možné, že by GIS mohl být systémem záznamu pro modely BIM, ale v tomto okamžiku si myslím, že je to roky nebo desítky let, zakotvené právními systémy, které jsou stále počítačovými verzemi papírových procesů. Hledáme pracovní postupy, abychom propojili aktiva v GIS s aktivy v úložištích BIM, aby klienti mohli využívat výhod správy verzí a dokumentace potřebné ve světě BIM spolu se schopností mapy umístit informace o aktivech do bohatý geoprostorový kontext pro analýzu, porozumění a komunikaci.

Podobně jako v části diskuse o „funkcích GIS“ bude integraci informací napříč BIM a úložišti GIS výrazně napomáhat standardizované informační modely v GIS a BIM, které aplikacím umožňují spolehlivě propojovat informace mezi těmito dvěma doménami. To neznamená, že bude existovat jeden informační model, který bude zachycovat jak GIS, tak BIM informace. Existuje příliš mnoho rozdílů ve způsobu použití dat. Musíme se však ujistit, že vytváříme flexibilní technologii a standardy, které dokážou přizpůsobit využití dat na obou platformách s vysokou věrností a zachováním datového obsahu.

University of Kentucky byl jedním z prvních zákazníků, kteří nám poskytli přístup k jejich obsahu v aplikaci Revit. UKy používá důkladné ověření výkresu, aby se ujistil, že v datech BIM jsou správná data, aby podporoval celý životní cyklus O&M.

Shrnutí

Změny kapacity hardwaru a softwaru a přechod k digitalizované společnosti založené na datech vytvářejí příležitosti k integraci různých technologií a domén, které nikdy předtím neexistovaly. Integrace dat a pracovních toků prostřednictvím GIS a BIM nám umožňuje dosáhnout vyšší efektivity, udržitelnosti a obyvatelnosti měst, areálů a pracovišť, která nás obklopují.

Abychom využili technologický pokrok, musíme vytvořit integrované týmy a partnerství, abychom navrhli řešení složitých problémů, které ovlivňují celé systémy, nikoli diskrétní statické pracovní postupy. Musíme také zásadně přejít k novým technologickým vzorům, které mohou problémy integrace řešit robustněji a pružněji. Vzorce integrace GIS a BIM, které dnes přijímáme, musí být „odolné vůči budoucnosti“, abychom mohli společně pracovat na udržitelnější budoucnosti.