GIS与BIM集成在城市建筑规划中的运用研究

【摘要】伴随着城市现代化建设不断深入，城市建筑规划问题愈发突出，逐渐成为城市规划发展主要内容。城市建筑规划不仅可以合理开发利用城市土地资源，满足当前社会日益上涨的住房需求，还能够优化城市布局，提升城市整体形象。因此，为进一步完善城市建筑规划内容应加强其与GIS与BIM集成技术的不断融合。基于此，本文立足GIS与BIM概念解读，分析城市建筑规划发展的重要性，并研究GIS与BIM集成在城市建筑规划中的具体运用，仅为相关学者研究提供参考。

【关键词】GIS与BIM集成技术；城市现代化建筑规划；运用研究

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.017

随着现代化科学技术迅速发展，建筑行业新兴技术层出不穷，其中GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的运用，不仅可以促使城市建筑功能最优化，从而为城市居民提供更加便捷、舒适、实用的服务，还能够合理规划与充分利用城市土地、自然、水利、人文等资源，从而有效避免资源浪费，进而确保城市建筑规划的生态环保效值。基于此，为有效推动城市快速可持续发展，必须加强GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的运用，由此为城市居民提供良好生活环境的同时完善城市规划建设。

1、GIS与BIM概念解读

1.1 GIS技术

GIS技术（地理信息系统技术）是集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统，在城市建筑规划中可以及时对城市土地资源变化信息进行自动化分析处理[1]。此外，地理信息系统技术与遥感技术和全球定位系统技术被称为3S测绘技术，是新时代现代化技术不断研发，为满足社会发展应运而生的新型建筑工程测量技术。GIS技术在建筑工程测量中的实际运用不仅可以改善原工程测量数据误差现象，还能够为建筑工程建设提供先进工程测量技术支持，提升工程质量。

1.2 BIM技术

BIM技术是随着信息技术迅猛发展为进一步满足建筑行业需求所应运而生的一种以计算机为载体、以三维信息技术为核心的先进技术[2]。BIM技术具有“可模拟、可计算、可视化”等优势，在城市建筑规划中能够将相关设计图纸三维立体化、透视化，使工作人员可以全方位观察城市建筑规划设计的合理性。BIM技术除在建筑设计中得以广泛应用外，还被推广普及于管理、运营等行业领域中，有学者认为BIM技术是一种数字化技术，但同时也有学者否定该含义，认为其是一种信息化管理思维。

2、城市建筑规划发展的重要性

城市道路，桥梁，地铁以及基于政府责任和义务为居民提供有偿或无偿公共产品和服务的各种建筑物、构筑物都属于城市规划内容[3]。而随着我国城乡一体化建设不断深入，致使大量农村人口开始向城市流动聚集，从而导致城市住房问题愈发突出，因此，为促进城市健康发展，加强城市建筑规划建设十分重要。基于此，为保证城市规划工作成效，需要加强城市建筑规划重点控制。与此同时，城市建筑规划是城市规划的主要构成部分，主要涉及城市公共建筑、民用建筑、商业建筑。在城市建筑规划体系中的建筑物并不都属于无偿性质，其中一部分建筑物的使用仍然是有偿的。

基于此，自改革开放后我国城市化进程不断加快，近几年城市化已经步入快速发展阶段，因此，目前各城市发展中所需要的公共基础设施与建筑物数量大幅度上升，所以，为保证城市现代化建设发展，加强城市建筑规划建设尤为重要，能让城市在新时期背景下焕发新的生机[4]。

3、GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的运用

3.1 在城市土地开发整理中的运用

第一，发掘城市土地资源存量潜力。由于现代化建设进程加快以及村镇建设规划管理，致使大部分工厂迁移到特定工业园区内，而农村住宅也向城镇迁移，促使其占地面积逐渐规整化，土地资源零碎化现象减轻。基于此，可以利用现代GIS与BIM集成技术对城市建筑空间进行重新规划，发掘城市土地资源存量潜力，将发生土地资源变化区域进行有效整合，便于后续城市建筑规划建设利用[5]。

第二，优化生态环境。在社会主义现代化建设中，各种不可再生资源利用率大大增加，生态平衡遭到破坏，以煤矿资源为例。在对矿山进行开采时，不可避免地会对矿山以及矿山周围城市环境造成破坏，而为了有效恢复矿山地区城市生态环境平衡，可以利用现代GIS与BIM集成技术对依矿山而建的城市土地资源进行调查分析，根据GIS与BIM集成技术的信息化调查结果，对城市生态进行复原，从而在一定周期内改善生态环境。

第三，灾区土地开发整理。由于我国社会经济发展较快，各种工业污染加重，导致洪水、地震、台风等自然灾害频发，而发生自然灾害的地区内的房屋、田地都会受到严重破坏。基于此，为在短时间内恢复灾区生产发展和重建，可以利用GIS与BIM集成技术对受灾区域进行土地资源调查勘探，从而制定灾后土地资源整理和开发方案，在最短时间内使城市恢复生机。

3.2 在城市建筑分布更新调查中的运用

GIS与BIM集成技术在城市建筑分布更新调查中具有显著成效。GIS与BIM集成技术在城市建筑分布更新调查过程中可以根据原有的建筑分布数据，结合遥感技术和全球定位系统技术，基于卫星技术、航空影像对城市建筑进行多层次、多角度、全方面调查。

首先，遥感技术在城市建筑分布更新调查中具有实时、高校、快速扥等优势，可以及时感测到建筑信息的变化。其次，土地资源变化中的具体图斑可以通过GPS测绘技术进行调查获取，GPS测绘技术对变化图斑调查结果的精准度较高。最后，GIS技术（地理信息系统技术）是集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系統，在城市建筑分布更新调查中可以及时对建筑变化信息进行自动化分析处理。

除上述GIS技术与其他现代建筑技术在城市建筑分布更新调查中的技术应用外，在城市建筑分布更新调查中也可用BIM技术对GIS技术反馈结果进行系统性整合、建档或成立数据库，从而可以更好地对城市建筑变化信息进行研究分析，以便为城市建筑规划提供充分的数据支持[6]。

3.3 在城市建筑测量中的运用

BIM技术在城市建筑规划运用中，可以通过三维测量技术对建筑物的体积、面积、高度、宽度、石方用量、钢材水泥用量、填挖方等内容进行全方位计算，从而通过计算确定资源数量，避免资源浪费，同时还能够通过计算结果确保建筑各个标准参数更加精准、科学、合理，进而保证建筑质量安全。

但在建筑较为密集区域对建筑进行三维测量时，单用BIM技术，难度则较大，不仅用时较长且精准度会产生一定偏差。而GIS与BIM集成技术的合理运用，则可以完美解决这一难点问题。GIS与BIM集成技术的运用可以将建筑所有涵盖的信息通过三维建筑模型呈现出来，不仅可以清晰明了掌握建筑高度、长度等基本信息，还能够测量出建筑的角度值，进而为城市建筑规划奠定精准的建筑数据信息基础[7]。

3.4 在城市建筑保温中的运用

随着绿色建筑理念的不断深入，物业供暖虽然可以为建筑提供充足的保温效用，但其造成的能源浪费对生态环保具有一定影响，因此，为较少物业供暖所带来的能源浪费，在城市建筑规划时应侧重建筑物日照层面带来的保温作用。

季节、时间、地理位置、建筑物结构等多方位因素均会影响建筑日照，因此，为计算主建筑物最佳日照效果，应利用GIS与BIM集成技术将所有相关数据进行计算分析，并将计算结果与建筑三维图像进行结合，从而展示出最后的光影效果，进而使建筑规划方案得以优化，保证建筑物能够达到充分的日照。

4、GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的思考

伴随着城市建筑规划不断深入，各个环节流程中的重点要素也在不断增加，并成为影响城市建筑规划质量的关键，因此，加强城市建筑规划要点思考，通过GIS与BIM集成技术对各个重点要素进行优化是城市建筑规划不断发展中需要关注的重点问题。城市建筑规划要点如下：

第一，施工工期。科学、合理的施工工期规划和制定是城市建筑规划建设过程中的重点要素之一，是确保城市建筑工程能够在有效期间内顺利开展和竣工的基础要素。以樟树市某棚户区改造工程为例，其工期为730自然日，因此，为确保棚户区在工期内顺利竣工，需要针对工程实际概况，基于施工质量前提下，设计和实施施工进度表、施工进度网络图等内容。

第二，安全生产。在城市建筑项目工程施工现场，多台设备同时运行是一种常见现象，是保证施工效率的重要方法，但与此同时，多台设备的同时运行也可能对现场施工人员造成安全危害。基于此，安全生产是城市建筑规划建设中的重点要素之一，要通过系统的、有效的措施以来保证施工现场安全。

第三，文明施工。城市建筑规划建设过程中所产生的施工噪声和建筑垃圾是无法避免的，但针对施工过程中所产生的垃圾进行无害化处理以及在施工进行中加强文明施工理念倡导是城市建筑规划的重点要素之一。在城市建筑项目工程建设过程中文明施工的实施可以基于较为的完善的施工方案和管理制度实现。

第四，质量管理。质量管理贯穿施工始终，是城市建筑规划的核心要素。高效的质量管理可以确保市城市建筑施工材料安全、施工步骤紧扣、施工细节完善，同时，也是保证建筑使用年限，保障使用者生命财产安全的重点。基于此，在城市建筑规划过程中，应建立完善的质量管理制度与落实精细化监理，做到自检自控。

基于上述城市建筑规划要点可见，可以利用GIS与BIM集成技术对各个重点要素进行优化。

例如，为管理与控制好施工工期，需要进一步完善施工现场管理控制体系，因此，可以利用GIS与BIM集成技术结合施工方案、图纸、土质、环境以及施工企业自身所具备的施工技术、设备、经验等制动一份系统性、完整性、可操作性的施工方案，与此同时，还能够构建三维可视化建筑模型，为工作人员提供技术支持。

又如，为进一步加强城市建筑工程质量把控，可以利用GIS与BIM集成技术分析施工环节各个重要节点以及要求施工单位严格按照三维建筑图纸进行施工，同时，还应对施工现场物料以及各施工环节进行质量把控，并制定一系列验收标准，如：（1）深入现场，全面掌握城市建筑工程施工动态，从而对施工情况做到心里有数。（2）对施工队伍是否根据建筑图纸进行施工进行监督管理，把控房屋工程质量。（3）对建筑材料供应商是否依据购销合同要求进行供货监督管理，从而做好建筑材料追本溯源，进一步保证建筑材料质量。（4）准确把握市政房屋现场施工进度节点，实时监测和审核施工队伍的项目施工进度是否符合其所提报的项目工程施工进度计划表。（5）及时掌握设计变更内容，并与施工团队负责人进行沟通处理，保证施工质量。（6）快速地对事前、事后风险以及施工现场突发问题提出解决办法。而基于环节较多，为确保各个环节之间的信息共享效率，可以再次利用GIS与BIM集成技术对项目信息进行汇总，从而构建项目信息集成管理平台，进而便于工作人员及时掌握城市建筑规划信息。

结语：

城市建筑规划是以便民、利民、惠民为宗旨的建设工程，是提高人民生活水平和对外开放水平的基本条件。随着城市现代化建设不断深入以及城市人口密度不断增加，致使作为城市规划主要构成的城市建筑规划成为城市生存和发展必不可少的物质基础。基于此，立足现代化GIS与BIM集成技术，加强GIS与BIM集成技术在城市建筑规划中的全方位融合运用对促进城市快速发展具有重要作用。

参考文献：

[1]赵虹.城市建筑规划中GIS与BIM集成的运用研究[J].建材与装饰，2018（06）：107-108.

[2]王宁，楼岱，陈大庆，杨冰，郭宏智，任福民.基于“BIM+GIS”技术的建筑垃圾精准管控信息管理平台研究初探[J].环境工程，2020，38（03）：46-50.

[3]张耀文.基于GIS视线分析的山地城市建筑高度控制方法及其应用——以黄龙县老城区为例[J].城市建设理论研究（电子版），2019（34）： 14-15.

[4]徐晓鹏，童昌义.GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用探索[J].信息系统工程，2019（09）：33.

[5]王少廷.基于GIS城市建筑消防疏散系统的设计与实现[D].湖南大学，2019.

[6]胡星辰，叶旭，李帅.基于BIM的智慧城市建设研究[J].現代物业（中旬刊），2019（05）： 170-171.

[7]吴红波，贾欣，王慎.基于MapGIS、BIM和SketchUp平台的三维数字城市精细建模与实现[J].城市勘测，2018（03）：19-24.

作者简介：

张潘，女，出生年月：1985年4月，湖北武汉人，汉族，硕士研究生，武汉城市学院城建学部讲师，研究方向：城市规划与设计。