多引擎BIM+GIS数据集成管理平台设计与开发

刘苇 李爽 宋百川 章啸程

上海勘测设计研究院有限公司 上海 200335

1 引言

随着工程数字化与智慧城市[1]等信息领域的快速发展，GIS服务和BIM服务在工程建设中起着至关重要的作用。崔桐赫，郭祥等[2]开发智能铁路BIM数字化建设管理系统，实现了设计、施工和各模块数据互联互通、信息高度共享；刘心怡，徐鹏[3]等基于GIS+BIM的工程全生命周期三维映射平台体系，以三维引擎为基础，集成GIS时空数据分析与参数化建模，实现了多层次信息融合；张婷婷[4]通过应用BIM+GIS技术，实现对整体项目的全程、全员、全专业的协同管理。

综上所述，BIM+GIS在各项目因不同应用需求而采用了不同的技术路线，形成大量的几何图形和数据服务，而这些服务数据的价值仅在其平台内部得到使用。因此，有必要开展BIM和GIS可视化与数据资源服务的统一管理，建设多引擎下BIM+GIS服务集成管理平台，最大限度的纳管不同项目的服务内容，以平台与对外接口支撑的方式为后续项目提供BIM+GIS服务统一管理方法。

2 平台研发

2.1 技术架构

本平台的技术架构可以分成数据层、服务层和应用层。

引擎层：三维可视化平台的底层支撑，为可视化平台提供基础的可视化数据，包括各大厂商的GIS平台（提供GIS服务的发布和管理）、BIM平台（存储和发布BIM模型）、自研的BIM和GIS技术平台、用于模型文件解析的转换服务等数据层：融合集成选型的BIM和GIS基础图形引擎，研究其中的可视化服务数据、自定义构件树数据、属性数据和编码数据等数据资源，构建整个平台的数据支撑。

服务层：标准化数据API、视图配置存储、构件树管理、BIM发布管理、GIS平台同步、GIS服务发布、服务数据提取、属性数据提取、报表定义和管理和编码规则管理等基础服务。

应用层：在数据和服务的基础上，针对各种业务需求开发的基础通用模块，包括但不限于编码及属性应用模块，直接面向用户来满足各个实际应用场景的通用需求。

终端：用户使用平台时采用的设备，平台侧根据设备展示方式提供不同的浏览方案和页面适配，保证不同客户端用户都有良好的使用体验。

2.2 数据库关键表设计

本章节选择功能对应数据库的关键表的表设计进行说明。

表1 服务信息表：Service

表2 文件信息表：FileInfo

表3 属性定义表：AttributeDefine

表4 报表信息表：ReportFormInfo

表5 构件树定义表：ComponentTreeDefineInfo

2.3 系统功能

平台分为三大功能模块，分别为首页、文件管理、服务管理。其中首页无业务性功能，均为基本信息展示功能，不做赘述。文件管理与服务管理为平台核心功能模块。

图1 功能架构图

（1）文件管理：文件管理模块分为三大功能，文件目录树支持管理各项目全过程产生的大量的电子文档资料，以及支持三维模型、二维图纸、地理矢量地图、遥感影像等BIM与GIS数据进行收集分类积累和检索利用等操作；文件维护支持文件上传、下载、重命名、删除、文档查阅、媒体文件播放、图纸查阅等功能；关联模型支持与已发布服务进行关联，可一键跳转至关联服务进行服务预览。

（2）服务管理：服务管理模块实现了地理信息资源和项目BIM、GIS、工程图文档等数据资源的整合，为其他业务应用提供数据共享服务，并能在此基础上实现BIM+GIS的持续应用开发需要。该模块整合了项目过程中涉及到的数据和服务，包括GIS服务管理、BIM模型管理、服务拼装三个部分，为个项目提供统一的数据汇聚和接口服务，实现模型数据的共享与交换。其中，GIS服务管理支持GIS服务的发布、外部引入、预览、版本管理、关联文件等功能；BIM服务管理支持BIM服务的发布、外部引入、预览、版本管理、关联文件、属性提取、属性管理、报表定制等功能。服务拼装支持以用户自定义配置BIM模型和基础数据的形式，创建适合业务应用需求的BIM+GIS场景和BIM场景，并且支持用户根据需求自主配置模型场景中需要使用的功能组件。

服务管理模块中BIM模型管理还支持属性管理、报表管理、构件树管理等属性数据的高级功能，为BIM属性数据的落地应用提供支持工具。

1、属性管理：数据管理主要通过对平台中的BIM数据服务和专题数据服务的读取解析获取具体数据信息，用户可以在提取到的属性数据基础上进行数据补充，可以采用手动或表格批量录入，录入后的数据能够被可视化平台统一的数据api获查询到。

2、报表管理：允许用户预先自定义输出数据报表的内容，用于快速查询和导出属性数据。例如当用户定义输出报表的关键字段位“构件id”和“构件名称”后，数据查询接口可以根据该字段进行查询输出。

3、构件树管理：为便于各专业信息模型的统一协调与组织，需要预先构建统一标准的各专业信息模型构件树。构件树将各专业信息模型按照树形结构进行管理，既可清楚地表述各构件的逻辑关系，又能实现信息模型构件在平台中的快速查找定位。

构件树业务逻辑如下：

（1）构件树定义，确定构件树各层级与模型服务各属性数据的逻辑关系。

（2）根据构建好的构件树定义，一键生成构件树实例。

（3）构件树定义可以以模板的形式进行复制，以便快捷的应用于其他模型服务。

3 结语

通过建设该平台，统一了BIM+GIS二三维模型源数据管理需求、统一了BIM+GIS二三维服务管理需求、统一了BIM+GIS三维数据属性管理需求，可为各项目提供通用性文件管理平台、二三维服务管理平台与三维模型属性数据基础数据库专项服务，以期为工程资产全生命周期管理、智慧化管理、智能建造管理等工程数字化项目提供必要的技术支撑与工具。