5 miti e 5 realtà dell'integrazione BIM - GIS

Chris Andrews ha scritto un articolo prezioso in un momento interessante, quando ESRI e AutoDesk sono alla ricerca di modi per portare la semplicità del GIS nel tessuto di progettazione che si sforza di materializzare il BIM come standard nei processi di ingegneria, architettura e costruzione. Sebbene l'articolo prenda il punto di vista di queste due aziende, è un punto di vista interessante, anche se non coincide necessariamente con le strategie di altri diffusori sul mercato come Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) e Imodel. js (Bentley). Sappiamo che alcune delle posizioni prima del BIM erano "un CAD che fa GIS" o "un GIS che si adatta al CAD".

Un po 'di storia ...

Negli anni '80 e '90, le tecnologie CAD e GIS sono emerse come alternative competitive per i professionisti che avevano bisogno di lavorare con le informazioni spaziali, elaborate principalmente attraverso la carta. In quell'epoca, la sofisticazione del software e le capacità dell'hardware limitavano la portata di ciò che poteva essere fatto con la tecnologia assistita dal computer, sia per la stesura che per l'analisi delle mappe. CAD e GIS sembravano essere versioni sovrapposte di strumenti computerizzati per lavorare con geometrie e dati che avrebbero prodotto documentazione cartacea.

Man mano che il software e l'hardware sono diventati più avanzati e sofisticati, abbiamo assistito alla specializzazione di tutte le tecnologie intorno a noi, inclusi CAD e GIS, e il percorso verso flussi di lavoro completamente digitali (chiamati anche "digitalizzati"). La tecnologia CAD inizialmente si concentrava sull'automazione delle attività dal disegno manuale. Il Building Information Modeling (BIM), un processo per ottenere una migliore efficienza durante la progettazione e la costruzione, ha gradualmente allontanato gli strumenti di progettazione BIM e CAD dalla creazione di disegni e verso modelli digitali intelligenti di risorse del mondo reale. I modelli creati nei moderni processi di progettazione BIM sono sufficientemente sofisticati da simulare la costruzione, trovare difetti nelle prime fasi della progettazione e generare stime estremamente accurate, ad esempio per la conformità al budget su progetti che cambiano dinamicamente.

GIS ha anche differenziato e approfondito le sue capacità nel tempo. Ora, GIS in grado di gestire migliaia di milioni di eventi provenienti da sensori vivere visualizzazioni da petabyte di modelli 3D, e le immagini a un browser o un telefono cellulare, e analisi predittiva, complesso ed escalation su più nodi di elaborazione sparse in nuvola. La mappa, che è iniziata come strumento analitico su carta, è stata trasformata in una dashboard o portale di comunicazione per sintetizzare analisi complesse in modo interpretabile dall'uomo.

Per realizzare il pieno potenziale di flussi di lavoro integrati tra BIM e GIS, i domini critici come Smart Cities e digitalizzati Ingegneria, dobbiamo esaminare come questi due mondi possono andare al di là della competenza del settore e procedere verso i flussi di lavoro completo digitalizzato, che ci consentirà di disconnetterci dai processi cartacei degli ultimi cento anni.

Mito: il BIM è per ...

Nella comunità GIS, una delle cose più comuni che vedo e sento sono le definizioni BIM basate sulla comprensione esterna del mondo BIM. Sento spesso che il BIM è per l'amministrazione, la visualizzazione, la modellazione 3D o che è solo per gli edifici, ad esempio. Sfortunatamente, nessuno di questi è veramente ciò per cui viene utilizzato il BIM, sebbene possa estendere o abilitare alcune di queste funzionalità o funzionalità.

Essenzialmente, il BIM è un processo per risparmiare tempo e denaro e ottenere risultati altamente affidabili durante il processo di progettazione e costruzione. Il modello 3D generato durante i processi di progettazione BIM è un sottoprodotto della necessità di coordinare un particolare progetto, acquisire una struttura così com'è, valutare i costi di demolizione o fornire una registrazione legale o contrattuale delle modifiche a un bene fisico. . La visualizzazione può essere parte del processo, perché aiuta gli esseri umani a comprendere le dinamiche, le caratteristiche e l'estetica di un progetto proposto.

Come ho imparato molto tempo fa in Autodesk, la "B" in BIM sta per "Build, il verbo" non "Building, the noun". Autodesk, Bentley e altri fornitori hanno collaborato con l'industria per diffondere i concetti del processo BIM, in domini come ferrovie, autostrade e autostrade, servizi pubblici e telecomunicazioni. Qualsiasi agenzia o organizzazione, che gestisce e costruisce beni fisici fissi, ha un interesse acquisito nel garantire che i propri appaltatori di progettazione e ingegneria utilizzino processi BIM.

I dati BIM possono essere potenzialmente utilizzati nei flussi di lavoro operativi per la gestione delle risorse. Questo è stato notato, ad esempio, nel nuovo Norme ISO per BIM, che sono stati informati dal processo di standardizzazione degli standard del Regno Unito, istituito negli ultimi 10 anni. Anche se queste nuove proposte si concentrano sull'utilizzo dei dati BIM, nell'intero ciclo di vita di un bene, è comunque chiaro che il risparmio sui costi di costruzione, come affermato nell'articolo, è il principale driver per l'adozione del BIM.

Se vista come un processo, l'integrazione della tecnologia GIS con il BIM diventa molto più complessa della semplice lettura di grafici e attributi da un modello 3D e della loro visualizzazione in GIS. Per capire veramente come le informazioni possono essere utilizzate in BIM e GIS, spesso troviamo che dobbiamo ridefinire il nostro concetto di edificio o strada e capire come i clienti devono utilizzare un'ampia gamma di dati di progetto nel contesto geospaziale. Abbiamo anche scoperto che concentrarsi sul modello a volte significa che abbiamo trascurato i flussi di lavoro più semplici e basilari che sono essenziali per l'intero processo, come l'utilizzo accurato dei dati raccolti sul campo in un cantiere, per collegare la posizione con i dati del modello per l'ispezione, l'inventario e il rilevamento.

In definitiva, otterremo una comprensione e risultati comuni solo se "attraverseremo il divario" per lavorare in team combinati che possono portare diversità nella risoluzione dei problemi. Ecco perché stiamo lavorando con Autodesk e altri partner in questo spazio.
La partnership tra ESRI e Autodesk, annunciato nel 2017, è stato un passo importante nel riunire un team multidisciplinare per affrontare alcuni dei problemi dell'integrazione BIM-GIS.

Mito: BIM fornisce automaticamente funzionalità GIS

Uno dei concetti più difficili da trasmettere a un utente BIM-GIS non specializzato è che, sebbene il modello BIM assomigli esattamente a un ponte o edificio, non ha necessariamente le caratteristiche che costituiscono la definizione di un edificio o di un ponte per scopi cartografici o di analisi geospaziale.
In Esri, stiamo lavorando a nuove esperienze per la navigazione interna e la gestione delle risorse, come ArcGIS Indoors. Molti utenti si aspettavano che con il nostro lavoro con i dati di Autodesk Revit, avremmo potuto estrarre automaticamente le geometrie comuni, come stanze, vani, planimetrie, l'impronta dell'edificio e la struttura di un edificio. Ancora meglio, potremmo estrarre la mesh di navigazione per vedere come un essere umano attraverserebbe la struttura.

Tutte queste geometrie sarebbero molto utili per le applicazioni GIS e per i flussi di lavoro di gestione delle risorse. Tuttavia, nessuna di queste geometrie è necessaria per costruire l'edificio e generalmente non esiste in un modello Revit.
Stiamo esaminando le tecnologie per calcolare queste geometrie, ma alcune offrono complesse sfide di ricerca e flusso di lavoro che hanno messo perplessi il settore per anni. Cos'è l'impermeabilità Che cos'è una pellicola termoretraibile per edifici? Include la fondazione? E i balconi? Qual è l'impronta di un edificio? Include gli sbalzi? O è solo l'intersezione della struttura con il terreno?

Per garantire che i modelli BIM contengano le funzioni necessarie per i flussi di lavoro GIS, gli operatori proprietari dovranno definire le specifiche per tali informazioni prima dell'inizio della progettazione e della costruzione. Simile ai flussi di lavoro di conversione CAD-GIS classici, in cui i dati CAD vengono convalidati prima di essere convertiti in un GIS, il processo BIM ei dati ottenuti devono specificare e includere caratteristiche che sarebbero utilizzate durante gestione del ciclo di vita di una struttura, se questo è un obiettivo della creazione dei dati BIM.

Esistono organizzazioni in tutto il mondo, tipicamente governi e operatori di campus controllati o sistemi di asset, che hanno iniziato a richiedere che le caratteristiche e gli attributi del ciclo di vita siano inclusi nel contenuto BIM. Negli Stati Uniti, la Government Services Administration sta spingendo la nuova costruzione attraverso i requisiti BIM e le agenzie come la Veterans Administration hanno fatto di tutto per dettagliare elementi BIM, come stanze e spazi, che saranno utili nel gestione delle strutture dopo la costruzione dell'edificio. Abbiamo scoperto che gli aeroporti, come Denver, Houston e Nashville, hanno uno stretto controllo dei propri dati BIM e spesso dispongono di dati altamente coerenti. Ho visto alcuni ottimi discorsi da SNCF AREP che ha creato un programma BIM completo per le stazioni ferroviarie, basato sul concetto che i dati BIM sarebbero stati utilizzati nelle operazioni e nei flussi di lavoro di gestione delle risorse. Spero di vederne di più in futuro.

I dati condivisi con noi dall'aeroporto internazionale George HW Bush Houston (mostrati qui su Web AppBuilder) dimostrano che se i dati BIM sono standardizzati, solitamente attraverso strumenti di convalida del disegno, possono essere sistematicamente incorporati nel GIS. . In genere vediamo le informazioni di costruzione nei modelli BIM prima di visualizzare le informazioni relative a FM

Mito: esiste un formato file in grado di fornire l'integrazione BIM-GIS

Nei classici flussi di lavoro di integrazione aziendale, una tabella o un formato potrebbe essere mappato su un'altra tabella o formato, per consentire in modo affidabile la trasmissione di informazioni tra diverse tecnologie. Per vari motivi, questo modello è sempre più inadeguato a gestire le esigenze di ^tFlussi informativi del secolo 21:

• Le informazioni memorizzate nei file sono difficili da trasmettere
• L'allocazione di dati attraverso domini complessi ha perdite
• L'allocazione dei dati implica una duplicazione incompleta del contenuto nei sistemi
• La mappatura dei dati è spesso unidirezionale
• La tecnologia, la raccolta dei dati e i flussi di lavoro degli utenti stanno cambiando così rapidamente che è garantito che le interfacce di oggi saranno inferiori a quelle che richiederà domani

Per ottenere una vera digitalizzazione, la rappresentazione digitale di un bene deve essere rapidamente accessibile in un ambiente distribuito, che può essere modernizzato e aggiornato per adattarsi a domande, analisi e ispezioni più complesse nel tempo e in tutto il processo. vita utile del bene.

Un modello di dati non può comprendere tutto ciò che potrebbe essere integrato in BIM e GIS in settori e esigenze dei clienti altamente diversificati, quindi non esiste un unico formato in grado di catturare la totalità di questo processo in modo tale è accessibile rapidamente ed è bidirezionale. Spero che le tecnologie di integrazione continueranno a maturare nel tempo, poiché il BIM diventa più ricco di contenuti e c'è la necessità di utilizzare i dati BIM nel contesto del GIS per la gestione delle risorse del ciclo di vita, diventerà più critico. per l'abitazione sostenibile degli esseri umani.

L'obiettivo dell'integrazione BIM-GIS è abilitare i flussi di lavoro per creare e gestire le risorse. Non ci sono trasferimenti discreti e ben definiti tra questi due flussi di lavoro.

Mito: non è possibile utilizzare direttamente il contenuto BIM in GIS

Contrariamente alla discussione su come trovare le funzionalità GIS nei dati BIM, spesso sentiamo che non è né ragionevole né possibile utilizzare direttamente il contenuto BIM in GIS per ragioni che vanno dalla complessità semantica, scala delle risorse. La discussione sull'integrazione BIM-GIS è generalmente orientata ai formati di file e ai flussi di lavoro di estrazione, trasformazione e caricamento (ETL).

In effetti, stiamo già utilizzando direttamente i contenuti BIM in GIS. La scorsa estate, abbiamo introdotto la possibilità di leggere direttamente un file Revit in ArcGIS Pro. A quel punto, il modello potrebbe interagire con ArcGIS Pro come se fosse composto da funzionalità GIS e quindi essere trasformato in altri formati GIS standard tramite sforzo manuale, se è desiderato. Con ArcGIS Pro 2.3, stiamo rilasciando la possibilità di pubblicare un nuovo tipo di layer, uno strato di scena di costruzione , che consente a un utente di incapsulare la semantica, la geometria e i dettagli degli attributi di un modello Revit in un formato altamente scalabile creato per le esperienze GIS. Il livello della scena dell'edificio, che sarà descritto nella specifica I3S aperta, si sente come un modello Revit per l'utente e consente l'interazione utilizzando strumenti e pratiche GIS standard.

Sono rimasto affascinato nello scoprire che a causa della disponibilità di maggiore larghezza di banda, archiviazione più economica e elaborazione più economica, stiamo passando da "ETL" a "ELT" o flussi di lavoro. In questo modello, i dati vengono essenzialmente caricati su qualsiasi sistema che ne abbia bisogno nella loro forma nativa e quindi è possibile accedervi per la traduzione in un sistema remoto o in un data warehouse dove verrà eseguita l'analisi. Ciò riduce la dipendenza dall'elaborazione della fonte e preserva il contenuto originale per una trasformazione migliore o più profonda man mano che la tecnologia migliora. Stiamo lavorando su ELT in Esri e sembra che abbiamo individuato il valore fondamentale di questo cambiamento quando ho fatto riferimento alla "rimozione di E e T da ETL" in una conferenza dello scorso anno. ELT fa cambiare radicalmente la conversazione dallo scenario in cui l'utente deve essere sempre collegato al di fuori dell'esperienza GIS per cercare o interrogare il modello nella sua interezza. Quando si caricano direttamente i dati nel modello ELT,

Mito: GIS è il repository perfetto per le informazioni BIM

Ho due parole: "registro". La documentazione BIM è spesso la registrazione legale delle decisioni aziendali e delle informazioni sulla conformità, registrata per l'analisi dei difetti di costruzione e le azioni legali, la valutazione delle tasse e del codice e come prova di consegna. In molti casi, architetti e ingegneri devono timbrare o certificare che il loro lavoro è valido e soddisfa i requisiti della loro specialità e le leggi o i codici applicabili.

Ad un certo punto è concepibile che il GIS possa essere un sistema di registrazione per i modelli BIM, ma a questo punto, penso che siano lontani anni o decenni, ancorato a sistemi legali che sono ancora versioni computerizzate dei processi cartacei. Siamo alla ricerca di flussi di lavoro, per collegare asset in GIS ad asset in repository BIM, in modo che i clienti possano trarre vantaggio dal controllo della versione e dalla documentazione necessaria nel mondo BIM insieme alla capacità di una mappa, per posizionare le informazioni sugli asset in un ricco contesto geospaziale per l'analisi, la comprensione e la comunicazione.

Simile alla parte della discussione sulle "caratteristiche GIS", l'integrazione delle informazioni tra i repository BIM e GIS sarà notevolmente assistita da modelli di informazioni standardizzati in GIS e BIM, che consentono alle applicazioni di collegare le informazioni in modo affidabile tra i due domini. Ciò non significa che ci sarà un unico modello informativo, per acquisire informazioni sia GIS che BIM. Ci sono troppe differenze nel modo in cui i dati dovrebbero essere utilizzati. Ma dobbiamo assicurarci di creare tecnologia e standard flessibili in grado di soddisfare l'utilizzo dei dati su entrambe le piattaforme con alta fedeltà e conservazione del contenuto dei dati.

L'Università del Kentucky è stata uno dei primi clienti a darci accesso ai loro contenuti Revit. UKy utilizza una rigorosa convalida del disegno per assicurarsi che i dati corretti siano nei dati BIM per supportare il ciclo di vita completo O&M.

Riassunto

I cambiamenti nelle capacità hardware e software e il passaggio a una società digitalizzata basata sui dati stanno creando opportunità per integrare diverse tecnologie e domini che non sono mai esistiti prima. L'integrazione di dati e flussi di lavoro tramite GIS e BIM, ci permette di ottenere una maggiore efficienza, sostenibilità e abitabilità delle città, campus e luoghi di lavoro che ci circondano.

Per capitalizzare i progressi tecnologici, abbiamo bisogno di creare team integrati e partnership per proporre soluzioni a problemi complessi che interessano interi sistemi, non flussi di lavoro statici e discreti. Dobbiamo anche fondamentalmente passare a nuovi modelli tecnologici, che possono affrontare i problemi di integrazione in modo più solido e flessibile. I modelli di integrazione GIS e BIM che adottiamo oggi devono essere "a prova di futuro" in modo da poter lavorare insieme verso un futuro più sostenibile.