BIM和GIS大多時(shí)候在兩個(gè)不同的“平行宇宙”中，雙方使用不同的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)。BIM被GISer當(dāng)作了構(gòu)筑環(huán)境的基本數(shù)據(jù)源，而GIS僅被BIMer視為關(guān)鍵的空間數(shù)據(jù)源。

1.BIM與GIS的差異與融合障礙

BIM和GIS大多時(shí)候在兩個(gè)不同的“平行宇宙”中，雙方使用不同的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)。BIM被GISer當(dāng)作了構(gòu)筑環(huán)境的基本數(shù)據(jù)源，而GIS僅被BIMer視為關(guān)鍵的空間數(shù)據(jù)源。GIS具有包容性，但在微觀角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上BIM。

在建筑領(lǐng)域，建筑從設(shè)計(jì)到施工產(chǎn)生大量的信息，特別是建筑設(shè)計(jì)三維模型，包含了建筑詳細(xì)的空間信息，但這些信息主要為建筑施工服務(wù)；而在城市三維GIS領(lǐng)域，主要研究如何對(duì)城市建筑三維建模，這樣首先要獲得這些建筑詳細(xì)的空間信息。但是兩個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)格式完全不同，沒法將建筑的空間信息直接搬過來為己所用。

2.BIM與IFC標(biāo)準(zhǔn)

BIM(Building Information Modeling 建筑信息模型)是以建筑物的三維數(shù)字化為載體，以建筑物全生命周期(設(shè)計(jì)、施工建造、運(yùn)營、拆除)為主線，將建筑生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)所需要的信息關(guān)聯(lián)起來，所形成的建筑信息集。二維的圖紙只是用線條和符號(hào)表達(dá)建筑構(gòu)件的信息，BIM則是以三維立體形式表達(dá)建筑構(gòu)件，并且可以展現(xiàn)構(gòu)件之間的互動(dòng)性，反饋構(gòu)件相互作用信息。

IFC(Industry Foundation Classes 工業(yè)基礎(chǔ)類)，建筑業(yè)界習(xí)慣稱為IFC標(biāo)準(zhǔn)，是IAI(The International Alliance for Interoperability 國際協(xié)同聯(lián)盟)建立的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)名稱。IFC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件有很好的平臺(tái)無關(guān)性，它作為一種中性的數(shù)據(jù)文件具有良好的自描述能力，不會(huì)因?yàn)橄嚓P(guān)軟件系統(tǒng)的廢棄而造成信息流失?，F(xiàn)在越來越多的BIM軟件宣布支持IFC標(biāo)準(zhǔn)，提供IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換接口，這些軟件的不同BIM模型信息可以轉(zhuǎn)換為IFC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件，這樣形成同一數(shù)據(jù)模型的建筑產(chǎn)品，以IFC標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)流通。

3.GIS與城市建模開放標(biāo)準(zhǔn)

CityGML(City Geography Markup Language，城市地理標(biāo)記語言)是一種用來表示和傳輸城市三維對(duì)象的通用信息模型，它是最新的城市建模開放標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)源自地理研究領(lǐng)域(GIS)，用來存儲(chǔ)和交換虛擬城市三維模型。GML是由OGC(開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì))于1999年提出的一種開放性的元語言，用于地理要素的空間幾何信息的建模以及非空間屬性信息的傳輸及存儲(chǔ)。隨著技術(shù)的發(fā)展以及行業(yè)的應(yīng)用訴求上升，GIS的研究對(duì)象從過去的二維到現(xiàn)在的三維甚至多維。GML主要用來表現(xiàn)二維地理空間要素，而CityGML主要用來表現(xiàn)城市三維對(duì)象的通用信息。它對(duì)道路、建筑、水域、植被、綠地等的描述進(jìn)行了定義。但該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑的細(xì)節(jié)描述十分有限(遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及IFC的詳細(xì)程度)。因此需要在CityGML中兼容IFC提供的準(zhǔn)確、詳細(xì)的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)。若想真的搭建“橋梁”，IFC需要通過中央模型服務(wù)器實(shí)時(shí)在線，因此需要開源的BIMserver。這就意味著IFC的語義和關(guān)系應(yīng)在GIS環(huán)境中可用。因此CityGML被用來達(dá)成這一目的，但是直接將默認(rèn)的IFC的語言系統(tǒng)封裝進(jìn)CityGML是行不通的。為此，在2009年，CityGML的新擴(kuò)展——GeoBIM作為標(biāo)準(zhǔn)開始實(shí)行。通過它，IFC的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)入CityGML中。這樣就搭好了一做橋梁。

4.BIM與GIS融合前景

這兩個(gè)系統(tǒng)的整合以后的應(yīng)用領(lǐng)域很廣闊，包含城市和景觀規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、旅游和休閑活動(dòng)、3D地籍圖、環(huán)境模擬、熱能傳導(dǎo)模擬、移動(dòng)電信、災(zāi)害管理、國土安全、車輛和行人導(dǎo)航、訓(xùn)練模擬器、移動(dòng)機(jī)器人、室內(nèi)導(dǎo)航等。

簡單的直接應(yīng)用如下：

路橋、軌道、管道建設(shè)方面，包括地上和地下，它既需要地理信息也需要建模型，需要BIM和GIS共同發(fā)揮作用。電力系統(tǒng)一個(gè)水電、風(fēng)電站等的建設(shè)，需要了解整個(gè)山體、河道等的地理信息，也需要區(qū)域內(nèi)降雨、風(fēng)力等數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，這些都需要GIS協(xié)助。

BIM與3DGIS融合更是一種新的思維模式，深入應(yīng)用如下：

1)美國國土安全部

美國國土安全在OGC的網(wǎng)站上有個(gè)以國土安全為目標(biāo)的“狙擊手行動(dòng)”測(cè)試。其中設(shè)置了一個(gè)場(chǎng)景：一名重要的政客沿著特定的路線行進(jìn)，出于安全需要，需要事先找到所有能看到這條路線的窗子和建筑物，并通過計(jì)算得出狙擊手可能躲藏的位置。以往是在3D查看器中瀏覽沿線所有的建模模型，并以專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)來判斷狙擊手可能選擇的位置。但是現(xiàn)在可以通過BIM和GIS共同生成的城市的模型數(shù)據(jù)來生成一個(gè)線路沿線上符合條件的窗子和建筑的列表報(bào)告。如果只是應(yīng)用其中一方作為分析手段都會(huì)產(chǎn)生局限性。例如CityGML不會(huì)儲(chǔ)存窗子的寬度和高度，而且要是通過幾何形狀去算的話將會(huì)非常復(fù)雜且費(fèi)時(shí)費(fèi)力；而且IFC中卻正好存儲(chǔ)了窗子的尺寸，兩者通過GeoBIM就達(dá)到了IFC數(shù)據(jù)與CityGML的有效融合。這個(gè)例子正是通過利用路線沿線的城市模型所附加的非常詳細(xì)的CityGML信息和IFC模型的數(shù)據(jù)，所以我們非常簡便并準(zhǔn)確地才能定位和識(shí)別窗子。

2)室內(nèi)導(dǎo)航

現(xiàn)在行業(yè)中都想解決室內(nèi)定位這一難題，但是大多關(guān)注的都是定位的手段，例如到底是Wi-Fi還是藍(lán)牙，是LFC還是NFC等等，但是室內(nèi)定位的地圖卻一般都是建筑的二維電子圖來生成的，甚至只是示意圖；室外的地圖導(dǎo)航都開始真三維化了，室內(nèi)導(dǎo)航還用二維線條，這著實(shí)有點(diǎn)跟不上節(jié)奏了！但是如果有BIM，那這一問題就能迎刃而解：通過BIM提供的建筑內(nèi)部模型配合定位技術(shù)可以進(jìn)行三維導(dǎo)航，例如有公司為央視新大樓開發(fā)的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，就是利用了BIM和GIS，可以為員工進(jìn)行跨樓層跨樓體的導(dǎo)航。 同時(shí)也可以在模擬突發(fā)事件時(shí)，事先規(guī)預(yù)演工的疏散路線等情況，這將極大降低因?yàn)?zāi)害引起的人員傷亡。

3)三維城市建模

城市建筑類型各具特色，外型尺寸不同，外部顏色紋理不同，以及障礙物阻擋等。如果是“航測(cè)+地面攝影”，后期需要人工做大量貼圖；如果是用價(jià)格昂貴的激光雷達(dá)掃描，成本太高而且生成的建筑模型都是“空殼”，沒有建筑室內(nèi)信息，同時(shí)室內(nèi)三維建模工作量也不小，并且無法進(jìn)行室內(nèi)空間信息的查詢和分析。而通過BIM，可以輕易得到建筑的精確高度、外觀尺寸以及內(nèi)部空間信息。因此，通過綜合BIM和GIS，先對(duì)建筑進(jìn)行建模，然后把建筑空間信息與其周圍地理環(huán)境共享，應(yīng)用到城市三維GIS分析中，就極大的降低了建筑空間信息的成本。當(dāng)然這個(gè)前提是建筑都應(yīng)用到BIM，現(xiàn)階段在我國還依舊很難實(shí)現(xiàn)。

4)市政模擬

通過BIM和GIS融合可以有效的進(jìn)行樓內(nèi)和地下管線的三維建模，并可以模擬冬季供暖時(shí)熱能傳導(dǎo)路線，以檢測(cè)熱能對(duì)其附近管線的影響?；蚴钱?dāng)管線出現(xiàn)破裂時(shí)使用疏通引導(dǎo)方案可避免人員傷亡及能源浪費(fèi)。

5)資產(chǎn)管理

以BIM提供的精細(xì)建筑模型為載體，利用GIS來管理建筑內(nèi)部資產(chǎn)的位置等信息，可以提高資產(chǎn)管理的自動(dòng)化水平和準(zhǔn)確性。不會(huì)出現(xiàn)資產(chǎn)管理不明，或是不在它該在的位置這種尷尬情況。