高层建筑群落在城市形态规划中的应用研究.pdf
付东梅
摘 要：在城市建筑规划中使用GIS系统中的BIM信息，可以科学合理的规划城市的分布，还能够在建筑设计上提供支持和帮助。本文作一综述讲解在城市建筑规划中，GIS以及BIM集成的应用情况。
关键词：城市建筑规划；GIS；BIM
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0147-02
在城市建筑规划中建筑物的类型较多，具有不同的颜色，尺寸，纹理，有时还会遇到障碍物。如果使用激光雷达扫描，那么价格太高，并且生成的建筑模型没有室内的信息[1]。如果使用摄影测量，那么后期需要大量的人工贴图。在城市建筑规划时使用GIS系统，可以容易的得到建筑物精确高度，内部空间信息以及外观尺寸。使用GIS与BIM的集合，可以对建筑物进行建模，并能够将建筑物的周围的地理环境以及建筑物的空间信息进行共享，将其应用到城市三维GIS中，有效的降低了建筑物的空间信息成本[2]。本文作一综述讲解在城市建筑规划中，GIS以及BIM集成的应用情况。
1 BIS以及BIM技术的简介
GIS系统又称为地理信息系统，是指以地理学，计算机以及地图学为基础，与专业的软件相结合，实现对地理空间信息的输入，获取，存储，编辑，分析计算，查询等处理的综合性的空间计算机技术。随机数据库管理技术的发展，GIS系统结合遥感，地图学，地理学以及计算机科学等形成综合性的学科，现在，GIS系统已经在多个领域被广泛使用[3]。BIM有被称为建筑信息模型的缩写，是指使用三维的数字技术作为基础，将建筑工程项目的各种相关的信息集成的工程数据模型，这个数据模型是具有功能特性以及物理设施的。BIM是一个共享的信息平台，能够在项目的各个参与方，不同的阶段都能够在这个平台上进行更新，提取，修改，插入信息，从而达到各方面的协同工作，能够为建筑物的建立到拆除的全过程提供可靠的依据。
2 GIS以及BIM集成助力城市建筑规划
在城市建筑规划时，使用BIM可以了解建筑模型的生产以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息从而用来建构平台。在实际的应用中，BIM的对象比较明确，在管理室内信息时比较便利。在城市建筑规划的整个过程中，不是任何的时候都需要将GIS以及BIM进行融合使用的，比如在研究城市建筑物周围环境是否容易发生火灾时，是需要使用GIS即可，不需要使用BIM的信息。比如，在建立城市建筑物的三维虚拟景观系统时，需要BIM的信息就较多。随着城市建筑的发展，很多认为只需要根据不同的目的建立GIS系统即可，但是只有GIS系统是不可能完成工程的，需要将GIS与BIM集成才能形成城市的智能化[4]。
2.1 三维测量
三维测量主要是对住宅间距，建筑面积，空间距离，地块面积，填挖方计算等测量。在建筑密集的地方会增加测量的难度，但是在使用GIS以及BIM集成系统中，使用三维测量会很容易解决这个问题。在距离测量过程中，只需要单击需要测量的两点，在三维的实景窗口可以具体的距离。在高度测量过程中，只需要点击两者之间的高度，便可以了解两点之间的高度。在检测角度时，需要点击三个点，可以得到以第二个点为顶点的角度。如果需要测量某个区域的面积，只需要连续的点击测量区域的顶点即可得到该区域的面积。
2.2 日照分析
在城市建筑规划过程，日照会影响建筑物的取暖，采光以及视觉。对建筑物进行日照分析，可以防止光污染以及遮挡光，保证建筑面积，建筑间的间距等情况的指标需求。日照分析主要需要分析日照仿真分析，遮挡分析，窗洞分析，单点分析等。在日照分析的过程中，需要根据不同的季节的日照情况以及建筑物的高度，体积等之间产生的影响，通过计算建立关于建筑物的阴影面积以及日照时间的能够显示现实观影效果的三维模型。根据GIS以及BIM集合，可以先使用BIM的模拟出一个建筑物的模型，之后将不能在真实的世界中展现的操作模拟。在日照分析中需要涉及多种因素，如建筑造型，地域，时间等。如果通过人工将多种相互影响的因素计算分析将会很困难，但是通过GIS以及BIM集合的三维模型中表现出来，将会变得很容易[5]。遮挡分析，在规定的时间点计算各建筑物之间被遮挡以及遮挡的情况，根据建筑物的遮挡判断建筑物之间的距离是否合理。
2.3 通视分析
城市建筑规划中的通视分析主要是控制建筑物的高度，属于城市结构的基本问题。合理的城市通视分析可以促使城市中一些重要的景点或者景观周围具有一定的尺度，可以保护重要景点或者景观的视觉效果。通视分析主要根据确定某一点作为观察点，从而研究某个区域的通视的效果。在通视分析的过程中需要分析两点之间的可视性；分析可视域，确定一个观测点，在相对高度上，对一定范围内的通视区域进行分析；分析多点通视面积的交集的计算，根据可视的面积反求待定的高度以及位置[5]。
2.4 建筑设计方案对比分析
在城市建筑规划中所有的建筑师都希望自己的方案能够通过，但是在实际的操作过程中，都有很多地方需要进行修改，往往中标得方案与最初的方案具有很大的差别。因此，好的设计方案需要经过多层次，多角度，多方位的分析，多方面深入分析投资的规模，建筑方造型要求以及总体规划，建筑节能等的情况。需要仅设计一个方案，设计多个方案可以提高说服力以及竞争力。通过多种建筑设计方案的分析对比，选出最佳的方案很重要。在以前建筑师都通过二维的图纸展示自己的设计方案，但是由于二维平面存在局限性，很多的空间信息不容易表达出来，另外，建筑物的材质，周围的环境以及立体结构很难表现出来。在GIS以及BIM集合中可以通过三维的方式生动将设计方案表现出来。
3 结语
在城市建筑规划中使用GIS系统以及BIM进行分析，能够更加科学的对城市进行规划，对建筑的设计方案提供技术上的支持。使用BIM可以了解建筑模型的生产以及管理的信息，使用GIS可以收集建筑物模型信息从而用来建构平台。在城市建筑规划中使用GIS以及BIM集合有利于三维测量，日照分析，通视分析，建筑设计方案对比分析等。其中三维测量可以通过点击两点测量两点之间的距离，高度等。日照分析，可以先使用BIM的模拟出一个建筑物的模型，之后将不能在真实的世界中展现的操作模拟。比如日照的情况，从而防止光污染以及遮挡光。通视分析，可以促使城市中一些重要的景点或者景觀周围具有一定的尺度，可以保护重要景点或者景观的视觉效果。建筑设计方案对比分析有助于从众多的设计方案中选出最佳方案。在设计中使用三维模型，有助于避免二维图纸的局限性。王玲莉等[7]研究的GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究研究结果与本文结果具有一致性，说明本文研究结果具有重复性以及可行性。
参考文献
[1]彭雷，汤圣君，刘铭崴，等.BIM与GIS集成的建筑物间距规划审批方法[J].地理信息世界，2016，23（2）：32-37.
[2]李晓明，王伟玺，郭晗，等.集成建筑信息模型的建筑报建核查系统[J].测绘科学，2016，41（6）：148-152.
[3]邓甫安，贺建，罗振华，等.GIS-BIM技术在城市建筑规划中的应用[J].科技资讯，2017，15（12）：6-7.
[4]王廷魁，罗春燕，张仕廉，等.基于BIM的建筑垃圾决策管理系统架构研究[J].施工技术，2016，45（6）：58-62，77.
[5]徐卫星，周悦.BIM+GIS技术在高校校园地下管网信息管理中的应用研究[J].施工技术，2017，46（6）：53-55.
[6]王树臣，刘文锋.BIM+GIS的集成应用与发展[J].工程建设，2017，49（10）：16-21.
[7]王玲莉，戴晨光，马瑞等.GIS与BIM集成在城市建筑规划中的应用研究[J].地理空间信息，2016，14（6）：75-78.
