| 标题 | 三维空间建模技术在建筑信息模型中的应用 |
| 范文 | 富倩 摘 要：建筑信息模型（Building Information Model，BIM）是近年发展起来的一种建筑数字技术，目前已成为建筑信息化的核心技术，并在建筑业中得到广泛应用。建筑信息模型中包含大量异构、混合维的复杂信息，传统计算机辅助设计技术越来越难以满足建筑行业信息化飞速发展的需求。因此，对三维空间建模技术在建筑信息模型中的应用进行研究尤为必要。 关键词：三维空间；建模技术；建筑信息模型 DOIDOI：10.11907/rjdk.1511456 中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号文章编号：1672-7800（2015）012-0090-02 0 引言 当今社会，信息化、数字化技术推动了各行各业的发展。 在建筑行业，从最初的手工设计到计算机辅助设计（CAD），再到建筑信息模型（BIM）的出现，计算机数字化技术推动了建筑业设计、建造、运营和管理等各生命周期的发展[1]。 建筑信息模型中包含大量复杂的信息，随着信息产业的飞速发展，建筑信息模型的数据量也在急剧增加，大量三维、异构数据的涌现使得传统的2D、CAD技术已不能满足其发展需求，而三维空间建模技术正逐渐成为技术主流，在建筑领域的诸多方面（如建筑物空间结构设计、建筑信息模型重用、建筑信息模型分类等）都有着重要应用。 本文先简要介绍建筑信息模型（BIM）的概念及特点，然后阐述了传统二维计算机辅助技术在建筑信息模型中存在的问题，最后针对这些问题对三维计算机建模技术在建筑信息模型中的应用进行探讨。 1 建筑信息模型（BIM） 1.1 建筑信息模型 建筑信息模型（BIM）是近几年发展起来的一种建筑数字技术，目前已成为建筑信息化的核心技术，并在建筑业各个方面得到广泛应用。 BIM一词最早由美国乔治亚技术学院建筑与计算机专业的Chuck Eastman博士提出。2005年，国际标准组织设置信息委员会给出了具体定义[2]：“建筑信息模型（Building Information Model，BIM）是利用开发的行业标准，对设施的物理及功能特性，及其相关项目的生命周期等信息进行数字化形式的体现，从而为项目决策提供支持，更好地实现项目价值。”此外，还强调“建筑信息模型将所有相关方面基础放在一个连贯、有续的数据组织中，相关应用软件在被许可条件下可以获取、修改或增加数据”。 1.2 建筑信息模型的特点 BIM具有五大特点，即可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性[3]。 （1）可视化。在BIM中，整个过程都支持可视化，不仅建筑物效果图、报表等可以进行可视化展示，而且项目设计、建造、运营等过程中的决策都能在可视化状态下进行。 （2）协调性。BIM可在建筑物建造前期对各专业的交叉问题进行协调，生成相关数据，供专业人员参考。 （3）模拟性。BIM不仅能对建筑物实体进行三维模拟，还能进行节能模拟、造价模拟、紧急疏散模拟等。 （4）优化性。BIM中存储的各种复杂数据信息及其配套的各种优化工具为复杂项目提供了优化可能，包括项目方案优化、具体的特殊项目设计优化等。 （5）可出图性。BIM在对建筑物进行可视化展示、协调、模拟及优化的基础上，可以提供建筑设计图纸外的其它图纸，如综合管线图、综合结构留洞等。 2 CAD技术在建筑信息模型中应用的局限性 随着三维数据、信息的大量获取，以及三维空间建模技术的不断发展，传统CAD技术在建筑设计中暴露出一些问题[4]，如： （1）设计数据的一致性、准确性和完整性得不到保证。 （2）大量重复工作耗时费工，缺少对现有模型的利用。 （3）不能实现各种专业数据的共享和实时交流。 （4）设计与施工、后期管理数据的一致性、准确性和完整性得不到保证。 3 三维空间建模技术在建筑信息模型中的应用 三维空间建模技术的引入，为建筑行业信息化带来了新的动力和发展。针对上述问题，国内外学者对三维空间建模技术在建筑信息模型中的应用进行了一系列研究，下面对其中较有代表性的几个研究工作进行简要介绍 。 2011年，甘明等[4]提出了一种空间结构建筑信息模型系统（SPBIM），该系统具有参数化、数据共享、信息无缝对接和全周期管理的特点，解决了传统CAD设计在信息交流上存在的典型问题，并提出了SPBIM的系统框架。同时，还指出“空间结构建筑信息模型的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库， 不仅包含了设计师的设计信息，而且可以容纳从设计到建成使用， 甚至是使用周期终结的全过程信息， 并且各种信息始终是建立在一个三维模型数据库中。” 建筑模型重用也是BIM中的一类重要研究问题，因为使用建模软件设计新建筑是一项费时费力的工作，随着建筑信息模型数量的日益增加，检索现有模型可以达到简化设计流程，省时、省力的目的。针对此类问题，张颉等[5]提出了一种三维空间中基于拓扑特征的建筑信息模型检索方法，解决了传统三维形状检索方法对建筑模型框架结构表达力不足的问题。实验证明，该方法具有较高的检索精度。此外，这种基于拓扑特征的BIM检索方法不仅适用于BIM的局部结构检索，也能以完整的BIM为检索条件，进行BIM全局检索。 目前，针对BIM基于建筑领域属性分类方法的研究很少，为克服“数据丰富而知识匮乏”的现象，樊永生等[6]提出了一种结合空间句法理论和基于SVM决策分类的模型分类方法，首先通过建立RCARG模型提取出BIM中的固有特征，在此基础上结合空间句法理论扩充得出模型的空间构形特征，最后基于DAG-SVMS分类算法增加特征向量均衡化，从而提高模型分类的精确度。 4 结语 本文在介绍建筑信息模型的基础上，重点围绕三维空间建模技术在建筑信息模型中的应用进行探讨，总结了有关建筑空间结构设计、建筑模型重用、建筑模型分类等方面的相关研究成果，对三维计算机技术与建筑信息模型结合的应用研究进行了初步探讨。 参考文献参考文献： [1] 李建成.建筑信息模型与数字化建造[J].时代建筑，2012（5）：64-67. [2] DEKE SMITH.UnitedStates building information model standard，building connections：the 2nd congress on digital collaboration in the building industry[S].2005，11. [3] 卫校飞.智慧城市的支撑技术—建筑信息模型（BIM）[J].智能建筑与城市信息，2013，1（1）：96-100. [4] 甘明，石光磊，梁佐鹏.空间结构建筑信息模型（SPBIM）简介[J].建筑结构，2011，41（9）：118-122. [5] 樊永生，李昌华，李智杰，等.一种建筑信息模型分类方法[J].计算机工程与应用，2015，51（4）：148-153. [6] 张颉，李昌华，李智杰.基于拓扑特征的建筑信息模型检索方法[J].计算机应用研究，2015，33. （责任编辑：陈福时） |
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