基于Super Map软件集成下的BIM及三维场景模型

曹聪洁，施 冬＊

（1.长江大学，湖北 武汉 430100）

国内近几年提出的CIM指的是城市信息模型，是智慧城市建设的基础数据，它是由GIS数据+BIM数据构成的。GIS为当今城市的建设和管理提供了基础框架，BIM为城市建设管理提供单栋建筑的精确信息模型[7]。随着GIS应用的不断深入，三维GIS与建筑信息模型(BIM)和建筑工程的无缝集成将带来革命性的变化，并极大地促进物联网技术的健康发展[1-8]。

1 技术支持

1.1 BIM技术

BIM又称建筑信息模型，是随着信息技术在建筑行业中应用的深入和发展而出现的。是一种将数字化的三维建筑模型作为核心应用于建筑工程的设计、施工等过程中的工作方法[3]。这种技术提供了集成管理环境，可以使工程在整个过程中减少风险、提高效率。BIM相关的软件有许多，BIM平台及其主要用途如表1所示。

表1 BIM平台及用途列表

本文主要使用Auto Desk Revit软件进行制作[9]，Revit软件具有强大的联动功能，并且在实际工程中，设计人员可以在族库中选取项目所需的族并将其载入到工程中，可以根据图1对所有类似模型进行创建。

图1 BIM公寓制作流程图

1.2 场景模型构建技术

本文周边场景建模选择使用3Ds Max软件进行建模[10-12]。在使用该软件进行场景建模时[13]，可以更改模型使其为真实物体的尺寸并用贴图赋予模型真实的质感，材质球可以帮助我们用更简化的方法和更高的效率来获取所需要的真实效果，模拟真实环境[14]。要注意实景拍摄的图片需要先使用Photoshop软件进行处理，在用软件处理贴图时应注意贴图的像素，设置为2的幂次方。

1.3 模型整合技术

为了实现BIM与GIS的无缝衔接，很多学者在不同方面都有所研究，在集成方法的研究方面已经取得了一些进展。例如，ArcGIS软件提供Bentley等BIM软件数据导出插件，可以导入BIM格式的数据；Super Map软件在已有的基础上集成了相关算法，对于BIM数据格式，如IFC、FBX、OBJ、OSGB等格式予以支持，真正实现了向三维GIS表面模型中加载BIM实体模型[15]。本文选择使用Super Map软件，它提供了较好的组件集成功能。

Revit软件制作出的BIM模型数据为.rvt格式，3Ds Max软件中构建的三维模型为.max格式文件，两者都需要通过安装插件将模型导出，把官网下载的插件安装在两款软件中，并设置好插入点经纬度及渲染格式后导入数据源中。

2 数据来源与处理

2.1 BIM数据来源

本文以郑州师范学院静馨公寓为研究对象，在郑州师范学院基建处获取到的CAD数据有：学生宿舍封面、说明和学生宿舍平面图。制作模型前，可以对CAD图进行研究以获取需要的数据。在制作模型时，将CAD图纸导入Revit软件中，使用图纸也可以更准确的了解模型构造，它在整个模型制作过程中都起着重要的参考作用，是模型制作不可或缺的一部分。

2.2 周边场景数据来源

使用手机、相机等数码设备，对建模实体进行拍摄以获得最直观的感受，这样在制作模型时可以不受地域影响，随时可以看到公寓实体，提高建模的真实性。模型成组后可以根据遥感影像图（图2）进行调整放置，将遥感影像图调整成真实尺寸后导入3Ds Max软件中，参照影像图可以确定模型的真实位置，模型导入Super Map软件中也是模型的真实地理坐标。

图2 郑州师范学院遥感影像图

3 模型集成应用

以郑州师范学院静馨公寓为例，利用上述技术和数据，根据图3所示流程进行模型集成应用。

图3 模型制作与应用流程图

3.1 BIM模型构建

使用Revit软件进行建模时，标高与轴网主要用来对物体进行定位以及标识信息。在Revit软中绘制标高时，建议画图只按单方向绘制轴号，缺失的轴号后面重新计算绘制，减少任务量并提高绘图效率[10]。Revit软件的使用不仅节约了建筑专业30%以上的设计与出图时间，还大大降低了建筑结构间的配合难度[16]，设施修改后整体模型如图4所示。

图4 静馨公寓示意图

3.2 场景模型构建

本文利用基础模型与修改器配合使用来建造场景模型，在所有单体模型创建完成后，要根据公寓真实场景进行模型位置的调整（图5）。

图5 部分模型示意图

3.3 集成应用

在Super Map软件中添加完场景模型后，在工作空间内打开BIM模型所在数据源，将BIM模型添加到上述球面场景中，调整两者经纬度对模型进行整合（图6）。

图6 软件中模型集成效果图

3.3.1 模型管理

软件中每个图层可以单独操作，使用该软件可以显示导入的BIM模型的部件的相关属性，轻松查询宿舍中各部件的详细信息。

3.3.2 三维空间分析

在GIS平台中，经常对模型进行通视分析，用于判断三维场景中两点之间的通视情况。使用软件对静馨公寓值班室窗口至停车棚、大门、乒乓球台处分别进行通视分析（图7），可以用来确定摄像头的安放位置。

图7 静馨公寓通视分析图

4 结语

随着三维GIS与BIM的集成技术的日益成熟，三维实体的应用也越来越广泛。本文运用三款软件，通过GIS平台，将BIM建筑信息模型数据融合到三维场景中，完成了使用Revit软件进行公寓主体的BIM模型建造，使用3Ds Max软件建造公寓周边场景模型，介绍了软件的一些使用技巧和方法；通过Super Map idesktop 10i GIS平台对2种模型集成，从而进行校园公寓建筑信息模型的展示应用。