BIM与地理国情监测

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 地理国情监测,是综合利用全球导航卫星系统(GNSS)、航空航天遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)等现代测绘地理信息技术,根据各时期测绘成果档案,对自然、人文等地理要素进行监测,形成反映各类资源、环境、生态、经济要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据、图件和研究报告等,从地理空间的角度客观、综合展示国情国力。

 从世界范围来看,许多国家和组织都开展了与地理国情监测相近的项目或工程,并实施一些重大战略规划和行动计划,以更好的服务于本国的资源、环境、能源等领域问题的解决。

全球范围的地理国情监测

英国:全球干旱监测网

全球干旱监测网提供当前全球范围的水文旱灾情况,用户通过交互界面可选择旱情评估的时间范围,显示用户定义区域内受旱灾影响的人数,以及选择是否显示城市名称、河流和湖泊等。

欧盟:全球环境与安全监测计划

在地理国情监测方面,欧盟各国采取一致步调,采用先进的技术,为欧盟整体发展提供第一手的国情资料。欧盟的全球环境与安全监测计划并不局限于环保,还包括欧洲政策、民间防御、维和行动,甚至用于军事。

日本:灾害监测

日本地理信息局负责减灾管理。其地理国情监测,在自然灾害监测,尤其是地壳形变方面做了大量工作。

美国:地理分析和动态监测计划

美国NASA结合空间观测、实地量测及数据建模等手段,对造成土地覆盖与土地利用变化的驱动因素、变化过程及变化后果进行研究,进一步了解土地覆盖与土地利用变化所带来的结果。


 开展地理国情监测是测绘地理信息服务的进一步深化发展,不仅为政府部门科学决策提供依据,提高政府管理的科学性、规范性和前瞻性,优化国土空间利用,而且可以使社会公众直观地了解国家和地区经济建设、环境变化等方面的实际情况,促进公众保护环境的意识,自觉选择绿色、低碳生活方式。

位于马里兰州的美国国家影像与制图局

 开展地理国情监测,要充分利用已取得的测绘信息成果,采用先进科学技术,减少重复投资,扩展服务方式和内容。BIM作为一项跨专业的技术手段,能融合多专业的专题资源数据,为地理国情监测搭建了一个良好的基础地理信息利用平台。


地理国情监测与BIM信息

 “信息”是BIM的灵魂。BIM对推动工程建设行业信息化影响巨大,通过搭建底层数据库、信息附加及二次开发,可将建筑信息数据从工程设计阶段传递到建造阶段,为施工分析、资源配置、施工模拟等提供数据基础。

 充分利用BIM成果,在其上扩展地形地貌、道路交通、水域分布、土地利用、城市规划、人口分布、经济等专题数据,实现空间位置与统计信息关联,基础和专题空间信息集成,能为地理国情监测提供辅助信息。

地理国情监测云平台


创建信息模型

 地理国情监测的核心工作是对被监测对象的信息采集、分析。在地理国情监测中,首先要解决测绘地理信息数据与BIM结合的方式,将测绘地理信息数据转化为建筑信息模型,达到准确表达建筑工程信息的目的。

测绘地理信息数据导入BlM软件生成信息模型

 地理国情监测可利用3S技术、三维激光扫描、摄影测量等技术,辅以外业调绘,进行三维点云、平立剖面图、属性信息等测绘地理信息数据获取。在控制点上安置三维激光扫描仪进行建筑工程三维激光扫描。扫描完成后,将每测站扫描数据拼合成完整的三维点云。经过“去噪”和“校正”的点云数据可输出为IFC标准格式,再导入BIM软件中即可创建信息模型。


工程变形预测

 地铁、隧道等工程构筑物是国家地理国情监测的重要对象。BIM不仅可以及时了解隧道工程的实时状况,也为隧道工程变形预测提供了手段。利用BIM技术对建筑工程进行变形预测模拟分析,需要以信息为基础,建立分析模型。根据分析预测目的不同,在模型中设置、输入不同的参数信息。

BlM软件进行隧道变形预测虚拟

 工程变形预测分析将BIM技术引入到一个更高的应用层次,意味着可以通过BIM预测隧道在其生命周期内的变化趋势,并能即时体现在信息模型之中。

 

构建信息管理平台

 BIM技术的核心价值是各专业人员可以共享建筑信息,做到协同工作,提高信息的利用率,减小信息的获取成本。实现信息共享,需要构建一个以信息技术为基础,各个专业利用图形编辑工具进行协同工作的BIM建筑信息管理平台,对所有资料进行真三维环境下归档和共享发布,为每个阶段提供全方位数据支持。

BlM信息管理平台构建

 信息管理平台可分数据层、图形层和专业层。数据层为平台的基础层,涵盖BIM数据库,用以存储IFC标准数据文件格式的建筑信息,可以被建筑的各个专业共享使用;图形层为完成建筑的规划、设计、施工、运营维护等的工作层,可进行图形显示编辑;专业层为使用层,各专业可利用专业软件,对建筑完成概预算、结构计算、地理国情监测等专业工作。


随着国家对地理国情监测投入的加大,各种技术手段得到广泛应用。测绘地理信息化体系是地理国情监测的重要支撑,BIM为测绘地理信息化体系构建提供了技术支持,增加了信息来源。BIM在地理国情监测中的应用,可为测绘地理信息化体系提供新的途径。


参考文献:

曾庆伟,等.《BlM技术在地理国情监测中的应用途径研究》.

翟亮.《国外地理国情监测情况》.

张蓉,译.《NGA:美国地理国情监测》.

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