3DGIS+BIM集成与智慧城市应用

ZTMap3D是基于网络的三维地理信息系统平台软件，利用 ZTMap3D能够实现三维地理信息和虚拟现实，是数字化地球和数字化城市建设的基础平台。 BIM（building information modeling）即建筑信息模型，是以建筑工程项目的相关信息数据作为模型的基础条件，例如建筑物梁、板、柱等主要构件，还包括室内装饰物如门窗、扶手等。通过数字化信息方法模拟出建筑物所具有的真实信息，能带给人直观的感受。BIM 和 ZTMap3D的集成已引起了人们的关注，三维 GIS技术满足了在地理环境下对建筑物三维立体空间的可视化分析及其应用，利用三维 GIS 的空间分析方法对BIM 建筑模型进行三维分析，基于3DGIS+BIM以实现对城市建筑物的管理等。

3DGIS+BIM的集成分析

室内导航是为了弥补传统定位导航系统在室内运行的缺陷。室内导航其实是用于人员的管理、机器人的仿生、被标签物的追踪，其实现的内容主要是非可视场景的可视化。Revit 可以方便快捷地获取 BIM 模型中室内导航时所需的构件信息和空间信息。IFC 作为 BIM 领域通用的数据模型标准，具有 4 层级：信息资源层、信息核心层、信息共享层、信息领域层，可描述室内导航所需的建筑部件。IFC 实体模型3DGIS+BIM的步行模式在封闭空间内导航更加方便容易，同时提供了方向控制按钮，能够更好地控制和调整，又可以创建室内兴趣点，从导航面板访问某个室内位置，支持从室内的一个位置到另一个位置。当打开碰撞检测时，在三维模型中碰撞到任何固体，都会停止移动，即不能穿过任何固体。当打开 X 射线后，模型会变得半透明，可以看穿所有模型的墙，图 2 表示房间内的场景。

 

3DGIS+BIM建筑物阴影率分析

日照分析建立了地球与太阳的三维模型，从几何学和光学的角度进行考虑，利用计算机的硬件和软件进行大量的数学计算，模拟建筑物的阴影变换，对城市管理提供了很大的帮助。ZTMap3D软件的 Global shadow（全球阴影）分析，可以选择阴影更准确地模拟实际条件下的精确颜色，同时可以根据 Data and Time Control（日期和时间控制）设置的时间、日期和时区来确立太阳的位置。当系统日期和时间更改时，阴影将动态更新。太阳光照是根据电脑的系统时间来控制的，当时间进行改变时阴影会相应发生变化。日照原理是进行日照分析的基本理论基础，其公式可表示为：

 

式中，β 为建筑物所在城市的地理纬度；α 为太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角；µ 为一天地球自转在地平面间的夹角；As为太阳光线与地平面的夹角；Bs为太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南线所夹的角。阴影率即阴影面积占建筑外部用地面积的比率，计算公式为：

 

 

 

最佳路径分析

最佳路径是计算不超过定义坡度限制地形上两个位置之间的路径，它将以标注在地面上两点之间的线对象来代表计算结果。该计算考虑了地形的高程值和坡度值，其中可用于搜索的参数决定了寻找到最佳路径的时间和概率。郝静等基于遗传算法的Skyline 个体适应度函数：

 

 

 

式中，x 代表的是个体的栅格总和，表示第 i 个栅格直线的距离。图 4 可以清晰地看到在黄线对角两点的白线就是两点之间的最短距离。

 

 

 

 

3DGIS+BIM属性信息查询

信息查询包括设计数据查询、设施位置查询和设施文档查询，管理人员根据提供的设计数据查询功能，可以查询建筑物的专业、名称、尺寸、材质、颜色等参数信息，同时也可以根据关键字查找设施定位在空间的位置，帮助管理人员快速找到指定设施。表 1 所示的是建筑物的部分属性信息表，能够快速找出所要查找的建筑物位置。