La norma nacional GB/T51212-2016 "Norma Uniforme para la Aplicación del Modelado de Información de la Construcción" define el Modelado de Información de la Construcción (BIM) de la siguiente manera: "Es el proceso y término general de diseño, construcción y operación, basado en la expresión digital de las características físicas y funcionales de los proyectos de construcción e instalaciones durante todo su ciclo de vida".
Los datos BIM no sólo incluyen edificios comunes, sino también estructuras como centrales eléctricas, presas, estaciones de energía, etc., así como infraestructuras de forma lineal como: carreteras, ferrocarriles, túneles, corredores de tuberías, oleoductos, etc. Con la popularización de las aplicaciones tecnológicas BIM, especialmente el desarrollo de las aplicaciones BIM+SIG, han aumentado los requisitos para el rendimiento de la navegación en tiempo real de los datos BIM en escenas 3D en la industria. Por lo tanto, la necesidad de simplificar los datos BIM es cada vez más fuerte.
Actualmente, los datos BIM proceden principalmente del software BIM. Como todos sabemos, hay muchos tipos de software de modelado BIM en China y en el extranjero, y cada software tiene su propio formato de almacenamiento.
1. IFC es un formato estándar de intercambio de información definido por la norma Clase de la Fundación de la Industria (IFC), que almacena información sobre todo el ciclo de vida de un proyecto. En la actualidad, el software BIM más utilizado admite la salida de datos BIM en formato IFC.
2. RVT es el formato de datos BIM utilizado por el software Autodesk Revit. El software Revit es actualmente el software principal para el modelado BIM. Su archivo de proyecto .rvt es actualmente muy utilizado con un gran número de usuarios.
3. DGN es un formato de datos utilizado por los productos MicroStation de Bentley y adopta un almacenamiento binario.
4. 3DXML es un formato de datos BIM abierto lanzado por Dassault Systems. Se trata de un formato de datos ligero basado en XML con un tamaño reducido y una alta proporción de compresión, lo que le permite ofrecer una mayor velocidad de transferencia de archivos y un menor tiempo de almacenamiento.
5. DWF (Design Web Format, un formato gráfico para la Web) es un formato de archivo altamente comprimido y ligero desarrollado por Autodesk.
I. Tres formas de importar datos BIM a la plataforma SIG.
Actualmente, los datos BIM se importan al software de la plataforma SIG de tres maneras:
1). El primer método consiste en importar los datos BIM al software de la plataforma SIG a través de un plug-in BIM de desarrollo propio.
Este método se basa en el desarrollo secundario de la interfaz de datos proporcionada por el software BIM, es decir, convertir los datos BIM a la base de datos SIG basándose en el soporte nativo del software BIM.
2). El segundo método consiste en realizar la interacción de datos entre BIM y SIG a través del formato de datos intermedio.
El método consiste en generar formatos de datos IFC de los datos BIM de acuerdo con el estándar IFC o convertirlos en formatos de datos de modelos como FBX, OBJ, OSG, etc., que pueden ser leídos directamente por el software SIG. Se trata de un método fácil de utilizar, y el software BIM de uso común admite la exportación de datos en IFC. Sin embargo, este método puede causar problemas como la pérdida de datos, la mala calidad de los mismos y el excesivo tiempo de conversión de datos.
3). El tercer método consiste en utilizar el software SIG para leer directamente los datos BIM.
Permite el acceso a los datos BIM mediante el propio software SIG, lo que no sólo ahorra tiempo y esfuerzo, sino que también garantiza la calidad de los datos BIM durante el proceso de lectura. Sin embargo, actualmente, debido a la restricción del modo de producto del software BIM, hay menos formatos de datos BIM que puedan ser leídos directamente por el software SIG.
Para conservar mejor la información geométrica y la información de atributos de BIM, se suele utilizar el primer método para importar los datos BIM a la plataforma SIG.
II. Tres principios fundamentales para importar datos BIM a la plataforma SIG.
El software BIM suele adoptar el modelado paramétrico. Sin embargo, la API proporcionada por el software BIM sólo puede obtener la malla triangulada después de la triangulación. Por lo tanto, al importar los datos BIM a la plataforma SIG, para preservar mejor la precisión, la topología y la integridad semántica de los datos BIM; cumplir con los requisitos de los subsiguientes cálculos de índices y análisis espaciales, y lograr el proceso de simplificación de los datos BIM, es necesario seguir los siguientes tres principios:
1). Suele expresarse mediante un modelo de datos sólidos 3D de alta precisión y topológicamente cerrado para conservar mejor la precisión, la topología y la integridad semántica de los datos BIM.
El modelo de datos sólidos 3D define un espacio sólido homogéneo a través de una superficie de malla triangular topológicamente cerrada de alta precisión.
El límite de la superficie triangulada del espacio sólido es un colector 2D dirigido y cerrado (2-Manifolds), su relación topológica se expresa mediante la estructura de datos Halfedge. es una estructura de datos centrada en las aristas (Figura 1). Cada arista se compone de dos medias aristas en direcciones opuestas, y cada media arista almacena un vértice incidente y un triángulo incidente.
Con la ayuda del modelo sólido 3D, se pueden realizar varias operaciones, como la consulta espacial 3D y el análisis de los datos BIM en el software de la plataforma SIG.
Figura 1. Estructura de datos de Halfedge
Figura 2. Modelo BIM expresado por un sólido 3D de alta precisión y topológicamente cerrado
2). Adoptar LOD (Level of Detail) para simplificar los datos BIM.
El modelo BIM paramétrico puede construir redes de triangulación con diferentes niveles de detalle al triangular, es decir, la superficie curva paramétrica puede triangularse en redes de triangulación con diferentes niveles de detalle.
Figura 3. Datos BIM con diferentes LODs
3). La instanciación puede utilizarse para reducir la redundancia de los datos del modelo.
La instanciación puede utilizarse para almacenar datos BIM que se colocan en diferentes posiciones o posturas, adoptando el almacenamiento de modelo geométrico + matriz de postura/posición, y el mismo modelo geométrico puede almacenarse sólo una vez, lo que reduce el espacio de almacenamiento en disco. La instanciación también se puede utilizar al dibujar, lo que puede reducir la presión de renderización de la tarjeta gráfica y mejorar la eficiencia de renderización.
Los datos BIM tienen diferentes niveles de complejidad en diferentes campos. Según los requisitos reales de la aplicación, habrá métodos más flexibles para simplificar los datos BIM.
III. Conclusión
En los últimos años, las aplicaciones integradas de BIM y SIG se han utilizado ampliamente y en profundidad. Cómo importar los datos BIM a la plataforma SIG para realizar la interacción de la información se ha convertido en el principal problema a resolver. En este artículo, SuperMap propone una solución técnica que actualmente se utiliza ampliamente en la industria. En el futuro, SuperMap cooperará con más socios para proporcionar soluciones más eficaces para el desarrollo y la aplicación de "BIM+SIG".
