Building Information Modeling (BIM) กำหนดโดยมาตรฐานแห่งชาติ GB/T51212-2016 “มาตรฐานกลางว่าด้วยการใช้งาน Building Information Modeling” ดังต่อไปนี้ “มันคือการประมวลผลและการออกแบบ การก่อสร้างและการดำเนินการโดยอิงจากคุณลักษณะทางกายภาพและทางการใช้งานของโครงการก่อสร้างและสิ่งอำนวยความสะดวกระหว่างวงจรทั้งหมด”
ข้อมูล BIM ไม่ได้มีแค่อาคารทั่วไปแต่ยังรวมถึงโครงสร้างอาคารอื่น อย่างโรงไฟฟ้า เขื่อน และโครงสร้างที่เป็นเส้น เช่น ถนน ทางรถไฟ อุโมงค์ ท่อลำเลียง เป็นต้น ด้วยความนิยมในการใช้งานเทคโนโลยี BIM โดยเฉพาะในการนำไปใช้ในการพัฒนา BIM+GIS มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของการเรียกดูข้อมูล BIM แบบเรียลไทม์ใน 3D Scenes ในอุตสาหกรรมนี้ ดังนั้นความจำเป็นในการลดความซับซ้อนข้อมูล BIM จึงสูงขึ้นเรื่อย ๆ
ปัจจุบันข้อมูล BIM ส่วนใหญ่มาจากซอฟต์แวร์ BIM ในขณะที่ทุกคนรู้ว่ามีซอฟต์แวร์โมเดล BIM มากมายทั้งในประเทศจีนและต่างประเทศ และซอฟต์แวร์แต่ละอันต่างก็มี format เป็นของตัวเอง
1. IFC คือฟอร์แมตมาตรฐานในการแลกเปลี่ยนข้อมูล กำหนดโดยมาตรฐานของ Industry Foundation Class (IFC) ซึ่งจัดเก็บข้อมูลทั้งวงจรของโครงการ ปัจจุบันซอฟต์แวร์ BIM ที่ใช้กันทั่วไปรอบรับฟอร์แมต IFC
2. RVT คือฟอร์แมตข้อมูล BIM ของซอฟต์แวร์ Autodesk Revit ซอฟต์แวร์ Revit ใช้กันอย่างแพร่หลายในซอฟต์แวสำหรับสร้างโมเดล BIM ไฟล์ฟอร์แมต rvt ใช้กันอย่างแพร่หลายในผู้ใช้งานจำนวนมาก
3. DGN เป็นฟอร์แมตข้อมูลใช้งานในโปรแกรม MicroStation ของ Bentley และเก็บข้อมูลแบบ binary
4. 3DXML เป็นฟอร์แมตข้อมูล BIM ที่เปิดนำไปใช้ได้อย่างอิสระโดย Dassault Systems เป็นผู้พัฒนา เป็นฟอร์แมตข้อมูลขนาดเล็กอ้างอิงจาก XML ที่มีขนาดที่เล็กและสัดส่วนการบีบอีดที่สูง ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มความเร็วเคลื่อนย้ายไฟล์และลดเวลาในการเก็บข้อมูล
5. DWF (Design Web Format ฟอร์แมตกราฟฟิกสำหรับเว็บ) เป็นไฟล์ฟอร์แมตที่บีบอัดและขนาดเล็ก พัฒนาโดย Autodesk
I. วิธีในการนำเข้าข้อมูล BIM ไปยังแพลตฟอร์ม GIS
ปัจจุบัน ข้อมูล BIM นำเข้าไปยังซอฟต์แวร์แพลตฟอร์ม GIS ได้ทั้งหมด 3 วิธี
1. วิธีแรกคือนำเข้าข้อมูล BIM ไปยังซอฟต์แวร์แพลตฟอร์ม GIS ด้วย plug-in BIM ที่พัฒนาเอง
วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการพัฒนาระดับรองของอินเตอร์เฟสข้อมูลที่ได้มาจากซอฟต์แวร์ BIM กล่าวคือแปลงข้อมูล BIM ไปยังฐานข้อมูล GIS โดยใช้เครื่องมือในซอฟต์แวร์ของ BIM
2. วิธีที่สอง คือ แปลงข้อมูลโดยผ่านฟอร์แมตข้อมูลตัวกลาง
วิธีนี้คือสร้างข้อมูลฟอร์แมต IFC จากข้อมูล BIM หรือแปลงเป็นฟอร์แมตข้อมูลอื่น เช่น FBX OBJ OSG เป็นต้น ซึ่งเป็นไฟล์ที่ซอฟต์แวร์ GIS สามารถอ่านได้ เป็นวิธีที่ง่ายและใช้กันทั่วไป ซอฟต์แวร์ BIM รองรับการส่งออกข้อมูลฟอร์แมต IFC แต่อย่างไรก็ตามวิธีนี้อาจก่อให้เกิดปัญหา เช่น ข้อมูลสูญหาย คุณภาพข้อมูลต่ำและเวลาที่ใช้ในการแปลงข้อมูลนาน
3. วิธีที่สาม คือ ใช้ซอฟต์แวร์ GIS ในการอ่านข้อมูล BIM ตรง ๆ
สามารถเข้าถึงข้อมูล BIM ด้วยซอฟต์แวร์ GIS โดยตรง ซึ่งไม่เพียงแต่ประหยัดเวลาและพลังงาน และยังการันตีคุณภาพของข้อมูล BIM ระหว่างกระบวนการอ่านไฟล์ อย่างไรก็ตาม เนื่องด้วยข้อจำกัดของซอฟต์แวร์ BIM ทำให้ซอฟต์แวร์ GIS ไม่สามารถอ่านฟอร์แมตข้อมูล BIM บางตัวได้โดยตรง
เพื่อที่จะคงไว้ซึ่งข้อมูลเชิงเรขาคณิตและข้อมูลเชิงบรรยายของ BIM ผู้ใช้งานส่วนใหญ่นิยมนำเข้าข้อมูล BIM เข้าไปยังแพลตฟอร์ม GIS ด้วยวิธีแรก
II. หลักการหลักในการนำเข้าข้อมูล BIM ไปยังแพลตฟอร์ม GIS
ซอฟต์แวร์ BIM ส่วนใหญ่จะสร้างโมเดลเชิงพาราเมตริก อย่างไรก็ตาม API ที่มีในซอฟต์แวร์ BIM จะได้มาจาก triangulated mesh หลังการทำ triangulation ดังนั้น เมื่อนำเข้าข้อมูล BIM ไปยังแพลตฟอร์ม GIS จะต้องตรงตามข้อกำหนดของการคำนวณดัชนีต่าง ๆ และการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ และทำให้กระบวนการลดความซับซ้อนของข้อมูล BIM สำเร็จเพื่อที่จะคงรักษาซึ่งความแม่นยำ topology และความสมบูรณ์ของข้อมูล BIM โดยทำตาม 3 หลักการดังต่อไปนี้
1. แสดงเป็นโมเดลข้อมูล solid 3 มิติที่แม่นยำและเป็น topology ปิดเพื่อที่จะคงรักษาซึ่งความแม่นยำ topology และความสมบูรณ์ของข้อมูล BIM
โมเดลข้อมูล 3 มิติกำหนดพื้นที่ solid ที่เป็นหนึ่งเดียวผ่าน triangular mesh surface ที่แม่นยำและเป็น topology ปิด
ขอบเขตของ triangulated surface ของพื้นที่ solid มีลักษณะเป็น manifold 2 มิติแบบปิด (2-Manifolds) ความสัมพันธ์ทาง topology ถูกแสดงด้วยโครงสร้างข้อมูลแบบ Halfedge ซึ่งเป็นโครงสร้างข้อมูลแบบอ้างอิงจากขอบเป็นหลัก (รูปภาพที่ 1) แต่ละขอบประกอบด้วย 2 half-edge ในทิศทางตรงกันข้ามกัน และในแต่ละ half-edge จัดเก็บ vertex และ triangle
หลายปฎิบัติการ อย่างเช่น 3D Spatial Query และการวิเคราะห์ข้อมูล BIM ในซอฟต์แวร์ GIS สำเร็จได้ด้วยโมเดล solid 3 มิติ
รูปภาพที่ 1 โครงสร้างข้อมูล Halfedge
รูปภาพที่ 2 โมเดล BIM ที่แสดงด้วยรูปทรง 3 มิติที่แม่นยำและมี topology แบบปิด
2. กำหนด LOD (ระดับความละเอียด) เพื่อลดความซับซ้อนของข้อมูล BIM
โมเดล BIM แบบพาราเมตริกสามารถสร้างโครงข่าย triangulation ด้วย LOD ต่าง ๆ ในขณะที่กำลังดำเนินการ triangulating กล่าวคือ surface โค้งแบบพาราเมตริกสามารถปรับแก้โครงข่ายสามเหลี่ยมเป็นโครงข่าย trangulation ด้วยระดับความละเอียดต่าง ๆ
รูปภาพที่ 3 ข้อมูล BIM ด้วยระดับความละเอียดต่าง ๆ
3. Instantiation สามารถช่วยลดความซ้ำซ้อนของข้อมูลโมเดล
Instantiation ใช้เพื่อจัดเก็บข้อมูล BIM ที่อยู่ตำแหน่งต่าง ๆ โดยเป็นการจัดเก็บระหว่างโมเดลเชิงเรขาคณิตและเมตริกตำแหน่ง และโมเดลเชิงเรขาคณิตเดียวกันจะบันทึกครั้งเดียวเพื่อลดการใช้พื้นที่ในดิสก์ Instantiation สามารถใช้เมื่อทำการวาดได้ ซึ่งช่วยลดการทำงานในการ render ของการ์ดจอและพัฒนาประสิทธิภาพในการ render
ข้อมูล BIM ในแต่ละแขนงก็มีระดับความซับซ้อนที่แตกต่างกันออกไป วิธีการลดความซับซ้อนของข้อมูล BIM จะยึดหยุ่นตาม ข้อกำหนดในการใช้งานจริง
รูปภาพที่ 4 Instantiation
III. บทสรุป
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้งานร่วมกันระหว่าง BIM และ GIS ได้ใช้งานกันอย่างมากและกว้างขวาง วิธีการนำเข้าข้อมูล BIM ไปยังแพลตฟอร์ม GIS เพื่อดูปฎิสัมพันธ์ของข้อมูลเป็นปัญหาลำดับแรก ๆ ที่ต้องได้รับการแก้ไข ในบทความนี้ SuperMap ได้นำเสนอวิธีการแก้ไขทางเทคนิคที่ใช้กันโดยทั่วไปในอุตสาหกรรมนี้ ในอนาคต SuperMap
