杭州三维可视化应用_三维GIS开发

BIM与GIS集成的三维建模讲解 

一、三维GIS 良好的表面模型分析能力

三维GIS 良好的表面模型分析能力与几何语义信息丰富的BIM 数据集成是实现从外部环境走向内部部署的必经步骤。本文概述了多种集成方法，主要介绍了基于SuperMap 软件平台实现两者集成的方法应用，其中，精细模型数据由Revit 软件构建，使用JavaScript 语言进行开发，并通过iServer 向网络发布三维地图服务。

二、维GIS 技术

随着三维GIS 技术的不断进步与发展，更精细化的系统设计要求被提出以适应详尽的空间管理。无论是组件GIS 还是WebGIS，为了提供更多的属性信息与更逼真的实物展现，都需要提升三维建模技术。目前，已有数字模型的建立大多是基于三维GIS 和Sketchup、3DsMax、Auto-CAD 等软件，生成的建筑模型只能实现外观上的可视化，没有工程属性，不能抽取施工图纸，也不能导出材料报表等信息 。建筑信息模型( Building Information Modeling，BIM) 能够将建筑物三维数字化模拟还原。

同时，具备详细的内部空间几何及功能语义信息，是信息技术在建筑行业应用发展的必然结果 。BIM 与GIS 的集成对未来智慧城市的发展起到关键作用，填补了建筑物室内外一体化应用的空白。在软件平台的选取上，SuperMap 软件可以满足多元数据集成的需要，并具有强大的开发功能以完成不同层次的GIS 应用延伸。

三、BIM 与GIS 集成的方法

为了实现BIM 与GIS 的无缝衔接，国内外学者在不同方面进行研究。IFC ( Industry Foundation Classes) 是BIM 数据的一种标准，作为一个建筑数据模型标准，其他的软件都把自己的数据按照IFC 标准进行生产，这样形成同一数据模型的建筑产品，以IFC 标准格式的数据流通[3] 。CityGML( City Geography Markup Language，城市地理标记语言) 是一种3DGIS 领域通用的数据模型标准。

智慧管廊三维渲染实现方案 

随着BIM和3DGIS技术的大力发展，建筑模型的复杂度与构件数量呈几何倍数增长，其中管廊复杂网格是影响模型轻量化和在线渲染速率的一个关键性问题。为有效减少管廊复杂网格模型的数据量及复杂度，本文针对一般圆柱体形管廊，复杂网格的弯管管廊模型及中空管廊网格模型，提出了一套轻量级参数化算法。该算法对场景中的管廊模型进行参数化重绘并辅助以多细节层次等视觉优化手段，以减轻 WebBIM 场景中的智慧管廊模型渲染负担，其在拥有大量管廊模型的场景中应用成功，具有较强的工程实践意义。

近年来，网络技术的发展突飞猛进，人类正向高度信息化的社会迈进。BIM在国内建筑业形成一股热潮，尽管拥有了政府和社会的大力支持，Web 端的 BIM 大规模场景应用开发仍然面临许多巨大的挑战：

一、网页存储瓶颈问题：随着 BIM场景规模的增加，建筑内部空间结构复杂度不断提升，管廊结构的模型体量不断增加，BIM 数据未来可能达到城市级别（100 TB 以上），通常来说，PC 端的浏览器能够使用的内存仅为 1.5 至 2 GB，稍大的 BIM模型就可能会导致浏览器的崩溃。

二、计算渲染瓶颈问题：传统加载方式中，IFC构件被逐一添加在场景中，管廊模型拥有的三角化面片数量多，导致整个初始加载速度慢，且场景中FPS 较低，浏览建筑模型容易出现明显卡顿情况。

在以上问题的基础上，尤其是管廊管线这类构件往往在城市建筑模型中占有了一定的比重，例如水管，通风管道等，且建筑物内部管廊模型排列往往具有一定的复杂性，优化这部分管廊模型的参数，能够有效减少场景中的三角面片数量，帮助提升模型加载速率，对改善上述的两个瓶颈问题起到了积极的作用。

因此针对上述问题，本文提出了一套三维管廊复杂网格参数化算法，首先通过语义分析和几何分析，提取大规模 IFC 场景中的管廊网格模型构件类。然后针对一般圆柱体形管廊网格模型，弯管管廊模型以及中空管廊模型三种不同的特征，对其在服务端

分类进行参数化处理，并将参数结果返回给网页端进行渲染。为了降低网页端的渲染负载，实例化管廊模型的同时辅助以基于 LOD 多细节层次技术的渐进式自适应渲染方法，有效降低场景中管廊模型部分的总数据量及其三角面片数量，加快场景初始加载时间以及提升场景总体加载的帧速率，为轻量化BIM 大规模管廊模型场景的在线可视化提供了支持。