BIM-GIS集成的趋势和机遇

BIM-GIS集成的趋势和机遇在建筑，工程和建筑领域行业：来自时空的回顾统计学视角 摘要：建筑信息模型（BIM）与地理信息的融合系统（GIS）在施工管理中是近年来一个新的，快速的发展趋势研究到工业实践。 BIM在丰富的几何和语义信息方面具有优势通过建筑的生命周期，而GIS是一个广泛的领域，涵盖了基于地理位置的决定制作和地理空间建??模。但是目前大多数BIM-GIS的研究集中在整合技术，但缺乏进一步的数据分析和数学的理论和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 造型。本文回顾了BIM-GIS集成在中国的应用情况和未来发展趋势建筑，工程和建筑（AEC）产业的基础上研究了96个高质量的从时空统计角度研究文章。这些应用程序的分析有助于 揭示了BIM-GIS集成的发展进程。结果表明，BIM-GIS的利用在AEC行业的整合需要超越集成技术和系统理论数学建模方法的深入应用，包括时空统计建模在GIS和4D / nD BIM模拟和管理。 BIM-GIS集成的机会是概述为AEC产业未来研究中的三个假设进行深入整合 BIM和GIS。 BIM-GIS集成假设通过实现更全面的应用AEC项目的生命周期。 关键词：BIM;地理信息系统; BIM-GIS集成; AEC;时空统计;智能可持续城市 1. 介绍 全球城市化进程加快，全球气候变化最为严重的是城市化在当今世界的关键问题[1-3]。智慧的可持续城市是一个广泛的创新城市自2010年中期开始普及，旨在提高当代和后代的生活质量在城市化和全球气候变化的条件下[4-6]。随着广泛的利用信息和通信技术（ICT）和物联网（IoT），城市服务将更加有效，城市将更具有竞争力的社会经济，环境和文化条件[7]。因此，智能可持续发展城市的特点是技术和应用广泛全面提升城市生活的可持续性，这就需要大量的，多源的数据用于技术和管理。 建筑信息模型（BIM）和地理信息的整合系统/科学（GIS）是智能可持续发展城市的强大支持，因为它具有强大的功能数据整合，定量分析，技术应用和城市管理[8-10]。BIM-GIS在施工管理上的整合是近十年来新的和快速的发展趋势，从研究到工业实践。 BIM在丰富的几何和语义信息方面具有优势通过建筑生命周期[11]，而GIS是一个广泛的领域，涵盖了基于地理视觉的决定制作和地理空间建??模[12]。他们各自的优点已经在一些讨论过了先前的评论文章[8,13,14]。 BIM-GIS集成将整合BIM和BIM的强大部分GIS用于建筑和城市建模。在过去的十年中，BIM-GIS集成已经得到应用对多个案例如建筑供应链管理的可视化[15]，紧急情况反应[16-18]，城市能源评估与管理[19-21]，遗产保护[22,23]，气候适应[24]和生态评估[25]。 在之前的BIM-GIS集成研究中，研究人员花费了大量的精力进行整合技术。 提出了各种BIM-GIS集成方法来解决不同的问题[13,14]。对于整合模式，超过一半的研究人员更喜欢从BIM提取数据到GIS，和其他人将GIS数据集成到BIM系统或将BIM和GIS数据集成到第三方平台[8]。 比如工业基础课（IFC）和城市地理标记语言（City Geography Markup Language）（CityGML）是交换语义3D信息的两种最流行和最全面的标准BIM和GIS的地理分布，它们是BIM-GIS的主要标准整合[26-28]。 在整合过程中，一些重要细节因提取而丢失并简化了从一个系统到另一个系统的数据[29]。 为避免信息损失，统一建设模型（UBM）被提出来涵盖IFC和CityGML模型的信息[30]。 尽管许多与BIM和GIS集成有关的技术问题已经或者已经存在少数理论研究解决了如何充分整合各自的优势BIM和GIS的进一步定量分析。空间或时空统计建模对于模式的分析和关系的探索被视为中心功能GIS [31-35]，但在BIM-GIS集成研究中很少提及。在过去的三十年中，时空统计建模技术被广泛应用于地学，地理，农业，生态学，大气科学，水文学等[36]，以及其他领域的定位研究如城市规划[37-39]，公共卫生[40,41]和社会科学[42-45]。从角度来看在建筑，工程和建筑（AEC）行业中，随着BIM的广泛应用，特别是海量数据的收集，需要精确的数学建模来进行分析并评估AEC行业的每个阶段，质量，成本，进度，安全， 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 和信息管理和协调各个部门 但是，BIM支持的分析和决策不能完全满足用户的需求包括提高质量和生产力，减少项目成本，实时跟踪施工场地的进度，确保安全，降低环境 风险，有效的信息更新，交互和管理。用户之间的主要差距要求和现状是施工过程中的要求不可能准确和动态地描述，建模和管理。传统的施工方法仍然是主流，综合数据驱动的时空建模很少被利用，即使数据驱动的实时和动态进展分析在英国日益重要大型项目和智能可持续城市的建设管理，以及AEC的阶段工业是典型的空间和时间过程。此外，周围和远处的空间从施工现场没有充分参与施工管理。例如，供应在可行性研究， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和拆除阶段的交付过程需要进行空间分析从大的空间尺度来看，对空间和时间过程的定量分析很少参与AEC行业的BIM决策。 因此，本文旨在总结BIM-GIS集成的应用，并提出其在AEC未来发展的潜力 从时空统计角度来看产业。 在本文中，我们回顾了BIM-GIS集成的应用来描述其发展从三个方面取得进展：（1）过去BIM-GIS集成在AEC产业中的应用十年; （2）从测绘角度看BIM-GIS集成的历史; 和 （3）GIS，BIM与集成BIM-GIS演进进程的比较研究。 分析BIM-GIS集成的发展进程使得中心能够得到更深入的理解BIM，GIS及其集成的功能和主要范围。 根据分析，这次审查 旨在总结BIM-GIS集成在AEC行业的应用趋势并提出建议从时空统计角度看BIM-GIS集成的潜在机遇造型。 因此，我们提出了三个BIM-GIS集成未来发展的假设。 这个评论的结构如下。 第2节总结了当前BIM-GIS的应用整合来捕捉全球BIM-GIS集成的现状。 第3节分析了演变BIM-GIS一体化的进展。 第4节讨论未来趋势，并提出BIM-GIS集成在AEC行业的潜在机会。 第5节总结这次审查。 2. 目前bimm - gis集成的应用。 2.1.审查方法 本文综述了BIM-GIS集成的应用特点，BIM-GIS集成的进展，评估学术和实践趋势和差距，并提出建议未来的机会。为了实现这一目标，文章从三个方面进行了分析。首先，应该是探讨了自BIM-GIS集成概念以来的应用趋势。为了学习这些趋势，收集了与BIM-GIS集成应用有关的出版物并进行统计分析。文献综述包括多个指标每年的出版物数量，年度引用次数，国家/地区和地区分布出版物的大学/研究所，出版物所属的研究领域以及小学BIM-GIS集成研究的期刊和会议。接着，介绍了BIM-GIS的发展历程需要描述整合，并说明为什么在这个方向上发展的原因应该是进一步讨论。最后，应该评估潜在的前景，机遇和弊端从时空统计的角度出发，使分析的功能得到充分利用在AEC产业的实践中。 关于BIM-GIS集成的文献从主要的在线数据库中检索和收集Web of Science?核心集合。期刊文章和会议文章均被检索。期刊仅限于科学引文索引（SCI）或社会科学引文索引（SSCI）期刊，并且会议应由会议记录索引 - 科学（CPCI-S）或会议索引会议记录引文索引 - 社会科学与人文（CPCI-SSH）。 “BIM”和“GIS”是“AND”运算符用于搜索文献主题的关键词，其中包括标题，抽象的，作者的关键字和关键字plus?，出版语言仅限于英语。因此，检索了99篇研究论文（2017年9月之前）。其中三篇文章是与BIM-GIS集成无关，被删除。另外，不需要额外的这篇评论的论文集。因此，在那里收集了96篇BIM-GIS集成文章是SCI / SSCI索引的36篇文章。 2.2.文学分析 图1显示了过去BIM-GIS集成研究的趋势和全球分布情况十年。最早的研究出现在21世纪初期，最早的杂志和会议在2008年出现，一些书籍章节早些时候出版（例如[46]）。 BIM-GIS的进展在2008 - 2014年的七年期间，整合研究速度缓慢，平均有六份出版物每年。自2015年以来，出版物数量显着增加，有19,27和8篇文章发布于2015年，2016年和2017年前三个季度。各自的数量SCI / SSCI索引出版物分别为7,14和5，同时也是BIM-GIS集成的引用次数特别是SCI / SSCI索引出版物的研究一直在不断增加。尽管过去两年来BIM-GIS一体化的研究正在迅速增加，学术刊物在全球范围内分布广泛。图1B还表明，作者的出版物来自30个国家/州的99所大学/研究机构。大学/研究所出版物数量大于一个的地图点缀在地图上。有十个国家在哪里出版物的数量大于五个，如地图上所标注的，以及六所大学出版物数量大于或等于四份：美国佐治亚理工学院，澳大利亚科廷大学和墨尔本大学，香港科技大学中国科技大学（科技大学），荷兰代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）和理工大学（Politecnico）di在意大利的都灵。图1C显示了SCI / SSCI索引期刊文章的分布，其中具有多个SCI / SSCI索引文章的大学/研究所点在地图上。六国家有两个以上的SCI / SSCI索引文章关于BIM-GIS整合标签地图以及四所大学都有三篇以上的SCI / SSCI索引文章科大，墨尔本大学，科廷大学和佐治亚理工学院。表1和表2列出了研究领域（大于两个出版物）和出版物的摘要来源（大于或等于两个出版物）的BIM-GIS集成研究。前三名所有论文的领域都是工程，计算机科学和遥感，以及前三个领域SCI / SSCI索引的期刊文章是工程，建筑施工技术和计算机科学。这些研究领域的总结表明，AEC产业有更多的研究BIM-GIS整合比地球科学，以及计算机科学支持的技术整合是当前研究的主流。表2显示了对于BIM-GIS集成研究，自动化在建筑行业是AEC行业主要的SCI / SSCI索引期刊，ISPRS国际“地理信息与计算机环境与城市系统”是SCI / SSCI的主要学科索引地球科学期刊。具有最大CPCI-S / CPCI-SSH索引会议出版物的数量是建筑工程和建筑中的eWork和电子商务以及ISPRS 分别归档于AEC行业和地球科学领域。 3. BIM-GIS集成的演化进程 BIM-GIS集成的演化进程具有三个方面的特点：应用演化在AEC产业中，从测绘角度对历史进行了分析，并对其进行了比较研究GIS，BIM和集成BIM-GIS的发展进程。 BIM-GIS集成的三个方面进化在下面的小节中讨论。 3.1。 AEC行业的应用演进 BIM-GIS集成在AEC行业的发展过程揭示了BIM-GIS集成已经从简单的案例转移到深层考虑和复杂的应用程序。早期的大部分研究都试图解决整合的技术问题。一般来说，提出了多种整合方法来解决各种问题[13,14]。主流的集成方法是将BIM数据提取到GIS上下文中[47,48]。但是，在这期间过程中，一些重要的细节丢失了[29]。为了解决这个问题，建立了统一的建筑模型（UBM）覆盖IFC和CityGML模型，以避免细节损失[30]。此外，确保建筑细节，几何拓扑和语义拓扑建模应用于捕捉3D特征[49]，如地板拓扑检测的应用[50]。 还提出了一系列的方法来保证BIM和GIS的互操作性语义网技术[51,52]，基于语义的多表示法[53]，实现原型[54]和资源描述框架（RDF）[55]。 在最初的发展之后，研究人员开始提出新的标准和方法建设和城市数据库管理。 CityGML的细节层次（LoD）的概念是在BIM-GIS中应用于建筑物和建筑元素的表示和管理整合[27,56,57]。研究还解释了存储，查询，交换的技巧空间信息管理[58-63]。基于Web的开源平台被认为是一个在数字建筑中共享和融合三维信息的行为良好的工具[52,64-67]。除了建设和城市数据库管理，比较研究和综合应用程序进行探索3D显示方法的优点和缺点软件包括3D GIS，BIM，CAD，CityEngine，3D Studio Max和SketchUp [68-71]。 更具体地说，这些出版物是根据其申请和出版物分类的多年来揭示了BEC-GIS集成在AEC行业的应用演变（表3）。应用程序根据应用程序对象，建筑物或应用程序分为两类一个城市，与建筑物的应用程序分为四类到施工阶段，包括规划设计，施工，运营和维护，和拆迁。结果表明，应用对象既包括建筑物也包括城市包括城市基础设施。对于建筑物的应用，61％的研究重点在运行和维护阶段，但只有少数研究探索拆除阶段。 从年度变化可以看出，应用程序往往是多样和复杂的2008年至2017年。紧急和灾难模拟，响应和管理是一个典型和热点主题[61,72-75]。最近引起了更多的关注，因为有9个出版物涉及到这个话题在2016年[16-18,76-81]。这个主题是一个典型的BIM-GIS集成问题，应该加以解决既有较大的空间尺度，又有建筑构件的细节考虑。维护和2010年以来，对现有建筑物的更新进行了研究[82,83]。这个话题今后有很大的潜力研究，因为大多数建筑物是发达国家和地区的老建筑，而不是新建筑发展中国家的城市化地区。现有建筑物的维护和更新是一个伟大的BIM的挑战，BIM-GIS集成有很多机会。与之相比旧楼管理，建设规划设计更多的是新建筑。BIM-GIS集成在规划设计中的应用包括多个方面，如选址和空间规划[72,84]，气候适应[24]，安全规划[85]，建筑设计和预制操作[86-88]，能源设计[89,90]和拆解 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 [91]。在建筑物上应用BIM-GIS集成的热门话题还包括室内导航[92]，遗产保护[22,23,93-96]，建筑供应链管理[15,97]，巨型项目管理[98]，生态评估[25]等。对于BIM-GIS集成的应用在城市，三维城市建模和表示[99-101]，城市设施管理[28,102]和应急响应[103]是整合尝试开始时的主要方面。在最近多年来，更多的研究利用BIM-GIS整合来表征人类活动及其关系与城市相关，如交通规划和分析[104,105]，可行性分析[106]和能源 评估和管理[10,19-21,107-109]。 BIM-GIS集成的应用涵盖了建筑物，城市和建筑的所有施工阶段城市基础设施。在这些应用中，BIM和GIS的强大部分通常被整合在一起建筑和城市建模，而是BIM和GIS在这些应用中所使用的各自功能往往是相似的。 BIM提供了建筑物，城市的丰富的几何和语义信息和整个生命周期的基础设施[11]。同时，GIS通常被认为是3DBIM-GIS在当前建筑环境和城市系统可视化系统中的应用积分。以上BIM-GIS集成应用总结揭示了目前的应用有三个主要的优点。首先，综合多个空间尺度的数据和信息解决涉及建筑构件和建筑环境甚至城市的问题环境。这也是使用BIM-GIS集成的一个起点。其次，主要功能BIM已被应用，提供完整和详细的几何和材料信息建筑组件。最后，基于可视化的分析提高了效率和性能AEC项目施工管理。但是，应用程序在使用集成BIM-GIS方面的优势仍然有限BIM和GIS都没有得到充分的综合利用。首先，利用小学地理信息系统的功能非常有限，因为地理信息系统是一个广泛的领域，涵盖了基于地理视觉化的决策制作和地理空间建??模[12]，而不是一个建筑环境和三维可视化系统城市。目前空间和时空统计分析很少被考虑和使用BIM-GIS集成的应用。其次，BIM提供了几何和语义信息建筑构件，但AEC项目的用户需求信息很少涉及在BIM中。近年来，BIM应用研究和提出解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 是必不可少的一部分用户需求，如质量，时间和成本管理。第三，LoD被应用于IFC和CityGML模型中的建筑物和建筑元素的表示和管理它在分析的整合过程中没有被当作时空属性和决策。 3.2。测绘学视野中的历史 分析BIM-GIS集成的应用演变表明这是一种趋势 集成了BIM-GIS来解决AEC行业中各种复杂的问题。从...看 测绘史的角度来看，综合BIM-GIS将具有更广泛的应用范围 更深入的理论和应用方法。图2显示了BIM-GIS集成的历史 从测绘的角度来看。 GIS和BIM是数字化的产物 测绘学，大地测量学和工程测量学两大分支学科。一方面， GIS的核心功能是分析模式并探索空间数据的关系 主要通过大地测量方法收集[31-35]。野外大地测量工作的主要产品之一是 具有大型空间尺度的地形图显示地形特征，基础设施，建筑物 和土地覆盖。地形图数字化后，描绘自然属性的空间数据变成了 GIS的数据层[125]。此外，由于空间分析的能力，GIS成为一门科学和技术 系统来分析空间数据，并对自然界有深刻而全面的认识 过程[36]。另一方面，BIM最初被用作模型可视化，数据的平台 交换和分析建筑物或基础设施的数字化工程图纸[126]。随着 BIM从建筑管理的设计到维护阶段的广泛应用正在发生变化 AEC产业[127]。 BIM作为创建，共享，交换和管理的系统而出现 所有利益相关者在整个生命周期中建设和城市信息[128]。因此，在 理论，超越了技术集成，即平台或系统集成，BIM和GIS等 从数据库管理的整合， 理论和方法，分析和产品等。为了解决城市问题，BIM和BIM都需要 地理信息系统强调利用信息通信技术和新技术，广泛覆盖环境 问题。除集成BIM-GIS解决的生态，能源和环境问题外， BIM还通过一系列与建筑和城市基础设施的可持续性相关联 如精益生产[129-132]，碳排放评估[133-137]和绿色等新方法 建筑设计[138]。因此，BIM和GIS可以在不同的阶段进行整合分析 在AEC产业和这些整合在一起可以有助于智能理论和实践 可持续城市。 ISPRS Int。 J. Geo-Inf。 2017，6，397 9 of 32 3.2。测绘学视野中的历史 BIM-GIS集成的应用演变分析表明，这是一个趋势集成BIM-GIS解决AEC行业中各种复杂的问题。从...看测绘史的角度来看，综合BIM-GIS将会更广泛和更深入理论和方法的应用。图2显示了BIM-GIS集成的历史测绘透视。 GIS和BIM是两个数字化的产物测绘学分科，大地测量与工程测量。一方面是中央GIS的功能是分析模式并探索空间数据的关系，这主要是采用大地测量方法收集[31-35]。野外大地测量工作的主要产品之一是具有大型空间尺度的地形图显示地形特征，基础设施，建筑物和土地覆盖。地形图数字化后，描绘自然属性的空间数据成为GIS的数据层[125]。而且，由于空间分析的能力，GIS变成了一个科学和系统来分析空间数据并有深刻和全面的认识自然过程[36]。另一方面，BIM最初被用作模型可视化的平台，数据交换和分析建筑物或基础设施的数字化工程图[126]。BIM从施工管理的设计到维护阶段的广泛应用改变AEC产业[127]。 BIM作为一个创建，共享，交换和处理系统而出现在所有利益相关者的整个生命周期中管理建筑和城市信息[128]。因此，理论上超越了技术集成，即平台或系统集成，BIM而GIS则有很大的潜力可以从数据库整合等多个方面进行整合管理，理论和方法，分析和产品等。为解决城市问题，二者兼而有之BIM和GIS强调信息通信技术和新技术的应用，并且广泛覆盖环境问题。除了解决生态，能源和环境问题综合BIM-GIS，BIM也与建筑和城市的可持续性相关通过系列的基础设施. 3.3。 GIS，BIM和综合BIM-GIS的演化过程比较 BIM与GIS相比还比较年轻，主要作为协作平台，需要更多的努力来深入理解和应用BIM在AEC产业[139]。综合BIM-GIS正处于起步阶段，近三年来发展迅速。 一般来说，GIS和BIM经历了六个主要的演变阶段：起源，系统开发，数字化和可视化，数据库管理，基于可视化的分析和数学建模（图3）。ISPRS国际 J. Geo-Inf。 2017，6，397 10 of 32[139]。 综合BIM-GIS正处于起步阶段，近三年来发展迅速。 一般来说，GIS和BIM都经历了六个主要的演变阶段：起源，系统开发，数字化和可视化，数据库管理，基于可视化的分析和数学建模（图3） 空间分析模式和关系是GIS的核心功能[31-35]，其中在19世纪中叶在法国和伦敦的流行病学分析中首次被应用世纪[140-142]。地理信息系统这个术语首先被罗杰·汤姆林森（Roger Tomlinson）用于区域规划1968年[143-145]。计算机技术的发展促进了计算机系统的发展地理信息系统，如加拿大地理信息系统（CGSI）的自然资源制图[146,147]和ArcGIS的商业应用程序[148]。 GIS正在逐渐发展和经历计算机绘图，空间数据库管理，基于可视化的映射分析和空间统计建模20世纪70年代至20世纪70年代，并被广泛应用于自然资源，设施管理，公众健康，商业和农业领域[12]。本文介绍了时空的理论和方法 数据分析根据研究和应用目标进行总结，如表4所列，包括时空特征的描述，潜在因素的探索和研究时空预测，时空过程的建模和模拟，以及时空做决定。这样，AEC行业的研究人员和从业者就可以轻松访问方法并在AEC项目中选择适当的方法。 BIM首先被称为数字化和可视化的建筑描述系统在1974年建设组件[163]。 BIM首先被Van Nederveen和Tolman称为1992年[164]，但由于Autodesk的广泛商业化，在2000年代变得流行起来，Bently，Graphisoft等[165,166]。 BIM在过去的十年里发展迅速。数字化和可视化阶段，细节/开发水平（LoD）被应用在BIM中以反映进度从一般2D的最低LoD到最高LoD的建模地理表示BIM涉及3D模型和相应的详细非几何信息[167-169]。 BIM数据库管理系统（BIM-DBMS）用于AEC数据的组织管理，并要求BIM特定的数据管理实践来确保团队的高效应用和项目[170,171]。 BIM支持的虚拟设计和建设（VDC）是一个重要的以及AEC中基于可视化分析和决策的快速扩展技术工业[172,173]。由于在大型项目，城市管理中应用BIM的要求，和其他复杂情况，时间，成本和环境影响等多个维度，被添加到3D BIM进行数学建模和分析。例如，4D BIM启用项目时间分配和施工顺序调度模拟。 5D BIM支持实时成本规划。 6D BIM用于可持续元素跟踪，7D BIM可以帮助设施的生命周期 管理[174,175]。 nD BIM的概念也被提出来让所有利益相关者都能够工作在整个项目生命周期中内聚和有效地检索和分析信息调度，成本，可持续性，主要的可持续性，稳定性和安全性[176-179]。 AEC行业集成BIM-GIS的应用演变分析见3.1节BIM-GIS集成主要用于城市应急模拟，响应和管理。主要有三种整合方法，在GIS平台上提取BIM数据，提取在BIM平台上使用GIS数据，使用第三方平台等一半以上的研究成果更喜欢第一种方法[8]。即使目前的大部分研究都集中在集成技术上，但很少他们提出了实现集成BIM-GIS的独立系统。对于数字化和综合BIM-GIS的可视化，一种主流的方法仍然是对各个元素进行可视化BIM或GIS系统。同时，很少有研究讨论关于BIM-GIS数据库管理的问题而BIM和GIS的数据集往往是独立管理的。也在3.1节讨论揭示BIM-GIS集成研究自2015年以来一直在快速增长，适用于近三年来更为复杂的AEC案例和情景。但是，还是有的有限的实际案例研究和整合缺乏理论支持。 目前BIM-GIS集成的一个关键问题是集成的BIM-GIS支持分析决策仍处于起步阶段。对于基于可视化的分析，结合和充分利用了BIM的GIS和VDC映射分析的优势（图3），特别是映射分析，如空间邻近分析，叠加分析和网络分析。为了数学建模，很少有研究涉及空间或时空统计建模GIS和4D / nD BIM来解决AEC问题。在以前的BIM-GIS集成研究中，非常有限研究利用时空统计建模的应用程序，即使它是中央GIS的功能。大多数研究将GIS视为大型地理视觉化的三维显示平台空间尺度数据。但是，应该指出的是，在最近的二十年里，地理信息系统是众所周知的作为涵盖理论，概念，方法，系统，数据库的“地理信息科学” 管理，应用和决策[180]。使用时空统计建模精确建模空间和时间模式，探索关系和潜力统计因素，未来分配情景预测和基于统计的决策。因此，综合应用更加精确，深入，灵活的潜力巨大BIM-GIS及其特定理论和方法的发展。 除了缺乏深入的分析和数学建模之外，还有大量的空白如图4所示，用于未来的BIM-GIS集成。主要有七个阶段BIM-GIS集成包括技术，数据库，管理，概念，分析方法，理论和应用程序集成。技术集成意味着如何整合两个系统从技术方面来看，如使用IFC和CityGML模型。数据库集成是连接，交互和合并来自BIM和GIS的数据。管理整合是协作各自作品的管理，数据和信息以及系统。概念整合是链接的这两个领域的术语，定义和专业意见。分析方法整合允许的AEC产业背景下的相互作用方法和新方法的应用。理论整合由科学目标驱动，涵盖技术，数据和信息，概念，方法和技术管理。在上述六个整合阶段，系统的技术整合可以促进概念和数据库集成的发展。数据库集成的发展得到改善管理一体化。同时，概念整合推动分析方法的整合。管理和分析方法的整合可以帮助理论整合的发展，这又可以改善系统的技术集成。另外，应用程序集成是将上述结果应用于应用，包括专家的专业应用，AEC行业研究人员和从业人员的一般应用，以及公众的公共应用参与者。应用程序的积累也可以改善上述六个整合阶段。 BIM-GIS集成的现阶段是技术集成和专业应用阶段。技术集成在第3.1节讨论，专业应用意味着大部分集成BIM-GIS的研究人员和从业者是AEC领域的专家工业或地球科学。他们中很少是普通用户和公众用户。一般应用的阶段公共应用对技术的应用至关重要。地理信息系统被专家利用，机构，公司和政府的普通用户以及可以使用简单代码的公共用户甚至没有代码来开发自己的工具和解决自己的问题[12]。比如Google地图（）和OpenStreetMap（） 使公众用户能够上传和下载他们自己的数据并进行简单的分析，例如距离测量;和Carto（）和Mapbox等商业公司（）允许公众用户生成自己的在线交互式地图和使用自己的数据和GIS方法进行空间分析。随着广泛的移动应用程序，数百万移动应用程序是基于Google地图（地图）[181]，高德地图（），百度地图（）等一般和公众用户。尽管BIM没有被公众用户完全使用，但是很多工人等普通用户将BIM应用于工业实践[127,128,182]。因此，GIS与BIM的研究与实践表明，综合BIM-GIS具有广泛而深入的意义一般和公共应用程序在未来。类似于应用程序的集成，它们各自的需要结合专家知识，创新性集成的数据库工具和方法，以及分析方法和理论，来解决BIM-GIS特定智能怀疑是否有可能。 4. AEC行业BIM-GIS集成的未来趋势 在对BIM-GIS集成演进进展的文献分析和解释的基础上，本文总结了将BIM-GIS集成应用于AEC行业的未来趋势从时空的角度提出了BIM-GIS集成的潜在机遇统计建模。 我们对BIM-GIS的未来趋势和机会提出了三个假设在AEC产业中的整合，包括技术（松散整合）假说，科学（紧密整合）假设和数据源假设，如图5所示。解释的假设在表5中给出并在以下小节中讨论。 4.1.技术（松散整合）假说 技术假设也被称为松散整合假说，即BIM和地理信息系统是独立的系统和领域，部分地利用它们来解决具体问题问题。目前大多数关于BIM-GIS集成的研究都遵循这种集成模型。起源BIM-GIS集成的目标是解决涉及建筑及其周围的AEC问题空间，研究人员尝试将BIM和GIS各自的强大部分结合起来，尤其是详细的BIM设施和空间3D模型的物理和功能组件的表示描绘了GIS的建筑和城市环境。整合意味着从一个中提取数据系统到另一个或提取第三方平台上的数据进行分析。和...之间的不同未来和当前的整合是BIM和GIS的更多优势将被探索和使用，和时空统计和4D / nD BIM用于精确的数学建模和分析。技术假设具有以下优点： 1 这是一个简单的集成模型。 未来的整合不会有太多的变化方法与现在的相比。 2 BIM和GIS的概念，方法，系统和理论不会改变。 ③ 它对用户是灵活的。 他们可以选择整合方法，从一个系统中提取数据到另一个或使用第三方平台，根据他们的具体问题来解决。 时空统计与4D / nD BIM更深层次融合的进一步发展可以提供更准确的分析结果，为决策提供新的理念和知识满足了AEC行业在各个阶段的用户需求。应用该技术的好处AEC行业BIM-GIS集成的假设可以通过使用的比较来解释表6中的BIM。理论研究和工业实践证明BIM可以显着提高提高建筑物，基础设施和城市的几何建模性能，以及AEC项目管理[183]??。例如，大多数利用率的建设项目的BIM报告了成本降低和有效控制。然而，使用BIM仍然存在挑战，有些案例在此期间显示出负面的益处应用，特别是BIM软件的使用和协调阶段[183]??。软件问题在实践中比较常见，因为多个软件必须应用于一个项目中，但它们由于软件的差异，不能无缝组合。因此，利用IFC是一种趋势和CityGML模型来整合各种功能并避免细节损失[30]。这个解决方案也解决了集成BIM和GIS系统的技术问题。另外，还有生命周期 AEC项目是典型的空间和时间过程，但在施工期间需要用户过程不能被精确和动态地描述，建模和管理，由于缺乏全面的数据驱动AEC项目的时空模型。通过涉及时空统计分析，综合BIM-GIS可以更准确地量化和解决这些问题。 与BIM相比，BIM-GIS的整合能力得到了时空统计和4D / nD的加强BIM为AEC的用户需求提供空间和时间动态和预测解决方案项目。 这些解决方案对于满足用户对质量和进度的要求是非常有利的和时间，成本，合同，健康，安全与环境（HSE）和信息管理各个部门的协调。 此外，时空分析结果和预测情景成为决策数据库中包含的主要证据之一到当前基于BIM的解决方案中常用的收集和监控的原始数据。对于基于BIM-GIS的解决方案，管理方法和协调机制是由来自数据，信息及其分析产品的意识和知识驱动具有时空变化，实时性，动态性，互动性，准确性和实用性等特点。 表6. BIM和BIM-GIS集成在满足用户需求方面的益处比较AEC产业。 用户需求AEC产业 BIM的优点 BIM-GIS集成的优点 （技术假说） 质量管理 -通过缺陷提高设计质量检测，消除冲突和减少返工; - 确保信息的一致性设计到施工[184]。 - 探索潜在的相关因素在整个过程中动态地缺陷整个空间建设生命周期; - 预测潜在的时空预测风险的分布做决定。 进步和时间管理 - 基于BIM的建筑模拟工程可以节省大量时间整个施工期[183]; - 有效的信息管理和增强通信减少了时间、消费期间、信息交流。 建筑工程可以模拟 空间和时间更准确 进度管理和时间缩短 成本管理 BIM在建筑中的共同利益项目[183]。 成本不仅受控于结果 在每个阶段的建设项目，但也由动态监测和分析时空结果。 合同管理 BIM增强合同关系，并且优化施工采购 由于合同管理的改善 合同执行效率[185,186]。 合同的执行和管理是基于动态和预测 做决定 健康，安全和健康环境（HSE） 管理 - 分类，组织和整合零散的HSE信息; - 通过识别来支持维护，数据处理，基于规则的决策制作和用户交互[187-190]。 - 时空统计分析在聚类分析中扮演更多角色，相关分析，探索潜在因素和影响预测HSE管理; - 可以提出一系列新的方法用于AEC行业的HSE管理从时空的角度来看统计分析涉及到AEC项目的特点。 信息管理 有效的生成，收集，分配， 存储，检索和处置组件 和项目信息[183]。 - 大空间尺度的更多信息 包括在AEC项目中，比如 周边环境，供应商 远远超出了项目，路网和 其地理和社会经济 因素，以及货运的参与者 运输等 - 时空分析结果和 预测情景成为其中之一 主要证据包括在内 数据库决策，另外 到收集和监测的原始数据。 部门协调 BIM影响项目协调机制 其具体的方式，并视服务 目的，如集权式分散 结构和分层参与 决策过程[191,192]。 协调机制是由...驱动的 从数据中获取的意义和知识， 信息和他们的分析产品 被描述为空间和时间 多变，实时，动态，互动，准确 实用。       4.2. 科学（紧密整合）假说 科学假说也被称为紧密整合假说，是一个相对长期的假设假设。 这个假设假定BIM将被开发为建筑信息科学AEC产业，然后更广泛的地理信息科学领域将覆盖BIM，GIS和GIS其他基于位置的技术，服务和科学。 在这个假设下，基于位置的理论和技术可以通过结合它们的相似性和突出而紧密结合起来强项。 因此，BIM-GIS整合的这一假设主要依赖于BIM的发展BIM。 目前，只有少数研究将BIM视为建筑信息科学的数字化，整个项目生命周期的可视化和分析[193]，但这是BIM发展的一个趋势近年来管理复杂大型项目的理论需求。 相应地，新的将提出理论和方法用于分析用户需求的科学研究AEC产业解决方案涉及AEC项目固有的时空特征。BIM-GIS集成的科学假设为拓宽范围提供了机会全面了解AEC产业和智慧的可持续城市。 4.3.数据源假说 数据源假设认为BIM是AEC行业中用于GIS分析的数据源。在数据源假设下，BIM在AEC行业的作用与遥感类似（RS）在摄影测量中监测自然资源和光检测和测距（LiDAR）。遥感的特点是快速采集，大范围的空间覆盖和进入陆地，海洋以及在自然资源监测中具有不同空间和时间分辨率的大气数据和管理[194]。 LiDAR包括地面，车辆，卫星和机载LiDAR都可以 快速，准确地测量和分析密集点云，而不会接触危险污染物。遥感和LiDAR都主要用作数据收集工具也可以管理和分析数据，但是它们一般都是和GIS结合起来进行复杂的全面的时空分析来深刻理解其属性和现象。除了遥感和LiDAR之外，还有一系列具有类似作用的技术 数据源，如传统的统计数据，测量数据，基于网络的数据，全球定位系统（GPS）和干涉合成孔径雷达（InSAR）。表7列出了GIS数据源，包括BIM的潜在数据源以及比较他们的数据示例，通用格式，特性和应用示例。比较由于其丰富的几何特征，BIM是建筑和城市基础设施的合适数据源语义信息，各种应用程序和建筑级数字的多层次细节表示。另外，地理空间分析已经在AEC行业得到了广泛的应用包括土木工程和石油工程[195]。同时，BIM可以提供多样化由于不同用户对AEC项目的要求，质量数据，进度和时间数据，成本而产生的数据 数据，合同数据和HSE数据等。对于这些研究，GIS提供空间统计方法用于建模AEC数据和问题。一些时空统计分析结果可以也以数据和信息产品的形式被视为数据源。因此，数据 源假设可以增强GIS应用，并促进BIM在其中的作用AEC产业。 17页表格 4.4．项目生命周期的BIM-GIS集成 从时空统计的角度来看，BIM-GIS一体化的三个假设在AEC项目的生命周期中实现更全面的应用。规划和设计阶段在确定整个业务和项目的方向时具有很高的影响力BIM-GIS集成不仅提供了多尺度和丰富的几何和语义信息为决策者[247]，而且在早期阶段评估调度，成本和可持续性在3D虚拟环境中[248]。另外，BIM-GIS集成也可以用来执行复杂的工作建筑性能分析，确保建筑物及其建筑物的优化建筑设计周围的空间。 在施工阶段，BIM-GIS集成应用于可能影响的不同方面施工进度。例如，施工现场是施工活动的主要区域进行。 BIM可以提供建筑信息来生成动态的站点布局模型[249]而GIS可以帮助优化元素分布[250]。期间安全是另一个重要因素施工阶段，因为施工期间的事故造成了巨大的人命损失项目成本。一种使用4D / nD BIM建筑可视化进行安全管理的方法 组件[251,252]，风险分布预测和探索的时空分析的贡献者。 BIM-GIS集成也可用于项目成本控制。 BIM用于现金建设期间的流量和项目融资记录[243]和地理信息系统可以应用于空间和GIS成本集群的时间分析和成本情景的预测。 运营和维护阶段是项目生命周期中最长的阶段。第3.1节揭示了BIM-GIS在建筑一体化应用中的一半以上处于这个阶段。在这三个假设下，增强的BIM-GIS集成可以解决复杂的问题提供应急和灾害模拟，预防，应对的综合策略管理，遗产保护，大型项目运营，室内导航和生态评定。深度应用时空统计建模和4D / nD BIM可以激发灵感研究人员和从业人员利用集成的BIM-GIS来处理更一般的AEC问题如可持续性评估和资产管理。应用程序对象可以是建筑物，基础设施，城市和其他更大的空间尺度对象。