BIM(Building Information Model)建筑信息模型是在建設工程及設施全生命期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并方便建筑設計、工程設計以及施工服務等工程各參與方依此進行規劃、設計、施工和運維管理的過程和結果的總稱。它首先是通過三維圖形來完整表達建筑的幾何形狀和空間位置關系，具有直觀可視，易于理解的特點。而且其實體模型不僅有三維幾何形狀信息，還包含了大量的非幾何形狀信息如建筑構件的材料、重量、價格、進度等信息。

而GIS(Geographic Information System)地理信息系統是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它是一門綜合性學科，結合了地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通信、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

隨著智慧城市、智慧園區、智慧工程、智慧建筑等建設的深入發展，“BIM + GIS + 物聯網+ 云技術”已經成為智慧城市建設最基礎的技術架構，BIM和GIS是智慧城市數據的重要來源。BIM和GIS已從各自領域的應用逐步走向兩個領域的融合。BIM需要GIS，將BIM帶入更宏觀的場景，實現對宏觀情況的全盤掌握、統籌安排。GIS需要BIM，使GIS從室外走向室內，實現室內外一體化。

Esri作為全球領先的GIS技術與服務提供商，在2015年就推出了I3S標準并應用于ArcGIS 10.3.1版本的產品，同時基于該標準推出了SLPK(Scene Layer Package)規范。該標準將三維數據使用范圍從桌面端擴展到Web端和移動端。該標準已經在2017年9月份正式成為OGC標準的成員，目前已經率先被Esri的ArcGIS、Bentley的ContextCapture、Skyline的PhotoMesh等產品支持。

隨著Esri在BIM領域與Autodesk公司的深入合作，以及積極與國內合作伙伴/院校如飛渡科技等進行合作，ArcGIS平臺不僅支持了Revit(Autodesk)、Microstation(Bentley)、CATIA、Tekla等主流的BIM軟件，還在輕量化技術、OGC I3S標準和三維可視化方面成果卓著。ArcGIS平臺在BIM支持上的這些優勢，目前可以歸結為如下四個“大招”。

大招一：原生支持Revit，并支持更廣泛的數據格式

目前，Esri與Autodesk建立了戰略合作關系，并在此基礎上構建了從設計、施工到運維的完整BIM解決方案：一方面，Autodesk的Infraworks支持ArcGIS Online/ArcGIS Enterprise上的基礎地圖數據，并基于此直接在Autodesk中完成BIM的設計;另一方面，ArcGIS Pro原生支持Autodesk的Revit數據，并在此基礎上進行編輯、分析與服務發布，從而實現在GIS環境中的BIM運維。

除此之外，ArcGIS平臺還提供了更多源BIM數據支持，包括對Microstation(Bentley)、CATIA、Tekla、PDMS等主流BIM軟件的支持。具體支持形式如下：

1、原生支持：在最新發布的ArcGIS Pro2.2版本中，Autodesk的Revit數據可直接作為ArcGIS平臺的數據源;

2、交換格式支持：STEP，IFC。例如，CATIA、SolidWorks、Tekla等可通過導出為STEP或IFC交換格式，進行支持;

3、插件支持：基于在Microstation、CATIA等BIM設計軟件中開發的轉換插件，進行支持。

大招二：大體量、多源BIM的輕量化

大體量、多源BIM的輕量化技術，是BIM與GIS一體化的關鍵技術。基于計算機圖形算法進行大規模BIM數據處理，處理的結果可以作為三維渲染引擎場景數據調度算法的輸入，從而提高三維渲染的幀率;在基于圖形算法進行處理時，通過少量的幾個數值指標即可平衡數據量與模型細節層次之間的矛盾，從而實現在不同尺度上的平滑加載。

大招三：OGC I3S標準的三維服務能力

ArcGIS SLPK是遵從OGC I3S標準的三維切片格式，一方面可直接在ArcGIS Pro、ArcGIS Earth以及用戶開發定制的桌面端、移動端上直接使用，另一方面可直接發布到ArcGIS Enterprise或ArcGIS Online上，進而在Esri原生應用或用戶開發定制的桌面應用、Web應用或移動端應用上使用。

SLPK格式具有如下滿足BIM需求的優勢：

1、支持的數據量特別大，可支持十億級別的面片數量;

2、支持LOD，可極大地提升數據在前端加載的效率;

3、支持I3S標準，可直接對接ArcGIS Enterprise/ArcGIS Online;

4、支持I3S標準，可良好地運行在Web端、移動端，滿足輕量化使用的需求。

大招四：高效的前端數據加載

ArcGIS平臺支持三維數據在桌面端、Web端和移動端的高效加載。在Web端采用無插件的WebGL技術，可通過三種技術提高數據在前端加載的效率：

1、引入IndexDB支持前端緩存：通過IndexDB可以緩存從數據庫到轉換過程從而提高數據二次加載的效率;

2、流方式加載模式：優化數據加載方式，從人體視覺出發采用從前往后的加載模式;

3、逐步加載方式：采用從粗模到精模的逐步加載方式，優先看到全局數據，逐步細化顯示;

通過以上三種方式，數據加載的效率大步提升，可實現BIM數據高效顯示與快速加載。

案例故事：GIS+BIM為大學資產提供生命周期管理

俄亥俄州立大學(OSU)通過對GIS+BIM的綜合應用，實現了校園資產的生命周期管理。該校是AutoCAD的長期用戶，多年來一直用其來記錄和存儲有關校園設施的幾何數據。這些豐富的詳細AutoCAD文件數據庫包括地板測量數據以及窗戶、門和樓梯間的位置和大小等信息。為了不讓這些2D圖紙被束之高閣，該校嘗試使用Autodesk的軟件產品Revit將AutoCAD平面圖轉換為3D模型。

2013年，該校決定搭建一個GIS平臺來對所有地理空間數據進行標準化，并可以為整個校園所使用。為此，他們選擇了使用Esri的系列軟件，包括ArcGIS Enterprise、ArcGIS Pro、Esri CityEngine、ArcGIS Online、ArcGIS Hub和ArcMap。同時，AutoDesk中的AutoCAD和Revit用于創建2D工程圖和3D模型。Safe Software的FME用于數據轉換。來自CAFM Resources的EvolveFM用于從AutoCAD或Revit 的2D DWF文件中提取樓層平面圖，這些文件經地理校準后可在ArcGIS中使用。

平臺建成后，不僅可以對整個校園不同系統的數據進行集成和標準化，還可為整個校園的運營、管理和服務等功能提供支撐。OSU將ArcGIS平臺作為一個資產管理系統，來對數據/資產進行搜集、管理、分析、規劃、設計和建設。他們在ArcGIS平臺之上搭建了一系列GIS應用程序來處理資產管理和維護問題。其中一個主要應用叫GIS Maps，它可提供有關建筑物和可用交通的結果查詢。相關信息包括每個資產的位置、狀態和一般規格，例如其占地面積和其構造中使用的材料。此外，還可以提供這些建筑物租賃情況，CAD圖紙和其他文檔的查詢服務。

其它應用程序還包括搜集和更新OSU里眾多建筑內外關閉閥門的Shut Off Valve，記錄和跟蹤樹木維護活動的Collector for Trees，記錄校園長椅、桌子、垃圾箱和其他戶外資產最新位置的The Collector for Street Furniture。此外，該校還開發了與空間規劃、緊急電話位置、能耗監測和犯罪地圖相關的其他應用。

未來計劃

BIM數據是一種特殊的數據，其最大的特點是數據高度密集;BIM應用有其自身的特點，在使用時需要考慮在不同尺度上(如構件級、建筑級等)有不同的使用方法和使用場景。Esri在今年三月份時就針對BIM的數據特點、應用特點，基于BIM理論梳理了未來Esri的BIM路線圖。面對智能未來，Esri還將根據BIM運維需求進一步加強對BIM的支持。

9月18-19日，主題為“GIS – Inspiring What's Next”的第十六屆Esri中國用戶大會將在北京舉行。在首日全體大會上，將會有ArcGIS+BIM的精彩演示。在9月19日的分論壇期間，還將有“GIS+BIM應用論壇”。目前大會正在報名中。