论文总字数：9042字

摘 要

关键词：自动建模，建筑信息模型，三维

Abstract：Traditional GIS technology can only reflect the changes of building appearance and geographical location, but it cannot obtain the information of building details and design changes and updates. In combination with the idea of building information model (BIM), this study first converts the acquired CAD data into an appropriate format. Then, on the basis of data preprocessing, the Model Builder modeling tool in ArcGIS and the processing and analysis tool in ArcToolbox toolbox are used to build the self-running Model to realize the automatic modeling of main structural parts and pipelines of buildings. Then, by using Visual Studio integrated development tool, C# object-oriented programming language combined with ArcGIS Engine component, 3d visualization application program is built through programming language to realize 3d display, query and analysis of BIM.

Keywords：Automatic Modeling, BIM,,Three-dimensional

目 录

1 引言 4

2 设计思想和技术路线 5

3 主要功能及特点 6

3.1 数据预处理 6

3.2 建筑物主体结构建模 7

3.3 管线建模 11

3.4 模型细化 12

4 建模案例设计 13

4.1 需求分析 13

4.2 系统设计 14

4.3 系统实现 14

总 结 16

参 考 文 献 17

致 谢 18

1 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过三维建筑模型仿真模拟建筑物所具有的真实信息^[1]。目前，典型的BIM系统有很多且都具有强大BIM建模和可视化能力，并被建筑设计和城市规划广泛采用。BIM 是一项技术的统称，根据专业的不同也有不同的专业性软件，如适用于建筑设计、结构设计、暖通设计的Revit 绘图平台，钢结构的Tekla 等^[2]。BIM建立的三维模型虽然有着丰富的建筑信息，但是BIM侧重于管理单体建筑，对于解决大范围建筑群体空间信息管理却不足^[3]。

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和BIM的相似之处在于它们都是空间信息的模型，前者主要用于室外建模，后者则侧重于室内建模^[4]。GIS 系统具有强大的数据处理和分析功能，广泛应用于市政规划、智慧水利、智慧交通、应急安保、智慧城市、三维房产等各大领域，其三维仿真展示效果及定制功能的实现都非常优秀，正在成为国家经济发展的重要支撑。随着GIS应用于BIM是GIS发展的一个重要趋势，且考虑到现有BIM系统的实现主要是基于Revit的应用和AutoCAD平台的二次开发，其实现过程繁琐、复杂，实现周期长、成本高，需要开发人员具有较强的编程经验和开发技能，利用GIS平台管理海量空间数据已成现实。目前常用的GIS软件有MapGIS、ArcGIS等，ArcGIS是国内外使用较多的地理信息系统平台之一, 在处理地理信息数据上有丰富的空间分析和处理工具^[5]。其中ArcToolbox工具箱中的各种工具已经被广泛地应用于实际生产中，然而在应用过程中，需要把多种工具组合在一起，才能有效地完成某项具体的任务^[6]。

现代的自动建模技术主要有：基于Solid Works二次开发的自动建模、三维电子海图自动建模、3DMax和Skyline结合方法建模、Auto 3D生产三维模型，其实现过程繁琐、复杂。而Model Builder是一种可视化编程环境，直接利用ArcGIS平台工具箱中已有的各类工具，把多种工具按一定的规则组合起来，前一个工具的输出作为后一工具的输入，最终形成一个流程化的模型程序，可根据具体需求快速地构建模型程序，而且它提供了多种迭代器，其作用是控制模型重复执行任务，对于模型实现批处理功能有十分重要的意义，因此有必要深入研究并推广到建模中^[6]。同时可以将复杂的流程简化，利用Python资源，使界面可视化并且不需要进行编码。本研究采用ArcGIS软件进行GIS 模型的建模，该软件可以用于创建、浏览和分析地理数据，并且可以进行空间数据库内容的管理^[7]。

因此，随着BIM 技术的发展，GIS 和BIM 两个领域的集成受到国内外专家学者越来越多的关注，BIM 将受益于GIS 强大的空间分析功能，GIS 将受益于BIM 丰富的语义信息^[8]。GIS能够充分利用BIM包含的建筑及其内部丰富的几何、语义信息，为GIS应用从室外走向室内，从城市宏观走向建筑微观的重要数据源，支持智慧城市建设^[9]，最终完成真正意义上的三维数字城市的建立^[10]，探索基于GIS的BIM三维建模具有一定的现实意义和应用价值。

2 设计思想和技术路线

本研究的主要思路是将BIM建模分解为一系列GIS数据处理、格式转换和空间分析操作。使用Model Builder建模工具结合ArcToolbox工具箱中的多种处理和分析工具实现建筑物主体结构模型和管线模型的自动构建。然后采用C#面向对象编程语言在Visual Studio平台下结合ArcGIS Engine组件的二次开发，构建模型可视化系统并对其进行可视化和分析，技术路线如图1所示。

部件建模

BIM三维

模型

可视化

GIS空间 数据库

管线建模

图 图1技术流程图

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：9042字