5 mitos e 5 realidades da integração BIM - GIS

Chris Andrews escreveu um artigo valioso em um momento interessante, quando a ESRI e a AutoDesk estão procurando maneiras de trazer a simplicidade do GIS para o tecido de design que se esforça para materializar o BIM como padrão nos processos de engenharia, arquitetura e construção. Embora o artigo leve o ponto de vista dessas duas empresas, é um ponto de vista interessante, embora não necessariamente coincida com as estratégias de outros palestrantes do mercado como Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) e Imodel. js (Bentley). Sabemos que algumas das posições antes do BIM eram “um CAD que faz GIS” ou “um GIS que se adapta ao CAD”.

Um pouco de história…

Nas décadas de 80 e 90, as tecnologias CAD e GIS surgiram como alternativas competitivas para profissionais que precisavam trabalhar com informação espacial, que era processada principalmente em papel. Naquela época, a sofisticação do software e as capacidades do hardware limitavam o escopo do que poderia ser feito com a tecnologia assistida por computador, tanto para elaboração quanto para análise de mapas. CAD e GIS pareciam ser versões sobrepostas de ferramentas computadorizadas para trabalhar com geometrias e dados que produziriam documentação em papel.

À medida que o software e o hardware se tornaram mais avançados e sofisticados, vimos a especialização de todas as tecnologias ao nosso redor, incluindo CAD e GIS, e o caminho para fluxos de trabalho totalmente digitais (também chamados de “digitalizados”). A tecnologia CAD inicialmente se concentrou em automatizar tarefas de desenho manual. Building Information Modeling (BIM), um processo para alcançar melhor eficiência durante o projeto e a construção, gradualmente afastou as ferramentas de projeto BIM e CAD da criação de desenhos e em direção a modelos digitais inteligentes de ativos do mundo real. Os modelos criados em processos de projeto BIM modernos são sofisticados o suficiente para simular a construção, encontrar defeitos no início do projeto e gerar estimativas altamente precisas – para conformidade com o orçamento em projetos que mudam dinamicamente, por exemplo.

O GIS também diferenciou e aprofundou suas capacidades ao longo do tempo. Agora, GIS pode lidar com milhares de milhões de eventos de sensores vivem visualizações de petabytes de modelos 3D e imagens para um navegador ou celular, e análise preditiva, complexo e escalações em vários nós de processamento espalhadas em nuvem O mapa, que começou como uma ferramenta analítica no papel, foi transformado em uma comunicação painel ou portal para sintetizar análises complexas em uma forma humana-interpretável.

Para realizar o pleno potencial de fluxos de trabalho integrados entre BIM e GIS, domínios críticos, tais como Cidades Inteligentes e Engenharia Digitized, devemos examinar como esses dois mundos pode ir além da competência da indústria e avançar para fluxos de trabalho digitalizados completos, o que nos permitirá desconectar dos processos de papel dos últimos cem anos.

Mito: o BIM é para ...

Na comunidade GIS, uma das coisas mais comuns que vejo e ouço são definições do BIM baseadas na compreensão externa do mundo BIM. Muitas vezes ouço que o BIM é para administração, visualização, modelagem 3D ou que é apenas para edifícios, por exemplo. Infelizmente, nenhum desses é realmente o que o BIM é usado, embora possa estender ou habilitar alguns desses recursos ou funções.

Essencialmente, o BIM é um processo que economiza tempo e dinheiro e obtém resultados altamente confiáveis ​​durante o processo de design e construção. O modelo 3D gerado durante os processos de projeto BIM é um subproduto da necessidade de coordenar um projeto específico, capturar uma estrutura como ela é, para avaliar os custos de demolição ou fornecer um registro legal ou contratual de alterações em um ativo físico. . A visualização pode fazer parte do processo, porque ajuda os humanos a entender a dinâmica, as características e a estética de um projeto proposto.

Como aprendi há muito tempo na Autodesk, o 'B' em BIM significa 'Construir, o verbo' e não 'Construir, o substantivo'. Autodesk, Bentley e outros fornecedores trabalharam com a indústria para infundir os conceitos do processo BIM, em domínios como ferrovias, rodovias e rodovias, serviços públicos e telecomunicações. Qualquer agência ou organização, gerenciando e construindo ativos físicos fixos, tem interesse em garantir que seus contratados de projeto e engenharia usem processos BIM.

Os dados BIM podem ser usados ​​em fluxos de trabalho operacionais para gerenciamento de ativos. Isso foi percebido, por exemplo, no novo Padrões ISO para BIM, que foram informados, pelo processo de padronização de padrões do Reino Unido, estabelecido nos últimos 10 anos. Embora essas novas propostas tenham como foco o uso de dados BIM, em todo o ciclo de vida de um ativo, ainda é claro que a economia nos custos de construção, conforme afirma o artigo, é o principal fator para a adoção do BIM.

Quando vista como um processo, a integração da tecnologia GIS com o BIM se torna muito mais complexa do que apenas ler gráficos e atributos de um modelo 3D e exibi-los em GIS. Para realmente entender como as informações podem ser usadas em BIM e GIS, muitas vezes descobrimos que temos que redefinir nosso conceito de construção ou estrada e entender como os clientes precisam usar uma ampla variedade de dados de projeto no contexto geoespacial. Também descobrimos que focar no modelo às vezes significa que esquecemos os fluxos de trabalho mais simples e básicos que são essenciais para todo o processo, como o uso de dados coletados no campo com precisão em um canteiro de obras, para vincular o local com os dados do modelo para inspeção, inventário e levantamento.

Em última análise, só alcançaremos entendimento e resultados comuns se “cruzarmos a lacuna” para trabalhar em equipes combinadas que possam trazer diversidade à solução de problemas. É por isso que estamos trabalhando com a Autodesk e outros parceiros neste espaço.
A parceria entre a Esri e a Autodesk, anunciada pela primeira vez na 2017, foi um grande passo para reunir uma equipe multidisciplinar para abordar alguns dos problemas de integração do BIM-GIS.

Mito: O BIM fornece automaticamente recursos GIS

Um dos conceitos mais difíceis para transmitir para um usuário não-especialista em BIM-GIS, é que, embora o modelo BIM parece exatamente como uma ponte ou um prédio não tem necessariamente as características que compõem a definição de um edifício ou ponte para fins de mapeamento ou de análise geoespacial.
Na Esri, estamos trabalhando em novas experiências para navegação interna e gerenciamento de recursos, como ArcGIS Indoors. Muitos usuários esperavam que, com nosso trabalho com os dados do Autodesk Revit, pudéssemos extrair automaticamente geometrias comuns, como salas, espaços, plantas baixas, a pegada do edifício e a estrutura de um edifício. Melhor ainda, poderíamos extrair a malha de navegação para ver como um humano atravessaria a estrutura.

Todas essas geometrias seriam muito úteis para aplicativos GIS e para fluxos de trabalho de gerenciamento de ativos. Ainda assim, nenhuma dessas geometrias são necessárias para construir a construção e geralmente não existem em um modelo do Revit.
Estamos examinando tecnologias para calcular essas geometrias, mas algumas oferecem pesquisas complexas e desafios de fluxo de trabalho que confundem a indústria há anos. O que é à prova d'água? O que é uma película retrátil para construção? Inclui a fundação? Que tal varandas? Qual é a pegada de um edifício? Inclui saliências? Ou é apenas a interseção da estrutura com o solo?

Para garantir que os modelos BIM contenham a funcionalidade necessária para fluxos de trabalho GIS, os operadores proprietários precisarão definir as especificações para essas informações antes do início do projeto e da construção. Semelhante aos fluxos de trabalho de conversão CAD-GIS clássicos, nos quais os dados CAD são validados antes de serem convertidos para um GIS, o processo BIM e os dados obtidos devem especificar e incluir características que seriam usadas durante o gestão do ciclo de vida de uma estrutura, se for esse o objetivo da criação dos dados BIM.

Existem organizações em todo o mundo, geralmente governos e operadores de campus controlados ou sistemas de ativos, que começaram a exigir que as características e atributos do ciclo de vida sejam incluídos no conteúdo BIM. Nos EUA, a Administração de Serviços do Governo está empurrando novas construções por meio dos requisitos do BIM e agências como a Administração dos Veteranos não mediram esforços para detalhar os elementos do BIM, como salas e espaços, que serão úteis no gestão de instalações após a construção do edifício. Descobrimos que aeroportos, como Denver, Houston e Nashville, têm um controle rígido de seus dados BIM e geralmente têm dados altamente consistentes. Já vi ótimas palestras da SNCF AREP que construiu um programa BIM completo para estações ferroviárias, com base no conceito de que os dados BIM seriam usados ​​em operações e fluxos de trabalho de gerenciamento de ativos. Espero ver mais disso no futuro.

Dados compartilhados conosco do Aeroporto Internacional George HW Bush Houston (mostrados aqui no Web AppBuilder) demonstram que se os dados BIM forem padronizados, geralmente por meio de ferramentas de validação de desenho, então eles podem ser sistematicamente incorporados ao GIS. . Normalmente vemos informações de construção em modelos BIM antes de visualizar informações relacionadas a FM

Mito: existe um formato de arquivo que pode fornecer integração BIM-GIS

Em fluxos de trabalho clássicos de integração de negócios, uma tabela ou formato pode ser mapeado para outra tabela ou formato, para permitir a transmissão confiável de informações entre tecnologias diferentes. Por várias razões, este padrão é cada vez mais inadequado para lidar com as necessidades de ^tFluxos de informação do século 21:

• A informação armazenada em arquivos é difícil de transmitir
• A alocação de dados através de domínios complexos tem perdas
• Alocação de dados implica duplicação incompleta de conteúdo nos sistemas
• O mapeamento de dados é geralmente unidirecional
• A tecnologia, a coleta de dados e os fluxos de trabalho dos usuários estão mudando tão rapidamente que é garantido que as interfaces de hoje serão menores do que o que o amanhã exigirá

A fim de alcançar a verdadeira digitalização, representação digital de um ativo, deve ser facilmente acessível em um ambiente distribuído que pode ser modernizado e atualizado para atender às consultas, análises e inspeções mais complexas ao longo do tempo e ao longo da vida útil do ativo.

Um modelo de dados não pode abranger tudo o que poderia ser integrado ao BIM e GIS em setores altamente diversos e necessidades dos clientes, portanto, não há um único formato que possa capturar a totalidade deste processo de uma forma que pode ser acessado rapidamente e é bidirecional. Espero que as tecnologias de integração continuem a amadurecer com o tempo, à medida que o BIM se torna mais rico em conteúdo e há uma necessidade de usar dados BIM no contexto do GIS para gerenciamento de ativos do ciclo de vida, isso se tornará mais crítico. para a habitação sustentável de humanos.

O objetivo da integração BIM-GIS é permitir fluxos de trabalho para criar e gerenciar ativos. Não há transferências distintas e bem definidas entre esses dois fluxos de trabalho.

Mito: Você não pode usar diretamente o conteúdo BIM no GIS

Ao contrário da discussão sobre como encontrar recursos GIS em dados BIM, muitas vezes ouvimos que não é razoável nem possível usar diretamente o conteúdo BIM em GIS por razões que variam de complexidade semântica, densidade de ativos, a escala de ativos. A discussão sobre a integração BIM-GIS é geralmente orientada para formatos de arquivo e fluxos de trabalho Extract, Transform and Load (ETL).

Na verdade, já estamos usando conteúdo BIM diretamente no GIS. No verão passado, introduzimos a capacidade de ler diretamente um arquivo Revit no ArcGIS Pro. Nesse ponto, o modelo poderia interagir com o ArcGIS Pro como se fosse feito de recursos GIS e, em seguida, ser transformado em outros formatos GIS padrão por meio de esforço manual, se é desejado. Com ArcGIS Pro 2.3, estamos lançando a capacidade de publicar um novo tipo de camada, uma camada de cena de construção , que permite ao usuário encapsular a semântica, geometria e detalhes de atributos de um modelo Revit em um formato altamente escalável construído para experiências GIS. A camada de cena do edifício, que será descrita na especificação I3S aberta, parece um modelo Revit para o usuário e permite a interação usando ferramentas e práticas GIS padrão.

Fiquei fascinado ao descobrir que, devido à disponibilidade de mais largura de banda, armazenamento mais barato e processamento mais barato, estamos mudando de 'ETL' para 'ELT' ou fluxos de trabalho. Neste modelo, os dados são essencialmente carregados para qualquer sistema que precise deles em sua forma nativa e podem ser acessados ​​para conversão em um sistema remoto ou data warehouse onde a análise será realizada. Isso reduz a dependência do processamento de origem e preserva o conteúdo original para uma transformação melhor ou mais profunda conforme a tecnologia melhora. Estamos trabalhando em ELT na Esri e parece que atingimos o valor central dessa mudança quando me referi à 'remoção de E e T do ETL' em uma conferência no ano passado. O ELT faz com que a conversa mude radicalmente do cenário em que o usuário deve sempre estar conectado fora da experiência GIS para pesquisar ou consultar o modelo em sua totalidade. Ao carregar diretamente os dados no padrão ELT,

Mito: O GIS é o repositório perfeito para informações BIM

Eu tenho duas palavras: “registro legal”. A documentação BIM é muitas vezes o registro legal de decisões de negócios e informações de conformidade, registradas para análise de defeitos de construção e ações judiciais, avaliação de impostos e códigos e como comprovante de entrega. Em muitos casos, arquitetos e engenheiros devem carimbar ou certificar que seu trabalho é válido e atende aos requisitos de sua especialidade e leis ou códigos aplicáveis.

Em algum ponto, é concebível que o GIS possa ser um sistema de registro para modelos BIM, mas neste ponto, acho que isso está a anos ou décadas de distância, ancorado por sistemas jurídicos que ainda são versões computadorizadas de processos em papel. Estamos procurando fluxos de trabalho para vincular ativos em GIS a ativos em repositórios BIM, para que os clientes possam aproveitar o controle de versão e a documentação necessária no mundo BIM, juntamente com a capacidade de um mapa, para colocar informações de ativos em um rico contexto geoespacial para análise, compreensão e comunicação.

Semelhante à parte da discussão sobre “recursos GIS”, a integração de informações entre repositórios BIM e GIS será muito auxiliada por modelos de informações padronizados em GIS e BIM, que permitem que os aplicativos vinculem informações de maneira confiável entre os dois domínios. Isso não significa que haverá um único modelo de informação, para capturar as informações GIS e BIM. Existem muitas diferenças em como os dados devem ser usados. Mas precisamos ter certeza de que criamos tecnologia e padrões flexíveis que podem acomodar o uso de dados em ambas as plataformas com alta fidelidade e preservação do conteúdo dos dados.

A University of Kentucky foi um dos primeiros clientes a nos dar acesso ao seu conteúdo Revit. UKy usa validação de desenho rigorosa para garantir que os dados corretos estejam nos dados BIM para oferecer suporte ao ciclo de vida completo O&M.

Resumo

Mudanças na capacidade de hardware e software e a mudança para uma sociedade digitalizada e orientada por dados estão criando oportunidades para integrar diversas tecnologias e domínios que nunca existiram antes. A integração de dados e workflows através de GIS e BIM, permite-nos alcançar uma maior eficiência, sustentabilidade e habitabilidade das cidades, campi e locais de trabalho que nos rodeiam.

Para capitalizar os avanços tecnológicos, precisamos criar equipes integradas e parcerias para propor soluções para problemas complexos que afetam sistemas inteiros, não fluxos de trabalho estáticos e discretos. Também devemos mudar fundamentalmente para novos padrões de tecnologia, que podem abordar questões de integração de forma mais robusta e flexível. Os padrões de integração GIS e BIM que adotamos hoje devem ser “à prova de futuro” para que possamos trabalhar juntos em direção a um futuro mais sustentável.