Advanced

Samredovisning av BIM- och GIS-data

Larsson, Anna LU (2015) In Examensarbete i geografisk informationsteknik EXTM05 20151
Surveying (M.Sc.Eng.)
Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
Abstract
Combined presentations of BIM- and GIS-data
Throughout the process of creating and maintaining our built environment, from planning to building to facility management, large amounts of data are produced and consumed. Much of these are geographic data, processed in some form of GIS (Geographical Information System). Others are building data, increasingly handled in different BIM (Building Information Model) software packages. To be able to integrate data from these two different worlds can be seen as a crucial step in improving communication, avoiding resource waste and creating new possibilities.
This master’s thesis contains an investigation on ways of combining data from BIM and GIS sources, and displaying the combined models online.... (More)
Combined presentations of BIM- and GIS-data
Throughout the process of creating and maintaining our built environment, from planning to building to facility management, large amounts of data are produced and consumed. Much of these are geographic data, processed in some form of GIS (Geographical Information System). Others are building data, increasingly handled in different BIM (Building Information Model) software packages. To be able to integrate data from these two different worlds can be seen as a crucial step in improving communication, avoiding resource waste and creating new possibilities.
This master’s thesis contains an investigation on ways of combining data from BIM and GIS sources, and displaying the combined models online. The study is conducted in two parts, the first using literature, interviews and technical documentation to provide a theoretical background, and the second using a case study to investigate the technical feasibility of the techniques described.
The background contains sections on possible application domains and an overview of representations of 3D geometry. It further details some of the most important 3D data formats currently in use, known issues with integration of BIM and GIS data, and options for visualizing 3D data online. The study goes on to describe possible system architectures for combining BIM and GIS data, and to define criteria against which these can be evaluated.
The case study uses data from the ongoing reconstruction of a Swedish pulp mill. A 3D model of the mill and a digital elevation model from the national land survey (Lantmäteriet) are combined. Four different system architectures are investigated, one using an online GIS platform (ArcGIS Online and the CityEngine Web Viewer), one using a BIM distribution tool (Maint3D), one where a viewer is developed using a JavaScript library (three.js), and one where the data is transformed to 2D (using WMS and ArcGIS Server).
Results show that there are still several issues that need to be resolved to achieve combined 3D visualizations. There are problems on a technical level, with geometric representations and format translations; on a data level, with differing information models and content handling; and on an organizational level, where data and data producers still seem divided into separate worlds. The study concludes that co-operation and standardization are necessary, as well as continued technical development, to make combinations of 3D data plausible in the future. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Att realisera outnyttjad potential –
Om webbaserad samredovisning av BIM- och GIS-data
En arkitekt placerar in sitt ännu bara tänkta hus i en realistisk 3D-modell av den omgivande staden för att visa allmänhet och beställare hur det kommer bli. En projektör lägger sin tunnel genom en tredimensionell geologisk karta och hittar snabbt och lätt tänkbara problemområden. Kart-appen på mobilen kan inte bara visa dig till ett sjukhus eller köpcenter, utan också guida dig rätt där inne. I en värld av 3D-spelvärldar och animerade långfilmer låter det inte som att det borde vara omöjligt.
Under vägen från plan till bygge till förvaltning använder vi i samhällsbyggnadsprocessen idag ofantliga mängder data. Mycket av denna data skapas och... (More)
Att realisera outnyttjad potential –
Om webbaserad samredovisning av BIM- och GIS-data
En arkitekt placerar in sitt ännu bara tänkta hus i en realistisk 3D-modell av den omgivande staden för att visa allmänhet och beställare hur det kommer bli. En projektör lägger sin tunnel genom en tredimensionell geologisk karta och hittar snabbt och lätt tänkbara problemområden. Kart-appen på mobilen kan inte bara visa dig till ett sjukhus eller köpcenter, utan också guida dig rätt där inne. I en värld av 3D-spelvärldar och animerade långfilmer låter det inte som att det borde vara omöjligt.
Under vägen från plan till bygge till förvaltning använder vi i samhällsbyggnadsprocessen idag ofantliga mängder data. Mycket av denna data skapas och redovisas i 3D, i form av byggnads-, anläggnings-, eller landskapsmodeller, geologiska modeller och 3D-kartor. Det visar sig dock att det i dagsläget ofta är mycket svårt att återanvända och kombinera data från olika källor. Detta försvårar kommunikation mellan aktörer, fördyrar processen och gör att möjliga insikter och möjligheter helt enkelt missas.
En del av bakgrunden till den här problematiken ligger i att data produceras inom två i stor utsträckning skilda världar, med olika ursprung, historisk framväxt och prioriteringar. Landskaps- och geologi-modeller bearbetas oftast med olika GIS-program, där GIS står för geografiska informationssystem, d.v.s. datorsystem byggda för att hantera information bunden till ett visst läge. Byggnads- och anläggningsdata hanteras istället normalt sett som BIM (byggnadsinformationsmodeller), eller i andra specialiserade 3D-designverktyg. Dessa två världar hanterar data olika på flera grundläggande plan, vad gäller t.ex. koordinatsystem, detaljnivå, och hur geometri och attribut hänger ihop med varandra och lagras i datorn.
För att ytterligare försvåra finns det också stor spridning inom både GIS- och BIM-världen mellan de olika 3D-format som används. Det kan röra sig om allt från enkla listor av trianglar, till avancerade klassificerade dataformat med stora attributmängder och matematiskt beskrivna geometrier. Många dataformat är också knutna till en specifik programvara och saknar offentligt tillgängliga beskrivningar. Allt detta gör att det är svårt att skapa översättningar mellan format utan att tappa eller förvanska information.
För att visa upp och sprida 3D-data över internet har det under de senaste åren dykt upp en hel rad lösningar som bygger på nya möjligheter att visa 3D-grafik direkt i en webbläsare. En del är helt generella, andra specialiserade på specifika områden eller datamängder. Både på GIS- och BIM-sidan går utvecklingen snabbt framåt, och nya eller förbättrade verktyg dyker upp hela tiden.
Principiellt kan man urskilja tre möjliga huvudspår för att hitta en lösning på de här problemen: att föra in BIM-data i GIS-verktyg, att föra in GIS-data i BIM-verktyg, och att översätta både BIM- och GIS-data till en mer generell 3D-miljö. Alla alternativ har för- och nackdelar. Både GIS- och BIM-miljöerna är ganska specialiserade, och har ofta svårt att hantera indata de inte är tänkta att hantera. De generella 3D-verktygen är från början uppbyggda för spel och animeringar, och är därför mer fokuserade på utseende och rörelse än på attributhantering och spatiala analyser.
För att komma vidare och hitta bra lösningar kommer det att krävas en hel del arbete med standardisering och kanske framförallt samordning mellan olika aktörer inom de olika världarna. Sannolikheten för att ett enda dataformat någonsin blir så heltäckande och lätthanterligt att det helt kan ta över känns väldigt liten, och därför kommer smidiga dataflyttar och översättningar mellan format vara av stor vikt under all överskådlig framtid. Potentialen i att kunna frigöra 3D-information från sin ursprungsmiljö och låta den återvinnas och samordnas med andra data är enorm, och sannolikheten är stor att den snabba utvecklingen av 3D på internet kommer att vara en pådrivande faktor framöver. Det gäller att både tekniken, formaten och människorna hänger med. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Larsson, Anna LU
supervisor
organization
course
EXTM05 20151
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
geografiska informationssystem, GIS, byggnadsinformationsmodeller, BIM, 3D, visualisering, datainteroperabilitet
publication/series
Examensarbete i geografisk informationsteknik
report number
16
language
Swedish
additional info
Extern handledare: Fredrik Ekelund, Sweco Position
id
8080672
date added to LUP
2015-10-20 12:12:30
date last changed
2015-10-20 12:12:30
@misc{8080672,
  abstract     = {Combined presentations of BIM- and GIS-data
Throughout the process of creating and maintaining our built environment, from planning to building to facility management, large amounts of data are produced and consumed. Much of these are geographic data, processed in some form of GIS (Geographical Information System). Others are building data, increasingly handled in different BIM (Building Information Model) software packages. To be able to integrate data from these two different worlds can be seen as a crucial step in improving communication, avoiding resource waste and creating new possibilities. 
This master’s thesis contains an investigation on ways of combining data from BIM and GIS sources, and displaying the combined models online. The study is conducted in two parts, the first using literature, interviews and technical documentation to provide a theoretical background, and the second using a case study to investigate the technical feasibility of the techniques described. 
The background contains sections on possible application domains and an overview of representations of 3D geometry. It further details some of the most important 3D data formats currently in use, known issues with integration of BIM and GIS data, and options for visualizing 3D data online. The study goes on to describe possible system architectures for combining BIM and GIS data, and to define criteria against which these can be evaluated. 
The case study uses data from the ongoing reconstruction of a Swedish pulp mill. A 3D model of the mill and a digital elevation model from the national land survey (Lantmäteriet) are combined. Four different system architectures are investigated, one using an online GIS platform (ArcGIS Online and the CityEngine Web Viewer), one using a BIM distribution tool (Maint3D), one where a viewer is developed using a JavaScript library (three.js), and one where the data is transformed to 2D (using WMS and ArcGIS Server). 
Results show that there are still several issues that need to be resolved to achieve combined 3D visualizations. There are problems on a technical level, with geometric representations and format translations; on a data level, with differing information models and content handling; and on an organizational level, where data and data producers still seem divided into separate worlds. The study concludes that co-operation and standardization are necessary, as well as continued technical development, to make combinations of 3D data plausible in the future.},
  author       = {Larsson, Anna},
  keyword      = {geografiska informationssystem,GIS,byggnadsinformationsmodeller,BIM,3D,visualisering,datainteroperabilitet},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Examensarbete i geografisk informationsteknik},
  title        = {Samredovisning av BIM- och GIS-data},
  year         = {2015},
}