Vorteile der Integration von GIS und BIM

Eine unglückliche, aber bekannte Tatsache in der Architektur-, Ingenieur- und Bauindustrie (oder AEC-Industrie) ist, dass viele wichtige Daten zwischen den verschiedenen Phasen des Bauprozesses verloren gehen, von der Konzeption bis zum Bau und zur Wartung. Dies ist das Ergebnis der Konvertierung und Übersetzung von Daten zwischen anderen Softwarelösungen und Formaten. Dieses Problem ist vermeidbar. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Planer, Designer und Ingenieure die Informationen manuell von Grund auf neu erstellen müssen, vor allem, wenn die Beteiligten Daten zu einem bestimmten Bauabschnitt benötigen.

Diese Tendenz in der Branche ist vor allem auf die rasche Entwicklung eines neuen Industriestandards zurückzuführen, nämlich die Entwicklung der geografischen Informationswissenschaft (GIS) hin zur dritten Dimension und zur 3D-Modellierung. Ein ähnlicher Prozess vollzieht sich in der Planungs- und Bauindustrie – der bekannte Übergang von 2D-Modellen zu 3D-Building Information Modeling (BIM)-Prozessen. Dies ist einer der Hauptgründe, warum die Integration von GIS und BIM so schnell wie möglich zur Norm werden muss.

Wie GIS und BIM sich gegenseitig ergänzen

Der Zweck von BIM ist die Bereitstellung von Informationen sowohl für die Planung als auch für die Konstruktion Bauwerken wie Straßen, Brücken, Flughäfen usw. zu liefern – GIS ist für die korrekte Planung Planung und den Betrieb dieser Bauwerke. GIS-Informationen können BIM mit vielen räumlichen Details versorgen, die sich auf die Ausrichtung des Gebäudes, die Baumaterialien, den Standort und vieles mehr auswirken können.

Wie bereits erwähnt, gibt es auch einen völlig anderen Maßstab zwischen den beiden. Bei BIM geht es darum, jeweils ein einzelnes Bauwerk zu entwerfen und zu konstruieren, während GIS oft auf einer ganz anderen Ebene arbeiten, etwa auf regionaler Ebene, Stadtebene, Landesebene usw. Durch die Hinzufügung von Geoinformationen können die in BIM erstellten Strukturen in einen besseren Kontext gestellt werden und sind sich unter anderem ihrer Umgebung und Infrastruktur besser bewusst.

Der nahtlose Übergang von Daten zwischen GIS und BIM ermöglicht es, Datenredundanz zu reduzieren oder ganz zu eliminieren. Der zusätzliche georäumliche Kontext für BIM bedeutet bessere Entwürfe und noch weniger Geld für den Bauprozess. Wenn die GIS-Informationen in derselben Cloud wie die BIM-Informationen koexistieren könnten, wäre es für die Beteiligten viel einfacher, diese Daten zu verwalten und mehrfach wiederzuverwenden, ohne sie immer wieder konvertieren zu müssen.

Es gibt eine Fülle von Möglichkeiten, die Integration von GIS und BIM zu nutzen. Eines ist jedoch klar: Die Einbeziehung der räumlichen Dimension in den modernen, informationsreichen Bauprozess würde die Gesamteffizienz eines jeden Projekts in vielerlei Hinsicht steigern.

Mythen und Missverständnisse über die Integration von GIS und BIM

Es gibt viele verschiedene Missverständnisse und Mythen im Zusammenhang mit der GIS-BIM-Integration, und viele davon beruhen auf veralteten Informationen über verschiedene Branchen und Technologien. Hier sind einige der am weitesten verbreiteten Irrtümer über die GIS- und BIM-Integration:

• Es gibt ein eigenes Dateiformat, das speziell für die GIS- und BIM-Integration entwickelt wurde.

Dieser Ansatz war bei den klassischen Arbeitsabläufen der Unternehmensintegration relativ plausibel, als ein einzelnes Format oder eine Tabelle ordnungsgemäß auf ein anderes Format/eine andere Tabelle abgebildet werden konnte, was eine automatische Übersetzung von Informationen zwischen verschiedenen Systemen oder Technologien ermöglichte. Leider hat der allgemeine technologische Fortschritt in der Branche dazu geführt, dass die meisten modernen Informations-Workflows nicht mehr mit dem alten Ansatz der Datenübertragung bewältigt werden können.

Die meisten Dateiformate, die eine Art der Integration von sehr unterschiedlichen Technologien (wie BIM und GIS) beinhalten, müssen eine überwältigende Menge an Informationen in beide Richtungen anpassen und rationalisieren. Die schiere Menge an Daten ist so groß, dass es extrem schwierig wird, den Informationsaustausch in angemessener Geschwindigkeit durchzuführen, wenn die Daten noch in alten Dateiformaten gespeichert sind.

Hinzu kommt, dass die Datenzuordnung über verschiedene komplexe Bereiche hinweg relativ schlecht ist und sich die Standards in der Branche so stark ändern und weiterentwickeln, dass jedes Dateiformat in kürzester Zeit veraltet wäre. Sowohl GIS als auch BIM müssen in der Lage sein, flexibel und reaktionsschnell zu sein. Die Erstellung eines Formats oder Datenmodells, das alles beinhaltet, was sowohl BIM als auch GIS können, ist ein nahezu unmöglicher Prozess, da er entweder zu langsam oder zu komplex wäre.

• BIM-Inhalte können nicht direkt in GIS-Software verwendet werden

Ein weiterer weit verbreiteter Irrglaube ist, dass BIM-Inhalte nicht in GIS-Software verwendet werden können, und zwar aus Gründen, die von der Größe der Objekte bis zur semantischen Komplexität reichen. Das bereits erwähnte Argument der integrierten Dateiformate wird häufig verwendet, um diese Meinung zu untermauern. Viele verschiedene GIS-Lösungen können jedoch bereits jetzt direkt mit BIM-Daten arbeiten, und ArcGIS ist eines von vielen Beispielen für solche Software.

• BIM-Informationen können ohne Probleme vollständig in GIS-Software gespeichert werden

Da die BIM-Dokumentation oft als Alternative zu den juristischen Unterlagen eines Gebäudes betrachtet wird und Informationen enthält, die für die Analyse von Mängeln, die steuerliche Beurteilung, Rechtsstreitigkeiten und viele andere Aufgaben benötigt werden, ist es nur natürlich anzunehmen, dass GIS als eine Art Datenbank für BIM-Modelle dienen könnte. Leider ist dies zum jetzigen Zeitpunkt bei weitem noch nicht möglich, denn die Komplexität der Verknüpfung von GIS-Assets mit BIM-Repositories und die Rechtssysteme, die solche Systeme überwachen und standardisieren könnten, sind unglaublich komplex und würden Jahre, wenn nicht Jahrzehnte brauchen, um mit der regelmäßigen Nutzung zu beginnen.

• BIM hat bereits GIS-Funktionen integriert

Ein weit verbreiteter Irrglaube über BIM aus der Sicht eines Außenstehenden ist, dass ein fertiges BIM-Modell eines bestimmten Objekts mit demselben realen Objekt gleichzusetzen ist und in den Bauprozess integriert werden kann. In Wirklichkeit enthält ein BIM-Modell möglicherweise keine Kartierungs- oder Geodaten, die erforderlich sind, um das Modell in die Realität umzusetzen.

Eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine ordnungsgemäße GIS- und BIM-Integration (insbesondere im Hinblick auf Daten, die für künftige GIS-Workflows benötigt werden) besteht darin, so früh wie möglich im BIM-Realisierungsprozess zu definieren, was genau für GIS-Zwecke gesammelt und strukturiert werden muss. Dieser Prozess ähnelt der ursprünglichen CAD- und GIS-Integration, bei der die erforderlichen CAD-Daten validiert werden, bevor sie für GIS-Zwecke konserviert werden können.

• BIM ist nur für eine ganz bestimmte Aufgabe nützlich

Viele GIS-Spezialisten sehen BIM nur für einen bestimmten Zweck als nützlich an – z.B. für die Visualisierung, das Facility Management oder die 3D-Modellierung. Natürlich kann BIM für all diese und viele andere Aufgaben eingesetzt werden, weshalb diese Annahme von vornherein falsch ist.

BIM kann als ressourcenschonend (sowohl Geld als auch Zeit) beschrieben werden, indem es die Planungs- und Bauprozesse optimiert und synchronisiert. Ein 3D-BIM-Modell ist meist eine Folge von BIM-Prozessen, die ein einziges, einheitliches Modell für alle möglichen unterschiedlichen Aufgaben benötigen, vom ursprünglichen Entwurf bis zur Abrisskostenschätzung. Die dreidimensionale Visualisierung des Projekts ist auch wichtig, um besser zu verstehen, wie das vorgeschlagene Design aussieht, sei es unter ästhetischen oder technischen Gesichtspunkten.

Es gibt auch zahlreiche Bemühungen, BIM-Daten für die Verwaltung von Anlagen in betrieblichen Arbeitsabläufen zu verwenden, und viele verschiedene Länder standardisieren bereits ihre BIM-Anforderungen. Die Integration von BIM mit GIS ist also nicht so einfach, wie ein 3D-Modell aus einer BIM-Software zu nehmen und es in einer GIS-Software zu öffnen – denn sowohl BIM als auch GIS bieten unterschiedliche Arten von Kontext für dieselbe Aufgabe, sei es ein normales Gebäude, ein Asset für die Infrastruktur usw.

Wie die Integration von GIS und BIM Städten und Einrichtungen zugute kommt

Es ist nicht ungewöhnlich, dass Städte heute mit verschiedenen Problemen der Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit konfrontiert sind, wenn es um Straßen, Brücken und andere Einrichtungen geht. Um diese Probleme auch nur ansatzweise lösen zu können, müssten all diese Konstruktionen besser geplant werden, was wiederum eine Optimierung des Datenaustauschs zwischen BIM, CAD (computergestütztem Design) und Geodaten aus GIS erfordert.

Die Möglichkeit, ein digital entworfenes Bauprojekt in den Kontext seines tatsächlichen geografischen Standorts zu stellen, beseitigt einen Großteil der Risiken, die beim Entwurf und Bau einer weiteren Straße oder Brücke entstehen. Hinzu kommt, dass die meiste Zeit bei großen Infrastrukturprojekten für verschiedene Bewertungen verwendet wird, z.B. für wirtschaftliche, soziale, ökologische und andere Arten von Auswirkungen.

Diese Bewertungen werden mit denselben Geodaten durchgeführt, die GIS bereitstellt, so dass Ingenieure und Planer Dinge wie Überschwemmungsgebiete, unterirdische Versorgungsleitungen usw. sehen können. Durch die Integration dieser Art von Informationen in den Prozess können die Teams die Zeit, die für diese Bewertungen benötigt wird, erheblich verkürzen, wovon alle beteiligten Parteien profitieren.

Und das gilt nicht nur für die Bauphase – die Integration von BIM und GIS wirkt sich auch auf die bereits gebauten Strukturen aus. Wenn das gesamte Modell, das zur Erstellung eines bestimmten Bauwerks verwendet wurde, zur Verfügung steht und nicht nur eine Reihe von manuell erstellten Daten nach dem Bau, kann der Kunde die Daten während der gesamten Lebensdauer des Bauwerks mehrfach wiederverwenden.

Smart Cities und Datenschleifen

Der eher traditionelle Lebenszyklus einer Anlage umfasst mehrere Schritte, die in einer strikten Abfolge nacheinander ausgeführt werden – Planung, Entwurf, Bau und schließlich Wartung. In diesem Zusammenhang fließen die Daten von einem Schritt zum nächsten, um den aktuellen und den folgenden Schritten zu nutzen.

Die Wahrheit ist, dass jede einzelne Anlage Teil einer größeren Infrastruktur ist, sei es für eine Organisation oder eine ganze Stadt. Beide benötigen Daten, um ihre Infrastruktur zu verwalten – einschließlich der Schaffung neuer Anlagen, der Aufwertung bestehender Anlagen und sogar der Stilllegung veralteter Anlagen.

Es überrascht nicht, dass die Integration von GIS und BIM auch für den gemeinsamen Traum von „intelligenten Städten“, den die Menschheit anstrebt, von großem Nutzen ist. Diese „intelligenten Gemeinden“ versuchen, den Bedürfnissen aller Bürger gerecht zu werden, indem sie ihre Entscheidungsprozesse auf der Grundlage von Informationen über die bebaute und natürliche Umwelt durchführen. Solche datenreichen Umgebungen machen Daten für viele verschiedene Parteien zugänglich, während sie gleichzeitig die öffentliche Sicherheit unterstützen und alle datenschutzbezogenen Standards einhalten.

Organisationen und Gemeinden streben diese Art des Datenaustauschs zwischen verschiedenen Planungs- und Betriebsebenen an, wenn sie die BIM-GIS-Integration vorantreiben. Räumliche Daten über alle Vermögenswerte sind für weitere Planungs- und Investitionsanstrengungen notwendig, damit die Infrastrukturen dem Wachstum verschiedener Gemeinschaften und deren Bedürfnissen gerecht werden können.

Wir können die verschiedenen Teile des GIS-BIM-Datenaustauschs grob in vier Teile unterteilen: Entwerfen, Bauen, Verwalten und Planen. Design und Build stehen in direktem Zusammenhang mit BIM und sind für die bereits erwähnte Erstellung eines einzelnen Assets in einem größeren Maßstab verantwortlich. Diese Informationen werden später in das GIS eingespeist, einschließlich der Teile Verwalten und Planen, bei denen es um die Verwaltung bestehender Anlagen (Verwalten) und Pläne für die gesamte Infrastruktur (Planen) geht.

Eines der wichtigsten Ziele jeder datenreichen Gemeinde ist es, verschiedene Veränderungen in dieser Gemeinde zu erkennen, sei es durch passive oder aktive Maßnahmen. Die Nutzung von Versorgungseinrichtungen, der Verkehrsbedarf, der Lärmpegel usw. können diese Veränderungen darstellen. Solche Gemeinden arbeiten schon seit einer Weile mit GIS-Daten. Viele von ihnen arbeiten an der Erforschung oder Integration von BIM in ihre GIS-Daten – denn die Kombination von GIS und BIM mit einem strafferen Datenfluss kann die Instandhaltung von Infrastrukturanlagen, die Finanzierung neuer kommunaler Projekte und die Planung im Allgemeinen sehr viel einfacher machen.

Nehmen wir zum Beispiel autonome Fahrzeuge. Sie nutzen hochdetaillierte Geodaten, um ihre Umgebung wahrzunehmen, und die höherwertige Qualität von Straßen und anderen Einrichtungen ermöglicht es diesen Fahrzeugen, die relevanten Daten der Orte zu sammeln, durch die sie sich bewegen.

Diese Informationen können dann an die Designer und Planer der Stadt weitergeleitet werden, so dass sie Entwürfe und Pläne auf der Grundlage der tatsächlichen Informationen über die Stadt erstellen können. Dadurch wird der gesamte Prozess nahtloser und effizienter als zuvor.

Die wichtigsten Vorteile der Integration von GIS und BIM

Die Themen GIS und BIM sind schon für sich genommen recht umfangreich, und die Integration der beiden macht sie noch informationslastiger. Um Ihnen den Überblick zu erleichtern, stellen wir Ihnen hier einige der wichtigsten Vorteile der GIS- und BIM-Integration vor:

• Geld sparen und Kosten senken
• Nahtloser Datentransfer zwischen verschiedenen Phasen des Planungs- und Bauprozesses
• Erleichterung der Wiederverwendung von Daten für alle beteiligten Parteien
• Eliminierung von redundanten und doppelten Daten
• Hilfe bei der Erstellung besserer und effizienterer Entwürfe
• Die Datenkonvertierung wird überflüssig
• Hinzufügen eines hochdetaillierten geografischen Kontexts zu BIM als Prozess
• Erleichterung der Datenverwaltung dank der Cloud-Speicherung und vieles mehr.

Darüber hinaus gibt es viele weitere spezifische Vorteile, die eine BIM-GIS-Integration bieten kann. Hier sind zum Beispiel die Vorteile der GIS- und BIM-Integration im Zusammenhang mit der Verwaltung unterirdischer Versorgungsleitungen:

• Detaillierte Materialinformationen
• Automatisierter Datenaustausch
• Automatisierung der Kollisionsvorhersage von Versorgungsleitungen
• Funktionen für das Gebäudemanagement
• Automatisierte Mengenermittlung
• Nahtlose Entwurfsaktualisierungen in allen Bereichen

Fazit

Natürlich sind dies nicht die einzigen Vorteile, die es gibt, aber es ist klar, warum die Integration von GIS und BIM für die Branche im Allgemeinen so wichtig ist, sowohl in wirtschaftlicher Hinsicht als auch in Bezug auf die Entwicklung. Der Kern dieses ganzen Prozesses ist die Bedeutung von Innovation und die Notwendigkeit, zu wachsen und sich weiterzuentwickeln. Die Integration von BIM und GIS könnte der nächste große Schritt für die gesamte AEC-Branche weltweit sein.

Die Kombination von GIS und BIM ist eine großartige Möglichkeit, um effizientere und produktivere Ergebnisse für intelligente Gemeinden und präzisere und detailliertere spezifische Projekte für Anbieter von AEC-Dienstleistungen zu erzielen. Um dieses Maß an Integration zu erreichen, bedarf es jedoch mehr als nur der Zusammenarbeit zwischen Softwareanbietern – es sollte auch sehr detaillierte Spezifikationen für BIM-Daten geben, um GIS-Attribute so früh wie möglich in ein BIM-Modell einzubinden, damit sie für spätere verwaltungsbezogene Arbeitsabläufe genutzt werden können.

Für die großen städtischen Gebiete müssten mehrere Standards für verschiedene Projekttypen festgelegt werden, z.B. für Architektur, Versorgung, Verkehr und mehr. Es wäre die Aufgabe jedes GIS-Softwareanbieters in der Branche, einen standardisierten Zugang zu BIM-Daten sowie deren Nutzung und Relevanz in den verschiedenen Phasen der Realisierung eines BIM-Projekts anzubieten.