面向建筑全生命期管理的空间信息技术

摘 要：空间信息技术贯穿于建筑全生命期管理的不同阶段。该文分析了建筑全生命期管理各阶段对空间信息技术的需求，重点讨论了各种不同技术如工程测量、GIS、GPS、RS在每一个阶段的具体应用，为建筑全生命期的空间信息获取与管理提供支持。最后以基于空间信息技术开发的建筑全生命期空间信息管理应用系统为例，证明了空间信息技术在建筑全生命期中重要价值和广阔的应用前景。

关键词：建筑全生命期管理 空间信息技术 空间数据库 空间信息管理系统

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0012-02

建筑全生命期管理主要分为规划、勘察、设计、施工、运营、拆除等各不同阶段[1]。任何建设工程项目在上述过程中不可避免的需要用到空间信息技术[2-3]。空间信息技术（Spatial Information Technology）是20世纪60年代兴起的一门新兴技术，70年代中期以后在我国得到迅速发展，目前已经广泛应用在环境、资源、军事、农业、水利、国土、卫生等领域[2]。空间信息技术主要包括卫星定位系统、地理信息系统和遥感等的理论与技术，同时结合计算机技术和通讯技术，进行空间数据的采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用等。空间信息技术在广义上也被称为“地球空间信息科学”，在国外被称为GeoInformatics。

为了实现建筑信息化的需要，需要在建筑生命周期中各阶段的空间信息进行整合和管理，从而达到更好地服务于建筑生产、运营的目的。面对国内外巨大数量的建筑项目，建筑全生命期空间信息管理应用系统的建立与推广将在建筑业及相关建筑空间信息服务业具有可观的市场应用前景。

1 建筑全生命期中的空间信息技术需求分析

建筑全生命期中的空间信息主要是通过使用不同的空间信息技术及方法进行空间数据的有效采集、表达等，为建筑生命周期管理提供空间信息服务。空间信息技术包括工程测量手段、精密工程测量、数字近景摄影测量、三维激光扫描和高分辨率遥感等方法等。以下分别讨论上述各阶段对空间信息技术的需求。

1.1 建筑规划中对空间信息技术的需求

在建筑的规划阶段，空间信息技术提供周围建筑物、交通与环境等的信息供参考，信息提供采用二维平面图与建筑、交通等属性信息综合的方式。比如，在市区需要建一栋高楼，就要考虑新建建筑物对周围环境的影响，也要考虑施工阶段交通运输与否便利及如何最优，和是否会带来严重的交通影响。这就需要在平面图中提供位置信息与交通属性信息等。另外还需提供地质资料、地形图、地籍图和地下管线管网图等来辅助规划。

其中涉及到的测量手段有：全站仪、GPS、管线探测仪等。还需利用GIS技术辅助分析规划。

1.2 建筑勘察设计中对空间信息技术需求

在建筑勘察设计阶段，需要实地勘察地形和周边环境，看勘察现场环境是否和已有资料符合，从而实现具体的设计方案，最终形成具有施工指导的CAD设计图纸。空间信息技术需提供地形信息、土方信息、地基岩土信息等，各属性信息需要与空间坐标相对应。设计中需要利用三维空间建模与可视化技术，根据设计图可以实现造价分析、工程量统计等。

1.3 建筑施工中对空间信息技术需求

在施工阶段：主要包括施工测量、变形测量、竣工测量等，需要使用测量仪器获得充足与准确的数据。在施工测量中又包括施工控制网的测量、施工放样测量、施工检测，其中测得的施工控制网为施工放样测量提供基准，施工检测对施工进行监督，评价施工质量；变形测量辅助施工安全管理；竣工测量用于评价施工与设计的符合度。

其中涉及到的测量手段有：全站仪、水准仪、钢尺、GPS、数字摄影测量及三维激光扫描技术等。

1.4 建筑运营中对空间信息技术需求

在运营阶段：主要包括房产测量、变形监测、健康监测、能耗监测、产权变更监测、结构形态测量等，其中房产测量辅助房产管理和物业管理，变形测量辅助安全管理。需用到的空间信息技术有，手持式测距仪、钢尺、全站仪、水准仪、GPS、摄影测量、三维激光扫描技术等。

1.5 建筑拆除对空间信息技术的需求

在拆除阶段，主要是测量周边建筑和设施，为拆除提供足够的数据。包括地形的测绘，利用传统和现代测量技术均可。

总之，在建筑全生命期管理的各阶段，空间信息技术提供直接的技术服务，对于获取工程及周边环境的空间信息与基本属性信息，还需建立工程数据库及综合信息管理系统，并实现管理、更新与维护，最终还需对信息进行科学的分析与解释。

2 建筑全生命期空间信息管理与应用系统

该系统基于建筑全生命期管理的理念，通过对建筑工程设计、施工和管理工作中的工程信息进行数字化、标准化，实现建筑数据在数据库系统中的统一管理。系统在建筑领域中引入信息化技术并结合地理信息技术，在综合分析建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型之后，抽象出通用的建筑数据模型，将建筑生命周期内空间与属性信息的统一纳入到模型中管理。系统将建筑生命周期内的所有数据分为规划、勘察、设计、施工、运营和拆除等阶段进行分类管理，对建筑信息进行详尽的数字化表达，为创建丰富的建筑数字化信息、管理建筑整个生命周期的数据提供一个基础平台，使与建筑相关的多个参与方之间共享信息成为可能。

系统由建筑全生命期数据库管理子系统与建筑全生命期综合应用子系统两部分组成。建筑全生命期数据管理子系统可用于建筑全生命期数据的统一、规范化管理与综合数据处理，主要功能包括工程管理、建筑数据入库、管理与维护、建筑数据综合显示与操作、建筑数据查询分析、系统管理和帮助等。综合应用子系统实现建筑全生命期各阶段信息的集成应用（如图1），它在建筑全生命期数据库管理子系统基础上，实现建筑信息管理与分析的基本功能，为政府部门、建筑施工管理人员、建筑业主提供信息查询、统计、分析、监测预测的行业应用系统。系统主要功能包括数据浏览、数据查询、分析与统计、图层管理、地图标绘、效果图输出等。

3 结语

该文分析了建筑生命周期管理各阶段对空间信息的需求，分析了建筑全生命期管理各阶段对空间信息技术的需求，重点讨论了各种不同技术如工程测量、GIS、GPS、RS在每一个阶段的具体应用，为建筑全生命期的空间信息获取与管理提供支持。最后针对建筑生命周期管理中的空间数据，基于空间信息技术自主设计并开发了建筑全生命期空间信息管理与应用系统，从而证明空间信息技术在建筑全生命期中重要价值和广阔的应用前景。

参考文献

[1] 建设领域信息技术应用基本术语标准（JGJ/T 313-2013）[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2] 朱强，樊启祥，金和平.空间信息技术在水电工程全生命周期中的应用综述[J].水利水电科技进展，2010，30（6）：84-89.

[3] .工程测量的发展与需求[J].测绘通报，2003（4）：18-21.

[4] .城市建设领域地理空间信息标准化进展[C].全国工程测量2012技术研讨交流会论文集，2012.

[5] 伊尧国，危双丰，周俊召.构建城市建筑物变形信息自动化采集与管理系统的关键技术研究[J].工程勘察，2011，39（1）：64-68.

[6] 刘兴万，田飞，危双丰.面向全生命期的建筑信息集成管理与应用系统建设[C].智慧城市理论与实践―第七届中国智慧城市建设技术研讨会论文集，2012.

[7] 田飞，刘兴万，危双丰.BLM在房屋设施信息化管理中的应用[J].土木建筑工程信息技术，2012（4）：83-86.

[8] 龚杰，樊文有，饶灿.GIS在房屋全生命周期管理中的应用[J].测绘通报，2012（8）：83-86.