CN110222445B - 基于bim与设计信息的集成、协同设计和交付方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑信息模型领域，特别是一种基于BIM与设计信息的集成、协同设计和交付方法及系统。集成方法包括：构建三维基础场景；构建层次描述模型，层次描述模型包括元数据层；从多专业BIM软件提取BIM模型信息和设计信息，将所述设计信息和BIM模型信息存储至云端服务；将设计信息和BIM模型信息分别与元数据单元进行关联；步骤五，将BIM原始模型进行格式映射，并将BIM模型对应的元数据单元、模型构件类型和设计定位信息写入BIM模型GIS格式的每一个构件；步骤六，将BIM模型GIS格式集成至三维基础场景，生成集成三维场景。本发明还提供基于该集成方法的协同设计方法和交付方法，以及相应的系统。

Description

基于BIM与设计信息的集成、协同设计和交付方法及系统
技术领域
本发明涉及建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)领域，特别是一种基于BIM与设计信息的集成、协同和交付方法及系统。
背景技术
自Autodesk公司在2002年首次提出建筑信息模型(Building InformationModeling，BIM)概念以来，计算机辅助设计技术取得了迅猛发展。BIM与GIS集成应用，可提高带状线型工程和大规模区域性工程的管理能力。现有BIM模型和GIS系统进行集成的典型方案有公开号为CN109319616A中国专利申请，该申请实现了将IFC模型数据文件和CityGML模型数据文件之间的映射，从而实现将单个的IFC模型数据文件导入到GIS系统；公开号为CN105701295A的中国专利申请对BIM模型编码，将BIM模型归零、按构件打散，对BIM模型轻量化处理，批量将BIM模型导入到GIS系统。可见，上述BIM模型和GIS系统的集成方案主要涉及BIM模型数据到GIS系统的格式转换以及BIM模型在GIS系统中的显示，均不涉及多专业BIM模型的集成以及传统设计信息与BIM模型的关联，而传统设计信息与BIM模型缺乏关联将导致BIM计算机辅助设计和后期运维管理的效率打折。现有的BIM模型和相关数据的映射都是通过给某个BIM模型的构件编码，实现相关数据和BIM构件的映射，这样的映射方式对于只需关联到BIM模型或者需要同时关联到BIM模型和BIM构件的相关数据的利用效率是较低的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有BIM+GIS集成方案存在的多专业BIM模型和设计信息集成利用效率较低的问题，提供一种基于BIM和设计信息的集成、协同和交付方法以及相应的系统。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种基于BIM与设计信息的集成方法，包括：
步骤一，构建三维基础场景；
步骤二，构建层次描述模型，所述层次描述模型包括元数据层；
步骤三，从至少一种BIM软件提取BIM模型信息，获取设计信息和/或从所述至少1种BIM软件提取设计信息，将所述设计信息和BIM模型信息存储至云端服务；所述BIM模型信息包括BIM原始模型、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件，记为第一BIM模型信息；
步骤四，将所述设计信息和BIM模型信息分别与所述元数据层的元数据单元进行关联；
步骤五，将所述BIM原始模型进行格式映射，生成BIM模型GIS格式，并将BIM模型对应的元数据单元、模型构件类型和设计定位信息写入BIM模型GIS格式的每一个构件的属性文件；
步骤六，将所述BIM模型GIS格式集成至所述三维基础场景，生成集成三维场景。
优选的实施方式中，从至少2种BIM软件提取设计信息和BIM模型信息，所述至少2种BIM软件分为第一类BIM软件和第二类BIM软件，从所述第二类BIM软件提取BIM模型信息时将所述第二类BIM软件生成的BIM原始模型转换为BIM模型中间格式，所述中间格式为所述第一类BIM软件的输出格式，从所述第二类BIM软件提取的BIM模型信息包括BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件，记为第二BIM模型信息。
由于带状交通涉及多专业的BIM应用软件，其输出格式不尽相同，一般而言，完成交通工程项目需要借助多个软件平台完成项目的设计工作。将多种格式的BIM模型融合到GIS系统的复杂问题转化为其中几种有限的BIM数据格式到GIS系统的融合问题，一方面简化了BIM模型融合至GIS系统的复杂度，提高了集成效率，另一方面实现了BIM模型对外统一的数据格式。
进一步地，步骤一构建基础三维场景的过程包括：根据数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)，或倾斜摄影技术得到的模型数据，或其他格式地形、影像数据生成项目范围的三维场景；根据项目需要将行政划分、地名、沿线水文和地质、勘察信息、路线标识标识等矢量图层等叠加到三维场景中；将三维场景发布到三维地理信息系统的在线服务平台，提供在线基础三维场景查看服务；将生成的三维场景服务地址信息、服务名称、项目信息、图层信息等存储到云端服务的数据仓库模块。
上述步骤可以通过各GIS系统的专用数据处理软件完成，也可以通过本发明系统部分的GIS集成组件的三维场景集成模块完成。三维场景集成模块可同时生成多GIS系统需要的数据格式，并发布到各个GIS系统对应的在线服务平台。
进一步地，步骤二中，所述元数据层包括路线层和工点层；所述路线层包括路线单元以及包含路线概念的设计范围单元；所述工点层隶属于所述路线层的单元，包括路线上的工点单元以及工点范围单元。优选地，所述层次描述模型还包括细分层，所述细分层隶属于所述工点层的单元或者其上层细分层的单元，对应工程系统分解结构的各层级对象。
所述元数据的层级划分根据设计过程的先后顺序或者优先级顺序确定。公路、铁路、市政道路、水运航道等带状交通工程项目中包含路线、航线、路基、桥梁、隧道、涵洞、给排水、轨道、通号等多种专业，这些专业包含多种专业概念和术语。本发明从这些专业概念和术语中抽取出部分专业概念和术语，并对其进行抽象和数据化描述，将这些抽象的设计专业术语数据形成一种自顶向下、逐步细化、层次化、结构化的描述模型。
路线层
本发明将路线和包含路线的设计概念作为项目层次性描述模型的最顶层元素。公路、铁路、市政道路、水运航道等带状交通工程项目中，路线或航线设计是其他各专业设计的重要输入条件。一般而言，在路线或航线初步确定前无法进行系统专业的设计。
所述路线的基本特征包含但不限于如下信息：路线唯一识别码，路线名称，路线类型，路线起点桩号，路线终点桩号，路线隶属信息和路线其他信息。其中路线唯一标识码为系统自动为每条路线生成。路线名称为项目中路线的确切名称，比如项目主线、某枢纽互通的B匝道等。
进一步地，将路线分为主干线、交叉路线两种类型，其中主干线可以细分为项目主线(右线)、项目左线，交叉路线主要是指枢纽互通、服务区、停车区等区域内的路线，比如某枢纽互通的A匝道。路线隶属信息用于描述路线范围信息，比如该路线是某个枢纽互通A的匝道，则路线隶属信息中就需要记录枢纽互通A的相关信息。
所述包含路线概念的设计范围包括但不限于公路、铁路、市政道路、水运航道等带状交通工程项目中枢纽互通、服务区、停车区等。
所述包含路线概念的设计范围的特征是这些范围内包含路线，并且这些路线与项目主线相对独立，或该区域的路线需要在设计过程中独立处理，或根据其他需要进行单独划分。
所述包含路线概念的设计范围基本特征信息包含但不限于：唯一识别码，名称，类型，项目主线起终点信息，区域范围信息，包含路线信息。其中唯一标识码为系统自动为每个枢纽互通、服务区、停车区等生成。名称为项目中枢纽互通、服务区、停车区等在实际项目中的名称。类型是用于区分路线是枢纽互通、服务区、停车区。区域范围信息使用项目主线或左线的桩号区间范围来描述。包含路线信息指其范围内包含的路线及其信息。
可见，枢纽互通、服务区、停车区等概念首先是由路线信息来描述自身的总体范围。同时，枢纽互通、服务区、停车区等也可以包含路线信息。
工点层
公路、铁路、市政道路、水运航道等带状交通工程项目中，路线或航线设计初步完成后，桥梁、隧道、涵洞、天桥、软基处理、盲沟等专业进行初步设计。这些概念或设计信息都使用路线、路线的桩号区间、路线的桩号点来描述，其关键特征是项目中某路线的一个工点或工点范围。
桥梁、隧道、涵洞、天桥、路基及相关防护措施等需要使用路线桩号范围来描述，其主要包含的属性内容大致如下：唯一识别码，名称，类型，区域范围信息和其他信息。其中唯一标识码为系统自动为每个工点或范围等生成。名称为项目中桥梁、隧道、涵洞等在实际项目中的名称。类型是用于区分路线是枢纽互通、服务区、停车区。区域范围信息使用项目路线桩号区间范围来描述的。
细分层
细分层，对应于工程结构分解体系。本层次对第一、二层次的细化，是对项目工点BIM模型或设计数据的工程系统结构分解。比如，一个桥梁元数据记录对应一个或多个BIM模型文件，桥梁BIM模型中可以细分为T梁、小箱梁、湿接缝、盖梁、墩柱、桩基、系梁等构件类型。BIM模型可以细分为构件类型、构件层级取决于两个方面的约束。第一个约束是国家、地方、行业相关标准。第二个约束是工程领域的一些惯用法、设计习惯等。
本发明中所述的工程结构分解体系主要是指工程系统分解结构(EngineeringBreakdown Structure，EBS)。工程系统分解结构是按照功能、专业(技术)将工程系统分解为一定的工程子系统而形成的树状结构，它符合工程系统的特点，重在进行项目工程全生命周期的信息管理，具有系统性。目前，EBS分解标准主要有《铁路工程信息模型表达标准》，《公路工程设计信息模型应用标准》，《公路工程信息模型应用统一标准》等。本发明可同时支持公路、铁路、市政道路、水运航道等带状交通工程领域的多种EBS标准。
如上所述，所述路线层的路线单元和包含路线概念的设计范围单元之间是相互依赖、相互关联的。包含路线概念的设计范围单元是使用项目主线的区间范围来描述，但其自身也可以包含路线。同时，路线信息中也增加了路线隶属信息来说明其所属范围。
所述工点层所描述的概念是路线上的一个工点或工点范围，一般对应具体项目中的工作点或工作场地。同时，所述工点层所描述的概念也可以隶属于某一个所述路线层单元。
细分层所描述的概念是路线上具体工点上的某个构件或者子构件，比如一座桥梁、涵洞等上的某个构件或子构件。若干所述细分层的一个整体和所述工点层或所述路线层的一个单元对应。例如若干构件组成桥梁，组成该桥梁的所述若干构件的集合与所述工点层的某桥梁单元对应。细分层构件之间的层级关系、包含与被包含等关系根据各个BIM模型建模标准的不同而灵活变动。
所述层次描述模型的构建过程是：从各专业设计成果数据中提取相关的元数据信息并存储到所述云端服务的数据仓库模块。此外，各专业可对所述层次描述模型的各层单元和单元之间的隶属关系进行修改，根据所述修改更新所述元数据。
优选地，所述元数据的提取通过各专业设计软件平台的插件完成。可选地，通过人工收集元数据信息并录入所述云端服务的数据仓库。
本发明通过所述层次描述模型实现设计信息与BIM模型信息，以及业务应用数据等其他信息的关联。实现设计过程中的各类信息和数据、业务应用数据均与所述层次化描述模型进行映射。比如，一个桥梁BIM整体模型和所述元数据中的一个桥梁记录对应，一个桥梁整体BIM整体模型的一个构件和所述层次描述模型的细分层的一个构件对应。
现有关于BIM模型和相关数据的映射都是通过给某个BIM模型的构件编码，实现映射。这样的映射方式会导致实际应用中存在不足。例如，一个桥梁有1000个构件，当前有一个数据只需要挂接到该桥梁上，并且需要根据任意一个构件能够查看该数据。基于本发明以外的现有方式是很难应对这样的场景的。
针对同样的问题，本发明只需将该数据与所述层次描述模型的该桥梁的元数据关联，而该桥梁的BIM模型也关联到该桥梁元数据。如此，实现了根据该桥梁的唯一识别码获得一切与该桥梁关联的信息。
进一步地，步骤三，从BIM软件提取设计信息和BIM模型信息包括：
步骤三一，对BIM软件产生的设计信息和BIM模型进行标准符合性检查；
检查BIM模型信息(各个设计平台的成果数据)是否满足相关标准；所述标准包含但不限于《铁路工程信息模型表达标准》，《公路工程设计信息模型应应标准》，《公路工程信息模型应用统一标准》。
步骤三二，对BIM软件产生的设计信息和BIM模型进行属性逻辑符合性检查；
多专业BIM模型信息进行交叉检查和/或模型碰撞检查。例如，检查BIM模型的位置是否与其所在路线对应位置要相符。检查过程中需要的其他专业数据或元数据信息从网络协同组件的数据仓库获取。
步骤三三，若BIM软件为第二类BIM软件，根据BIM原始模型提取BIM模型中间格式；
从各个BIM软件平台产生的BIM模型，比如Civil 3D产生的DWG，Revit产生的RVT，以及其他各个BIM软件平台产生的模型或数据提取IFC、FBX、DGN、CityGML或其他中间数据格式。提取中间数据格式的过程为：判断当前的设计平台类型；根据设计平台特性，选择提取当前工作模型的IFC、FBX、DGN、CityGML或其他中间格式类型数据。选择提取哪一种中间格式主要取决于软件设计平台对某一种中间格式数据的支持程度。
步骤三四，根据BIM原始模型属性和设计信息属性提取BIM模型描述文件，所述BIM模型描述文件包括BIM软件描述信息、BIM原始模型的格式信息、BIM原始模型第一识别码和BIM模型坐标信息；若BIM软件为第二类BIM软件，所述BIM模型描述文件还包括BIM模型中间格式的格式信息。
所述BIM原始模型第一识别码随对BIM原始模型的修改或重新提取BIM模型描述文件而改变。所述BIM模型描述文件提取后，存储到XML文件或其他开放数据文件或数据库，并将该文件或文件内容存储到对象存储系统或数据库。
步骤三五，根据BIM原始模型属性和设计信息属性提取BIM模型构件描述文件，所述BIM构件描述文件包括当前BIM模型的各个构件的属性信息。
进一步地，步骤三五包括：
A.遍历当前BIM原始模型的每一个构件；
B.根据BIM原始模型属性逻辑符合的标准提取每一个构件的属性信息；
C.对每一个构件建立所述BIM模型构件描述文件的第三识别码与所述构件在当前设计软件平台的第二识别码的映射关系；
D.提取每一个构件的属性信息到所述BIM构件描述文件。
进一步地，步骤C中所述第三识别码的生成方式包括：随机生成全局唯一的识别码，或者根据设计信息生成唯一识别码。
通过所述BIM构件描述文件能够获取当前BIM模型的EBS层次信息和每一个构件的属性信息。
至此，提取了BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件。
进一步地，步骤四中BIM模型信息与所述层次描述模型包括：
步骤四一，选择当前BIM模型的所属专业；
步骤四二，根据所属专业获取当前BIM模型的元数据；
步骤四三，选择或自动计算当前BIM模型对应的元数据单元；所述自动计算是指根据当前BIM模型中的属性信息判别当前BIM模型对应的元数据单元；
步骤四四，若当前BIM模型为第一类，将所述第一BIM模型信息与所述元数据单元进行关联；若当前BIM模型为第二类，将所述第二BIM模型信息与所述元数据单元关联。
进一步地，步骤四四包括：若当前BIM软件为第一类，将BIM原始模型、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件在云端的存储地址写入所述元数据单元；
若当前BIM软件为第二类，将BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件在云端的存储地址写入所述元数据单元；
可选地，将所述存储地址和元数据单元的第四识别码生成新的数据项存储至云端服务；
以上两种关联方式用于对象文件数据的关联，被关联的数据不需要反向获取其他关联信息的情况。通过元数据信息查询到对应的文件地址和信息，实现元数据到被关联文件的单向关联。
优选地，将所述存储地址写入元数据单元的同时，将所述元数据单元信息写入第一模型信息的BIM模型原始文件、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件，或者第二模型信息的BIM模型原始文件、BIM模型中间格式文件、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件。如此，实现元数据到被关联文件的双向关联，即既可通过元数据查询到BIM模型信息的文件地址，也可以通过BIM模型信息查询到元数据信息及其关联的其他设计信息。
进一步地，步骤五包括：
步骤五一，从云端获取元数据单元信息和与之关联的BIM模型信息；
步骤五二，根据元数据单元类型遍历元数据单元，获取元数据单元关联的第一BIM模型信息或者第二BIM模型信息；
步骤五三，若关联的是第一BIM模型信息，从BIM模型描述文件读取BIM原始模型的格式信息；
若关联的是第二BIM模型信息，从BIM模型描述文件读取BIM模型中间格式的格式信息；
步骤五四，若关联的是第一BIM模型信息，根据BIM原始模型的格式信息将BIM原始模型文件转换为GIS系统支持的BIM模型GIS格式；
若关联的是第二BIM模型信息，根据所述BIM模型中间格式的格式信息将BIM模型中间格式文件转换为GIS系统支持的BIM模型GIS格式；
步骤五五，将元数据单元信息和构件设计识别信息写入各个构件的BIM模型GIS格式的属性文件；同时导出各个BIM构件在GIS系统中的模型第五识别码，所述第五识别码与元数据单元信息建立关联后存储至云端服务。
进一步地，步骤五五中将元数据单元信息和构件设计识别信息写入各个BIM构件GIS格式的属性文件包括：
A.获取BIM构件描述文件；
B.按BIM原始模型中各个构件模型的所述第二识别码在BIM构件描述文件中查找对应的属性信息；
C.将构件对应的元数据单元信息、BIM构件类型和设计定位信息写入BIM构件GIS格式属性文件。
进一步地，各个BIM构件在GIS系统中的第五识别码与元数据信息建立关联包括：根据BIM构件类型和设计定位信息建立第五识别码与元数据信息的关联关系。
将放置在GIS系统的设计信息、BIM模型或BIM构件分类，每种模型构件类型写入的信息存在不同。
第一类，BIM模型构件按照个数计。此类BIM模型写入的构件数据包括包括但不限于BIM模型构件类型、设计定位信息、第二识别码、隶属的路线层元数据单元和隶属的工点层元数据单元，其中设计定位信息为语义相对位置描述。比如桥梁模型的桥墩、系梁等，设计上定位一个桥墩是这样的：左幅X跨Y号桥墩。
第二类，BIM模型构件按照范围计。此类模型写入的构件数据包括BIM模型构件类型、设计定位信息、第二识别码、隶属的路线层元数据和隶属的工点层元数据，其中设计定位信息为路线上的点或区间信息。比如路面模型、边坡模型和隧道仰拱模型等。
第三类，用于展示查看的模型，比如地形、影像、行政区域模型。
可选地，本步骤不将模型或构件的任何属性写入GIS系统的三维模型，这种场景用于集成展示、不需要业务应用的场景。
本发明可将IFC、FBX、DGN、CityGML等本发明从BIM模型或设计软件平台提取的中间数据格式文件转换成如下但不限于如下GIS系统支持的数据格式：GoogleEarth、ArcGIS、Skyline、SuperMap。将IFC、FBX、DGN、CityGML等转换成各个GIS系统支持的数据格式采用的工具或第三方格式转换解决方案包含如下：FME数据格式转换工具，ArcGIS开放API接口，SuperMap开放API接口，GoogleEarth开放API接口等各个GIS软件平台提供的开发API接口完成。
进一步地，步骤五四还包括根据BIM模型描述文件中的坐标信息将BIM模型的坐标转换为地理坐标，或者根据BIM模型的设计定位信息计算其地理坐标。
进一步地，步骤六中所述GIS格式数据集成至所述三维基础场景还包括根据BIM模型信息对所述三维基础场景中的地形和/或影像数据进行修正。
所述修正包括根据BIM模型的设计断面信息对所述地形数据进行挖填处理，和/或根据BIM模型的外轮廓与所述地形数据进行交集运算，挖除相交区域。
本发明还提供一种基于BIM和设计信息集成的协同设计方法，包括：
生成GIS服务地址步骤：采用本发明所述的BIM和设计信息集成方法生成集成三维场景，将所述集成三维场景发布为GIS在线服务，保存GIS在线服务地址；
显示集成场景步骤：在BIM软件端获取所述GIS在线服务地址，并显示所述集成三维场景；
显示协同场景步骤：在BIM软件端将当前BIM设计场景加载至所述集成三维场景，显示协同三维场景；
协同设计步骤：在BIM软件端对当前BIM设计场景进行操作，所述操作之后再次进行显示协同场景步骤。
进一步地，显示协同场景步骤包括：
提取当前BIM原始模型或者BIM模型中间格式；
将所述BIM原始模型或者BIM模型中间格式转换为BIM模型GIS格式；
将当前BIM模型的GIS数据格式加载到所述集成三维场景。
本发明还提供一种基于BIM和设计信息集成的交付方法：包括：
生成GIS服务地址步骤：采用本发明所述的BIM和设计信息集成方法生成集成三维场景，将所述集成三维场景发布为GIS在线服务，保存GIS在线服务地址；
服务交付步骤：将层次描述模型信息、设计信息和GIS在线服务地址进行信息集成后，发布至信息管理应用服务。
进一步地，服务交付步骤之前还包括：
模型关联步骤：提取设计信息相关的工程信息，根据所述工程信息构建WBS(WorkBreakdown Structure，项目工程结构分解)模型，并将所述WBS模型与所述层次描述模型建立关联关系；所述建立关联关系包括工程信息与元数据单元的关联以及工程信息与细分层单元的关联；
服务交付步骤：将层次描述模型信息、WBS模型、设计信息和GIS在线服务地址进行信息集成后，发布至信息管理应用服务。
本发明的另一方面提供一种实现所述的集成方法的系统，包括：
数据提取组件，用于BIM软件提取设计信息和BIM模型信息，将所述设计信息和BIM模型信息上传至云端服务组件；
数据关联组件，用于将数据提取组件提取的设计信息和BIM模型信息分别与层次描述模型的元数据单元建立关联关系，并将所述关联关系存储至云端服务组件；
云端服务组件，用于提供BIM和设计信息集成所需的数据和文件的存储与共享，所需的数据和文件包括设计信息、BIM模型信息、层次描述信息和关联关系信息；
GIS集成组件，用于将BIM模型格式文件生成BIM模型GIS格式文件，将所述BIM模型GIS格式文件集成至三维基础场景，生成集成三维场景并将所述集成三维场景发布至地理信息系统服务；
地理信息系统，用于生成三维基础场景，承载集成三维场景，并提供所述集成三维场景访问接口。
进一步地，所述数据提取组件包括数据核查模块、数据提取模块和辅助设计模块；
所述数据核查模块用于对设计数据和BIM模型分别进行标准符合性检查和属性逻辑符合性检查；
所述数据提取模块用于从设计数据和BIM模型及BIM模型属性进行提取设计信息、BIM模型原始文件、BIM模型中间格式文件、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件；
优选地，所述数据提取组件被配置为位于各专业设计平台的插件。
进一步地，所述云端服务组件包括对象存储模块、数据仓库模块、全文搜索引擎和网络API接口；
所述对象存储模块用于非结构化数据的存储和共享；
所述数据仓库模块用于结构化数据的存储和共享；
所述全文搜索引擎用于提高数据查询效率；
所述网络API接口用作各类数据获取的接口。
进一步地，所述GIS集成组件包括三维场景集成模块和数据标准适配模块；
所述三维场景集成模块用于将所述BIM模型GIS格式文件集成至三维基础场景，生成集成三维场景并将所述集成三维场景发布至GIS服务；
所述数据标准适配模块用于将BIM原始模型或者中间格式转换为适配GIS系统的文件格式。
本发明还提供一种基于实现上述BIM和设计信息集成的协同设计方法的系统，在前述集成系统的基础上还包括BIM软件端以及位于所述BIM软件端的集成协同模块；所述集成协同模块通过所述集成三维场景访问接口获取集成三维场景数据，并在当前BIM软件端加载集成三维场景和协同三维场景。
BIM软件端用于从集成三维场景访问接口获取所述集成三维场景，显示协同场景和进行协同设计。优选地，所述集成协同模块被配置为位于BIM软件端的插件。
本发明还提供一种基于实现上述BIM和设计信息集成的交付方法的系统，在前述集成系统的基础上还包括应用平台端和客户端；所述应用平台端将层次描述模型信息、设计信息、WSB模型和GIS在线服务地址集成后发布至信息管理应用服务；所述客户端运行所述应用服务。所述集成包括将各类信息源的数据格式转换为适配应用服务平台的数据格式。所述客户端包括但不限于WEB端、PC桌面端或者移动端。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明通过设层次描述模型实现BIM模型、设计信息、BIM模型属性之间建立便捷的关联关系，实现了多专业设计成果的集成共享，实现各个设计软件平台在各自平台即可查看集成各个专业的三维设计成果；
2、本发明不同于传统BIM通过从单个构件出发关联涉及信息的技术思路，而是从层次设计信息出发，通过层次描述模型本身的层次隶属关系以及元数据和细分层与设计信息或BIM模型的对应层级对象的关联，实现了不同层级对象的设计信息与对应层级的BIM模型对象的准确对应，显著提高了BIM信息在辅助设计和后期运维中的应用效率；
3、通过将各个设计软件平台BIM模型导出数据格式中选取合适的中间格式，将多种格式的BIM模型融合到GIS系统的复杂问题转化为其中几种有限的BIM数据格式到GIS系统的融合问题，一方面简化了BIM模型融合至GIS系统的复杂度，提高了集成效率，另一方面实现了BIM模型对外统一的数据格式；
4、通过BIM构件描述文件的方式将BIM模型属性文件单独保存，避免了BIM模型导出中间格式数据，进入GIS系统后属性模型丢失的问题；
5、通过将BIM模型和地理信息技术集成，实现在各个BIM软件平台查看各个专业的集成三维场景，实现协同设计；
6、根据层次描述模型可进一步构建与层次描述模型关联的WBS模型，实现设计信息信息和BIM信息与项目管理过程的深度融合和数字化交付。
附图说明：
图1为本发明实施例1基于BIM和设计信息的集成方法流程图；
图2为本发明实施例1设计层次描述模型示意图；
图3为本发明实施例2基于BIM和设计信息集成的协同方法流程图；
图4为本发明实施例3基于BIM和设计信息集成的交付方法流程图；
图5为本发明实施例4基于BIM和设计信息的集成系统结构图；
图6为本发明实施例5基于BIM和设计信息集成的协同设计系统结构图；
图7为本发明实施例6基于BIM和设计信息集成的交付系统结构图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种基于BIM与设计信息的集成方法，如图1所示，包括：
步骤一，构建三维基础场景；
步骤二，构建层次描述模型，所述层次描述模型包括元数据层；
步骤三，从至少一种BIM软件提取BIM模型信息，获取设计信息和/或从所述至少1种BIM软件提取设计信息，将所述设计信息和BIM模型信息存储至云端服务；所述BIM模型信息包括BIM原始模型、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件，记为第一BIM模型信息；
步骤四，将所述设计信息和BIM模型信息分别与所述元数据层的元数据单元进行关联；
步骤五，将所述BIM原始模型进行格式映射，生成BIM模型GIS格式，并将BIM模型对应的元数据单元、模型构件类型和设计定位信息写入BIM模型GIS格式的每一个构件的属性文件；
步骤六，将所述BIM模型GIS格式集成至所述三维基础场景，生成集成三维场景。
优选的实施方式中，从至少2种BIM软件提取设计信息和BIM模型信息，所述至少2种BIM软件分为第一类BIM软件和第二类BIM软件，从所述第二类BIM软件提取BIM模型信息时将所述第二类BIM软件生成的BIM原始模型转换为BIM模型中间格式，所述中间格式为所述第一类BIM软件的输出格式，从所述第二类BIM软件提取的BIM模型信息包括BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件，记为第二BIM模型信息。
步骤一构建基础三维场景的过程包括：根据数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)，或倾斜摄影技术得到的模型数据，或其他格式地形、影像数据生成项目范围的三维场景；根据项目需要将行政划分、地名、沿线水文和地质、勘察信息、路线标识标识等矢量图层等叠加到三维场景中；将三维场景发布到三维地理信息系统的在线服务平台，提供在线基础三维场景查看服务；将生成的三维场景服务地址信息、服务名称、项目信息、图层信息等存储到云端服务的数据仓库模块。
上述步骤可以通过各GIS系统的专用数据处理软件完成，也可以通过本发明系统部分的GIS集成组件的三维场景集成模块完成。三维场景集成模块可同时生成多GIS系统需要的数据格式，并发布到各个GIS系统对应的在线服务平台。所述三维场景集成模块可同时支持构建多个GIS平台的三维场景，支持的三维GIS系统包含但不限于Google Earth、ArcGIS、Skyline、SuperMap、CityMaker等。
步骤二中，所述元数据层包括路线层和工点层；所述路线层包括路线单元以及包含路线概念的设计范围单元；所述工点层隶属于所述路线层的单元，包括路线上的工点单元以及工点范围单元。优选地，所述层次描述模型还包括细分层，所述细分层隶属于所述工点层的单元或者其上层细分层的单元，对应工程系统分解结构的各层级对象。所述层次描述模型结构示意如图2所示。
所述元数据的提取通过各BIM软件的插件完成。可选地，通过人工收集元数据信息并录入所述云端服务的数据仓库。
本发明通过所述层次描述模型实现设计信息与BIM模型信息，以及业务应用数据等其他信息的关联。实现设计过程中的各类信息和数据、业务应用数据均与所述层次化描述模型进行映射。比如，一个桥梁BIM整体模型和所述元数据中的一个桥梁记录对应，一个桥梁整体BIM整体模型的一个构件和所述层次描述模型的细分层的一个构件对应。
步骤三，从BIM软件提取设计信息和BIM模型信息包括：
步骤三一，对BIM软件产生的设计信息和BIM模型进行标准符合性检查；
检查BIM模型信息(各个设计平台的成果数据)是否满足相关标准；所述标准包含但不限于《铁路工程信息模型表达标准》，《公路工程设计信息模型应应标准》，《公路工程信息模型应用统一标准》。
步骤三二，对BIM软件产生的设计信息和BIM模型进行属性逻辑符合性检查；
多专业BIM模型信息进行交叉检查和/或模型碰撞检查。例如，检查BIM模型的位置是否与其所在路线对应位置要相符。检查过程中需要的其他专业数据或元数据信息从云端服务组件的数据仓库获取。
步骤三三，若BIM软件为第二类BIM软件，根据BIM原始模型提取BIM模型中间格式；
从各个BIM软件平台产生的BIM模型，比如Civil 3D产生的DWG，Revit产生的RVT，以及其他各个BIM软件平台产生的模型或数据提取IFC、FBX、DGN、CityGML或其他中间数据格式。提取中间数据格式的过程为：判断当前的设计平台类型；根据设计平台特性，选择提取当前工作模型的IFC、FBX、DGN、CityGML或其他中间格式类型数据。选择提取哪一种中间格式主要取决于软件设计平台对某一种中间格式数据的支持程度。
步骤三四，根据BIM原始模型属性和设计信息属性提取BIM模型描述文件，所述BIM模型描述文件包括BIM软件描述信息、BIM原始模型的格式信息、BIM原始模型第一识别码和BIM模型坐标信息；若BIM软件为第二类BIM软件，所述BIM模型描述文件还包括BIM模型中间格式的格式信息。
所述BIM原始模型第一识别码随对BIM原始模型的修改或重新提取BIM模型描述文件而改变。所述BIM模型描述文件提取后，存储到XML文件或其他开放数据文件或数据库，并将该文件或文件内容存储到对象存储系统或数据库。
步骤三五，根据BIM原始模型属性和设计信息属性提取BIM模型构件描述文件，所述BIM构件描述文件包括当前BIM模型的各个构件的属性信息。
步骤三五包括：
A.遍历当前BIM原始模型的每一个构件；
B.根据BIM原始模型属性逻辑符合的标准提取每一个构件的属性信息；
C.对每一个构件建立所述BIM模型构件描述文件的第三识别码与所述构件在当前设计软件平台的第二识别码的映射关系；
D.提取每一个构件的属性信息到所述BIM构件描述文件。
步骤C中所述第三识别码的生成方式包括：随机生成全局唯一的识别码，或者根据设计信息生成唯一识别码。
通过所述BIM构件描述文件能够获取当前BIM模型的EBS层次信息和每一个构件的属性信息。
至此，提取了BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件。
进一步地，步骤四中BIM模型信息与所述层次描述模型包括：
步骤四一，选择当前BIM模型的所属专业；
步骤四二，根据所属专业获取当前BIM模型的元数据；
步骤四三，选择或自动计算当前BIM模型对应的元数据单元；所述自动计算是指根据当前BIM模型中的属性信息判别当前BIM模型对应的元数据单元；
步骤四四，若当前BIM模型为第一类，将所述第一BIM模型信息与所述元数据单元进行关联；若当前BIM模型为第二类，将所述第二BIM模型信息与所述元数据单元关联。
进一步地，步骤四四包括：若当前BIM软件为第一类，将BIM原始模型、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件在云端的存储地址写入所述元数据单元；
若当前BIM软件为第二类，将BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件在云端的存储地址写入所述元数据单元；
可选地，将所述存储地址和元数据单元的第四识别码生成新的数据项存储至云端服务；
以上两种关联方式用于对象文件数据的关联，被关联的数据不需要反向获取其他关联信息的情况。通过元数据信息查询到对应的文件地址和信息，实现元数据到被关联文件的单向关联。
优选地，将所述存储地址写入元数据单元的同时，将所述元数据单元信息写入第一模型信息的BIM模型原始文件、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件，或者第二模型信息的BIM模型原始文件、BIM模型中间格式文件、BIM模型描述文件和BIM构件描述文件。如此，实现元数据到被关联文件的双向关联，即既可通过元数据查询到BIM模型信息的文件地址，也可以通过BIM模型信息查询到元数据信息及其关联的其他设计信息。
进一步地，步骤五包括：
步骤五一，从云端获取元数据单元信息和与之关联的BIM模型信息；
步骤五二，根据元数据单元类型遍历元数据单元，获取元数据单元关联的第一BIM模型信息或者第二BIM模型信息；
步骤五三，若关联的是第一BIM模型信息，从BIM模型描述文件读取BIM原始模型的格式信息；
若关联的是第二BIM模型信息，从BIM模型描述文件读取BIM模型中间格式的格式信息；
步骤五四，若关联的是第一BIM模型信息，根据BIM原始模型的格式信息将BIM原始模型文件转换为GIS系统支持的BIM模型GIS格式；
若关联的是第二BIM模型信息，根据所述BIM模型中间格式的格式信息将BIM模型中间格式文件转换为GIS系统支持的BIM模型GIS格式；
步骤五五，将元数据单元信息和构件设计识别信息写入各个构件的BIM模型GIS格式的属性文件；同时导出各个BIM构件在GIS系统中的模型第五识别码，所述第五识别码与元数据单元信息建立关联后存储至云端服务。
进一步地，步骤五五中将元数据单元信息和构件设计识别信息写入各个BIM构件GIS格式的属性文件包括：
A.获取BIM构件描述文件；
B.按BIM原始模型中各个构件模型的所述第二识别码在BIM构件描述文件中查找对应的属性信息；
C.将构件对应的元数据单元信息、BIM构件类型和设计定位信息写入BIM构件GIS格式属性文件。
进一步地，各个BIM构件在GIS系统中的第五识别码与元数据信息建立关联包括：根据BIM构件类型和设计定位信息建立第五识别码与元数据信息的关联关系。
将放置在GIS系统的设计信息、BIM模型或BIM构件分类，每种类型写入的信息存在不同。
第一类，BIM模型构件按照个数计。此类BIM模型写入的构件数据包括包括但不限于BIM模型构件类型、设计定位信息、第二识别码、隶属的路线层元数据单元和隶属的工点层元数据单元，其中设计定位信息为语义相对位置描述。
第二类，BIM模型构件按照范围计。此类模型写入的构件数据包括BIM模型构件类型、设计定位信息、第二识别码、隶属的路线层元数据和隶属的工点层元数据，其中设计定位信息为路线上的点或区间信息。
第三类，用于展示查看的模型，比如地形、影像、行政区域模型。
可选地，本步骤不将模型或构件的任何属性写入GIS系统的三维模型，这种场景用于集成展示、不需要业务应用的场景。
可将IFC、FBX、DGN、CityGML等本发明从BIM模型或设计软件平台提取的中间数据格式文件转换成如下但不限于如下GIS系统支持的数据格式：GoogleEarth、ArcGIS、Skyline、SuperMap。将IFC、FBX、DGN、CityGML等转换成各个GIS系统支持的数据格式采用的工具或第三方格式转换解决方案包含如下：FME数据格式转换工具，ArcGIS开放API接口，SuperMap开放API接口，GoogleEarth开放API接口等各个GIS软件平台提供的开发API接口完成。
步骤五四还包括根据BIM模型描述文件中的坐标信息将BIM模型的坐标转换为地理坐标，或者根据BIM模型的设计定位信息计算其地理坐标。
步骤六中所述GIS格式数据集成至所述三维基础场景还包括根据BIM模型信息对所述三维基础场景中的地形和/或影像数据进行修正。
所述修正包括根据BIM模型的设计断面信息对所述地形数据进行挖填处理，和/或根据BIM模型的外轮廓与所述地形数据进行交集运算，挖除相交区域。
实施例2，
实施例2提供一种基于BIM和设计信息集成的协同设计方法，如图3所示，包括：
生成GIS服务地址步骤：采用实施例1所述的BIM和设计信息集成方法生成集成三维场景，将所述集成三维场景发布为GIS在线服务，保存GIS在线服务地址；
显示集成场景步骤：在BIM软件端获取所述GIS在线服务地址，并显示所述集成三维场景；
显示协同场景步骤：在BIM软件端将当前BIM设计场景加载至所述集成三维场景，显示协同三维场景；
协同设计步骤：在BIM软件端对当前BIM设计场景进行操作，所述操作之后再次进行显示协同场景步骤。
显示协同场景步骤包括：
提取当前BIM原始模型或者BIM模型中间格式；
将所述BIM原始模型或者BIM模型中间格式转换为BIM模型GIS格式；
将当前BIM模型的GIS数据格式加载到所述集成三维场景。
实施例3
实施例3本发明还提供一种基于BIM和设计信息集成的交付方法，如图4所示，包括：
生成GIS服务地址步骤：采用实施例1所述的BIM和设计信息集成方法生成集成三维场景，将所述集成三维场景发布为GIS在线服务，保存GIS在线服务地址；
服务交付步骤：将层次描述模型信息、设计信息和GIS在线服务地址进行信息集成后，发布至信息管理应用服务。
优选地，服务交付步骤之前还包括：
模型关联步骤：提取设计信息相关的工程信息，根据所述工程信息构建WBS(WorkBreakdown Structure，项目工程结构分解)模型，并将所述WBS模型与所述层次描述模型建立关联关系；所述建立关联关系包括工程信息与元数据单元的关联以及工程信息与细分层单元的关联；
服务交付步骤：将层次描述模型信息、WBS模型、设计信息和GIS在线服务地址集成后，发布至信息管理应用服务。
实施例4
实施例4提供一种实施例1所述的集成方法的系统，如图5所示，包括：
数据提取组件，用于BIM软件提取设计信息和BIM模型信息，将所述设计信息和BIM模型信息上传至云端服务组件；
数据关联组件，用于将数据提取组件提取的设计信息和BIM模型信息分别与层次描述模型的元数据单元建立关联关系，并将所述关联关系存储至云端服务组件；
云端服务组件，用于提供BIM和设计信息集成所需的数据和文件的存储与共享，所需的数据和文件包括设计信息、BIM模型信息、层次描述信息和关联关系信息；
GIS集成组件，用于将BIM模型格式文件生成BIM模型GIS格式文件，将所述BIM模型GIS格式文件集成至三维基础场景，生成集成三维场景并将所述集成三维场景发布至地理信息系统服务；
地理信息系统，用于生成三维基础场景，承载集成三维场景，并提供所述集成三维场景访问接口。
所述数据提取组件包括数据核查模块、数据提取模块和辅助设计模块；
所述数据核查模块用于对设计数据和BIM模型分别进行标准符合性检查和属性逻辑符合性检查；
所述数据提取模块用于从设计数据和BIM模型及BIM模型属性进行提取设计信息、BIM模型原始文件、BIM模型中间格式文件、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件；
所述数据提取组件被配置为位于各专业设计平台的插件。
所述云端服务组件包括对象存储模块、数据仓库模块、全文搜索引擎和网络API接口；
所述对象存储模块用于非结构化数据的存储和共享；
所述数据仓库模块用于结构化数据的存储和共享；
所述全文搜索引擎用于提高数据查询效率；
所述网络API接口用作各类数据获取的接口。
所述GIS集成组件包括三维场景集成模块和数据标准适配模块；
所述三维场景集成模块用于将所述BIM模型GIS格式文件集成至三维基础场景，生成集成三维场景并将所述集成三维场景发布至GIS服务；
所述数据标准适配模块用于将BIM原始模型或者中间格式转换为适配GIS系统的文件格式。
实施例5
实施例5提供实现实施例2的协同设计方法的系统，如图6所示，在实施例4集成系统的基础上还包括BIM软件端以及位于所述BIM软件端的集成协同模块；所述集成协同模块通过所述集成三维场景访问接口获取集成三维场景数据，并在当前BIM软件端加载集成三维场景和协同三维场景。
BIM软件端用于从集成三维场景访问接口获取所述集成三维场景，显示协同场景和进行协同设计。优选地，所述集成协同模块被配置为位于BIM软件端的插件。
实施例6
实施例6提供一种实现实施例3的交付方法的系统，如图7所示，在实施例4集成系统的基础上还包括应用平台端和客户端；所述应用平台端将层次描述模型信息、设计信息、WSB模型和GIS在线服务地址集成后发布至信息管理应用服务；所述客户端运行所述应用服务。所述集成包括将各类信息源的数据格式转换为适配应用服务平台的数据格式。所述客户端包括但不限于WEB端、PC桌面端或者移动端。

Claims (17)

1.一种基于BIM与设计信息的集成方法，其特征在于，包括：
步骤一，构建三维基础场景；
步骤二，构建层次描述模型，所述层次描述模型包括元数据层，所述元数据层包括路线层和工点层；所述路线层包括路线单元以及包含路线概念的设计范围单元；所述工点层隶属于所述路线层的单元，包括路线上的工点单元以及工点范围单元；
步骤三，从至少2种BIM软件提取设计信息和BIM模型信息，所述至少2种BIM软件分为第一类BIM软件和第二类BIM软件，从所述第二类BIM软件提取BIM模型信息时将所述第二类BIM软件生成的BIM原始模型转换为BIM模型中间格式，所述中间格式为所述第一类BIM软件的输出格式，从所述第二类BIM软件提取的BIM模型信息包括BIM原始模型、BIM模型中间格式、BIM模型描述文件和BIM模型构件描述文件，记为第二BIM模型信息；
步骤四，将所述设计信息和BIM模型信息分别与所述元数据层的元数据单元进行关联；
步骤五，将所述BIM原始模型进行格式映射，生成BIM模型GIS格式，并将BIM模型对应的元数据单元、模型构件类型和设计定位信息写入BIM模型GIS格式的每一个构件的属性文件；
步骤六，将所述BIM模型GIS格式集成至所述三维基础场景，生成集成三维场景；
所述步骤四中BIM模型信息与所述层次描述模型关联包括：
步骤四一，选择当前BIM模型的所属专业；
步骤四二，根据所属专业获取当前BIM模型的元数据；
步骤四三，选择或自动计算当前BIM模型对应的元数据单元；所述自动计算是指根据当前BIM模型中的属性信息判别当前BIM模型对应的元数据单元；
步骤四四，若当前BIM模型为第一类，将第一BIM模型信息与所述元数据单元进行关联；若当前BIM模型为第二类，将所述第二BIM模型信息与所述元数据单元关联。
2.根据权利要求1所述的集成方法，其特征在于：步骤三，从BIM软件提取设计信息和BIM模型信息包括：
步骤三一，对BIM软件产生的设计信息和BIM模型进行标准符合性检查；
步骤三二，对BIM软件产生的设计信息和BIM模型进行属性逻辑符合性检查；
步骤三三，若BIM软件为第二类BIM软件，根据BIM原始模型提取BIM模型中间格式；
步骤三四，根据BIM原始模型属性和设计信息属性提取BIM模型描述文件，所述BIM模型描述文件包括BIM软件描述信息、BIM原始模型的格式信息、BIM原始模型第一识别码和BIM模型坐标信息；若BIM软件为第二类BIM软件，所述BIM模型描述文件还包括BIM模型中间格式的格式信息；
步骤三五，根据BIM原始模型属性和设计信息属性提取BIM模型构件描述文件，所述BIM构件描述文件包括当前BIM模型的各个构件的属性信息。
3.根据权利要求2所述的集成方法，其特征在于：步骤三五包括：
A.遍历当前BIM原始模型的每一个构件；
B.根据BIM原始模型属性逻辑符合的标准提取每一个构件的属性信息；
C.对每一个构件建立所述BIM模型构件描述文件的第三识别码与所述构件在当前设计软件平台的第二识别码的映射关系；
D.提取每一个构件的属性信息到所述BIM构件描述文件。
4.根据权利要求3所述的集成方法，其特征在于：步骤C中所述第三识别码的生成方式包括：随机生成全局唯一的识别码，或者根据设计信息生成唯一的识别码。
5.根据权利要求1所述的集成方法，其特征在于：步骤四四包括：若当前BIM软件为第一类，将所述第一BIM模型信息在云端的存储地址写入所述元数据单元；
若当前BIM软件为第二类，将所述第二BIM模型信息在云端的存储地址写入所述元数据单元；
或者，将所述存储地址和元数据单元的第四识别码生成新的数据项存储至云端服务；
再或者，将所述存储地址写入元数据单元的同时，将所述元数据单元的信息写入所述第一BIM模型信息或者第二BIM模型信息。
6.根据权利要求3所述的集成方法，其特征在于：步骤五包括：
步骤五一，从云端获取元数据单元信息和与之关联的BIM模型信息；
步骤五二，根据元数据单元类型遍历元数据单元，获取元数据单元关联的第一BIM模型信息或者第二BIM模型信息；
步骤五三，若关联的是第一BIM模型信息，从BIM模型描述文件读取BIM原始模型的格式信息；
若关联的是第二BIM模型信息，从BIM模型描述文件读取BIM模型中间格式的格式信息；
步骤五四，若关联的是第一BIM模型信息，根据BIM原始模型的格式信息将BIM原始模型文件转换为GIS系统支持的BIM模型GIS格式；
若关联的是第二BIM模型信息，根据所述BIM模型中间格式的格式信息将BIM模型中间格式文件转换为GIS系统支持的BIM模型GIS格式；
步骤五五，将元数据单元信息和构件设计识别信息写入各个构件的BIM模型GIS格式的属性文件；同时导出各个BIM构件在GIS系统中的模型第五识别码，所述第五识别码与元数据单元信息建立关联后存储至云端服务。
7.根据权利要求6所述的集成方法，其特征在于：步骤五五中将元数据单元信息和构件设计识别信息写入各个BIM构件GIS格式的属性文件包括：
A.获取BIM构件描述文件；
B.按BIM原始模型中各个构件模型的所述第二识别码在BIM构件描述文件中查找对应的属性信息；
C.将构件对应的元数据单元信息、BIM构件类型和设计定位信息写入BIM构件GIS格式属性文件。
8.根据权利要求6所述的集成方法，其特征在于：步骤五四还包括根据BIM模型描述文件中的坐标信息将BIM模型的坐标转换为地理坐标，或者根据BIM模型的设计定位信息计算其地理坐标。
9.根据权利要求6所述的集成方法，其特征在于：步骤六中所述GIS格式数据集成至所述三维基础场景还包括根据BIM模型信息对所述三维基础场景中的地形和/或影像数据进行修正。
10.根据权利要求9所述的集成方法，其特征在于：所述修正包括根据BIM模型的设计断面信息对所述地形数据进行挖填处理，和/或根据BIM模型的外轮廓与所述地形数据进行交集运算，挖除相交区域。
11.一种基于BIM和设计信息集成的协同设计方法，其特征在于：包括：
生成GIS服务地址步骤：采用权利要求1-10任一项所述的集成方法生成集成三维场景，将所述集成三维场景发布为GIS在线服务，保存GIS在线服务地址；
显示集成场景步骤：在BIM软件端获取所述GIS在线服务地址，并显示所述集成三维场景；
显示协同场景步骤：在BIM软件端将当前BIM设计场景加载至所述集成三维场景，显示协同三维场景；
协同设计步骤：在BIM软件端对当前BIM设计场景进行操作，所述操作之后再次进行显示协同场景步骤。
12.根据权利要求11所述的协同设计方法，其特征在于：显示协同场景步骤包括：
提取当前BIM原始模型或者BIM模型中间格式；
将所述BIM原始模型或者BIM模型中间格式转换为BIM模型GIS格式；
将当前BIM模型的GIS数据格式加载到所述集成三维场景。
13.一种基于BIM和设计信息集成的交付方法，其特征在于，包括：
生成GIS服务地址步骤：采用权利要求1-10任一项所述的集成方法生成集成三维场景，将所述集成三维场景发布为GIS在线服务，保存GIS在线服务地址；
服务交付步骤：将层次描述模型信息、设计信息和GIS在线服务地址进行信息集成后，发布至信息管理应用服务。
14.根据权利要求13所述的交付方法，其特征在于，服务交付步骤之前还包括：
模型关联步骤：提取设计信息相关的工程信息，根据所述工程信息构建WBS模型，并将所述WBS模型与所述层次描述模型建立关联关系；所述建立关联关系包括工程信息与元数据单元的关联以及工程信息与细分层单元的关联；所述细分层单元隶属于工点层的单元或者其上层细分层的单元，对应工程系统分解结构的各层级对象；
服务交付步骤：将层次描述模型信息、WBS模型、设计信息和GIS在线服务地址进行信息集成后，发布至信息管理应用服务。
15.一种实现权利要求1-10任一项所述的集成方法的系统，其特征在于，包括：
数据提取组件，用于BIM软件提取设计信息和BIM模型信息，将所述设计信息和BIM模型信息上传至云端服务组件；
数据关联组件，用于将数据提取组件提取的设计信息和BIM模型信息分别与层次描述模型的元数据单元建立关联关系，并将所述关联关系存储至云端服务组件；
云端服务组件，用于提供BIM和设计信息集成所需的数据和文件的存储与共享，所需的数据和文件包括设计信息、BIM模型信息、层次描述信息和关联关系信息；
GIS集成组件，用于将BIM模型格式文件生成BIM模型GIS格式文件，将所述BIM模型GIS格式文件集成至三维基础场景，生成集成三维场景并将所述集成三维场景发布至地理信息系统服务；
地理信息系统，用于生成三维基础场景，承载集成三维场景，并提供所述集成三维场景访问接口。
16.一种实现权利要求11或12所述的协同设计方法的系统，其特征在于：包括权利要求15所述的集成系统，还包括BIM软件端和位于BIM软件端的集成协同模块； BIM软件端通过集成协同模块从集成三维场景访问接口获取所述集成三维场景，显示协同场景。
17.一种实现权利要求14所述的交付方法的系统，其特征在于：包括权利要求15所述的集成系统，还包括应用平台端和客户端； 所述应用平台端将层次描述模型信息、设计信息、WSB模型和GIS在线服务地址进行集成后发布至信息管理应用服务；所述客户端运行所述应用服务。
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