Bildspelet har tagits fram som en del av vårat arbete i delprojektet HMK-Introduktion. Det har fått oss själva att bättre förstå de samband som finns, men det har också fått oss att inse de synergier som finns i denna trojka. 1
BIM och GIS är på sätt och vis två sidor av samma mynt. BIM har ett mikroperspektiv, GIS har ett makroperspektiv. T.ex. en detaljerad beskrivning av en byggnad eller anläggning (BIM) vs. byggnaden eller anläggningen i sin geografiska omgivning (GIS). Gränsen mellan BIM och GIS är dock och kommer att bli något flytande. Modellerna i BIM är mer detaljerade än dom i GIS, som är ganska översiktliga. Även geodesin ligger i detta litet diffusa gränsland. Geodesi tangerar nämligen båda disciplinerna. Utsättning och förvaltning (av både in- och utsidan) från befintliga ritningar, inomhusmätning, bygg- och industrimätning m.m. relaterar till BIM medan geodatainsamling av byggnaders och anläggningars utsida i befintligt läge med sina många olika mätmetoder mera berör GIS. 2
BIM och GIS har olika ursprung vilket har lett till olika prioriteringar och tankemodeller för geometrihantering och vilka data som skall lagras. BIM härstammar från byggnadsritningen, ett designverktyg för att beskriva något som inte finns och hur det ska konstrueras i detalj. GIS härstämmar från kartan, ett verktyg för att beskriva en existerande inmätt verklighet på ett översiktligt sätt. Utvecklingstrender: BIM har gått från CAD-ritningar till tre-dimensionella modeller, med en liknande typ av objektorientering som den som finns i GIS. Syftet är att effektivisera arbetsprocesserna. Den mesta BIM-projekteringen görs direkt i 3D i en objektbaserad miljö. GIS har på motsvarande sätt gått från presentation i form av platta kartor till 3-dimensionella stads- och landskapsmodeller som i sin tur blir alltmer detaljerade/realistiska. Man har i insamlingsskedet släppt den tidigare kopplingen till den generaliserade ritade kartan och GIS-modellerna baseras mer på mätningar i verkligt läge och attribut för att beskriva objektens olika egenskaper. Ett erfarenhetsutbyte med spelindustrin har inletts: Virtual Reality vs. In Real Life (irl). Geodesin har gått från terrestra mätningar i plan och höjd till satellitpositionering i 3D. Noggranna geodetiska mätmetoder t.ex. precisionsavvägning har dock fått ny tillämpning inom BIM-området. Det geodetiska ämnesområdet har dessutom utvidgats, och till tillämpad geodesi räknas numera tekniker som fotogrammetri och laserskanning. 3
Denna bild illustrerar BIM/GIS i plan- och byggprocessen enligt Professor Thomas Olofsson, Luleå universitet (Avd. för byggkonstruktion och produktion) ULI:s BIM & GIS konferens 2014. BIM är i någon mening mer aktivt: Byggnaden eller anläggningen som beskrivs är något man själv är intressent i, t.ex. för att projektera, uppföra eller förvalta. Utan sådan koppling ingen modellering! GIS, å andra sidan, är mer passivt eller betraktande. Där är datafångstens syfte att dokumentera något som redan finns: landskapet som sådant eller anläggningar etc. som andra har ansvar för. Här finns vanligen inget egenintresse, utan geodata utgör i regel underlag för andras verksamhet. Fotnot: Fastighetsbildning och adressättning saknas i figuren. Om man önskar digitalisera/effektivisera plan- och byggprocessen i sin helhet så bör man nog placera in dessa moment mellan detaljplanering och bygglov. 4
Tid som fjärde dimension ingår i dag i både BIM och GIS. BIM följer en anläggning under hela dess livscykel. Ett intressant användningsområde är att visualisera byggprocessen, dvs koppla ihop tidplaner med BIM-modellen för att kunna se hur anläggningen ser ut vid olika tidpunkter under byggandet. I GIS analyserar man t.ex. samhällsutvecklingen över tid genom någon form av visualisering/animering den kan avse både historiska data och framtida planer. Hittills har det varit vanligt att spara en version av hela kartan i bestämda tidsintervall. Med objektorienterade geodata och unika ID på alla objekt så kan ett enskilt objekts utveckling följas över tiden, exempelvis ett hus, ett vägavsnitt, ett avsnitt av en å. Övervakningsmätning, t.ex. studier av rörelser i broar och andra anläggningar samt monitorering av landhöjning och liknande tektoniska rörelser är exempel på tidsrelaterade studier inom geodesiområdet. 5
Detaljrikedom i GIS-data hanteras ofta genom skalbarhet och generalisering, dvs att data förenklas eller döljs vid utzoomning. Denna möjlighet saknas ofta i BIM vilket leder till att de detaljerade modellerna blir svåra att hantera över större områden och i översikter. LoD Level of Detail är ett begrepp som används främst inom GIS men även förekommer inom BIM. Det är standardiserat sätt att bl.a. beskriva detaljeringsgraden i redovisningen av ett objekts geometri enligt litet olika system. Ju högre detaljeringsgrad, desto närmare BIM och desto viktigare blir de geodetiska metoderna. Även här är animering möjlig genom zooming från en detaljerad redovisning av en byggnad till den översiktliga, mer kartorienterade beskrivningen av byggnaden i sitt geografiska sammanhang. Modellerna skulle då bli skalbara från GIS till BIM och vice versa. På så sätt skulle man kunna dra nytta av digitala flöden, dvs. ge bättre förutsättningar för automatik och industriella processer. 6
GIS börjar även användas för geometrisk beskrivning inomhus. LoD3 och LoD4 påminner, åtminstone vid en snabb betraktelse, om byggnadsritningar. 7
Begreppet GIS används sällan i detta sammanhang. Vanligen används begreppet geografisk information eller, i vardagligt tal, bara geodata. Internationellt är även begreppet spatial data vanligt förekommande. Samordningen av grundläggande geodata utgår från formella standarder som omsätts i internationella och nationella profiler. Den formella standardiseringen beträffande geodata har internationellt främst bedrivits inom ISO och OGC, samt IHO inom sjöfarten. Ramverk för specifikationer och geodatakvalitet med mera inom geodata-området baseras ofta på ISO:s 19 100-serie. Den tas fram av ISO/TC211 Geographic information och brukar benämnas världsstandarden för geodata. Ramverken är i praktiken abstrakta standarder som måste realiseras av varje användare i egen regi eller samverkan i profiler. OGC gör tillämpningsstandarder för specifikt bruk, t ex utbytesformatet CityGML för 3D-stadsmodeller som är baserat på ISO:s 19 100-serie. På europanivå finns EU-direktivet Inspire och ELF-projektet som syftar till ökad samordning av grundläggande geodata inom Europa. På nationell nivå kan geodatasamordningen, Svensk geoprocess och HMK nämnas i sammanhanget. Man brukar prata om att man skapar en SDI (Spatial Data Infrastructure). Mycket arbete återstår dock innan geodata kan strömma sömlöst över organisations-, kommun- och nationsgränser. Geodesin utgör en del av den ovan beskrivna geodatastandardiseringen. Dessutom finns det specifika geodesitekniska samordningsaktiviteter, t.ex. rörande gemensamma referenssystem, formatfrågor och referensstationer. Geodesin har en väletablerad internationell organisationsstruktur, t.ex. inom NKG, EuRef och IAG. 8
Standardisering inom BIM och geodataområdet bedrivs i dag i parallella spår. I grund och botten handlar både BIM och geodataområdet om objektorienterad informationshantering där en del av informationen avser lägesbundna geometrier i olika former. Arbetet bör kunna samordnas för bättre flyt i plan- och byggprocessen. Det viktigaste är dialog, dvs. att lära av varandra för att inte återuppfinna hjulet. Varför inte passa på nu då BIM-området liksom geodata i 3D är hett? En samordnad BIM- och geodata-standardisering förutsätter dock en gemensam terminologi, för att förstå varandra. Det finns även olika sätt att hantera referenssystem, detaljeringsgrader, kvalitetsfrågor, informations- och geometrimodeller som måste överbryggas. Det gäller framför allt att definiera vad som kan göras gemensamt och vad som måste lösas i respektive spår. På grund av den tidigare beskrivna tre-enigheten mellan BIM, GIS och geodesi - bör även geodetisk kompetens tillföras standardiserings-arbetet. Förhoppningsvis ger detta seminarium ökade insikter om geodesins betydelse i sammanhanget, t.ex. vad gäller sådant som referenssystem, mätningsteknik, minsta-kvadrat-beräkningar och statistisk analys. 9
Lantmäteriet pekar i ett nyligen redovisat regeringsuppdrag (2014) ut integration av Geodata och BIM-data som väsentligt för den framtida utvecklingen av 3D-dataanvändning i Sverige. Nationella geodata i 3D är Lantmäteriets projekt, utgående från regeringsuppdraget, för att i samverkan med myndigheter och kommuner ta fram ett ramverk för grundläggande geodata i 3D till nytta för bland annat medborgarna, miljö- och riskanalyser, planering & medborgardialog, fastighetsbildning, byggande & förvaltning, skogsbruk & naturvård, ruttplanering, kartproduktion, tidsserier (4D) m.m. http://www.lantmateriet.se/sv/nyheter-pa-lantmateriet/lantmateriet-overlamnar-utredningom-forutsattningarna-for-geodata-i-3d/ Forsknings- innovationsprogrammet Smart Built Environment handlar om integrering och digitalisering av processer rörande GIS och BIM, samt industriella processer. Programmet är 12-årigt och har beviljats medel för de kommande 3 åren - mer om detta i andra föredrag. http://www.iqs.se/verksamhet/projekt_och_programsamordning/smart_built_environment Utan en gemensam geodetisk infrastruktur kan inte information från olika aktörer kombineras (t.ex. vad gäller positionering/referenssystem) 10
En bra och enkel introduktion till BIM-data och geodata samt problematiken vid samredovisning av görs i följande färska examensjobb från Lund Universitet. 11
För att stödja geodatainsamling för några olika principiella användningsområden har vi i HMK introducerat begreppet HMK-standardnivå. HMK-standardnivå definieras som rekommendationer för beställarens val av metod och parametrar vid geodatainsamling för ett visst användningsområde. Via HMK-standardnivå 3 och Trafikverkets medverkan i framtagningen av dokumenten rörande geodatainsamling stödjer HMK BIM till viss del redan nu. 12
HMK är avsett som ett kitt mellan de formella standarderna och praktiken, eftersom standarderna i detta avseende inte når ända fram. Sammanfattningsvis kan man säga att HMK redan stödjer GIS- och geodesiområdena och till viss del även BIM. Om BIM även kunde stödjas mer reguljärt av HMK så skulle ett stöd till hela tre-enigheten BIM/GIS/Geodesi kunna etableras. Frågan är bara hur långt HMK räcker i detta avseende speciellt vad avser BIM? 13
På HMK:s hemsida kan man följa arbetet i real-tid. Trevligt att ni valde det här seminariet och inte det som ULI och BIM Alliance i dag anordnar parallellt om UAS:er för datainsamling. Detta bara för att illustrera fokuseringen på BIM just nu. 14