5 Mitos e 5 fatos da Integração GIS e BIM

Vinícius Filier

Marketing Técnico - Imagem/Esri

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Ainda há algumas dúvidas sobre a inovadora integração entre as tecnologias GIS e BIM, e com isso, é comum surgir alguns mitos. Aqui você vai ver os 5 principais mitos e qual a realidade por trás disso para você entender de forma mais clara tudo sobre a integração.

O foco na automatização e na informatização dos processos dos anos 80 e 90 mostrava as tecnologias CAD e GIS como concorrentes

A mudança para formas de trabalho completamente digitalizadas diferenciou essas tecnologias e fez surgir novos processos e técnicas, como o BIM.

Os avanços nas áreas de armazenamento, computação e distribuição de dados na internet permitem que hoje a integração entre o GIS e BIM ofereça um enorme valor para os projetos de engenharia e gerenciamento de ativos, para as operações na infraestrutura construída e para o ambiente gerenciado em torno dela.

Nos anos 80 e 90 as tecnologias CAD e GIS surgiram como alternativas concorrentes para os profissionais que precisavam trabalhar com informações geoespaciais que, até então, eram processadas usando a mídia predominante da época: o papel.

Naquele momento, a complexidade do software e a baixa capacidade do hardware limitavam o escopo do que podia ser realizado com a tecnologia para elaboração de desenhos e análise de mapas.

O CAD e o GIS pareciam ser versões sobrepostas de ferramentas computadorizadas que trabalhavam com geometria e dados para produzir documentação em papel.

À medida que o software e o hardware se tornaram mais eficientes com mais poder de processamento, presenciamos a especialização de todas as tecnologias ao nosso redor, incluindo o CAD, GIS e a busca por processos completamente digitais.

A tecnologia CAD inicialmente se concentrou na automatização das tarefas de desenho manuais.

O Building Information Modeling (BIM), um processo para obter mais eficiência durante o projeto e a construção, foi transformando gradualmente as ferramentas de projeto do CAD da criação de desenhos à criação de modelos digitais inteligentes de ativos do mundo real.

Atualmente, os modelos criados nos projetos BIM são suficientemente detalhados para simular a construção, encontrar defeitos nas fases iniciais do projeto e gerar estimativas altamente precisas de conformidade orçamentária em projetos que mudam dinamicamente, por exemplo.

Ao longo do tempo, o GIS também se diferenciou e especializou seus recursos. O GIS agora pode gerenciar bilhões de eventos de sensores em tempo real, servir visualizações de petabytes de conteúdo de modelos 3D e imagens para os navegadores ou smartphones e realizar análises preditivas complexas utilizando vários nós de processamento distribuídos na nuvem.

Os mapas, que no início eram ferramentas analíticas em papel, foram transformados em painéis ou portais de comunicação que resumem análises complexas de uma forma que todos podem interpretar.

Para obter o máximo benefício da integração dos processos entre o GIS e BIM, o que é fundamental para trabalhar por exemplo nas área de Cidades Inteligentes e de Engenharia Digitalizada, precisamos examinar como esses dois mundos podem ir além da visão de concorrência do passado e avançar em direção a processos completamente digitalizados, que nos permitirão aposentar de maneira definitiva os processos em papel.

5 mitos vs 5 fatos sobre a integração GIS e BIM:

 

  • O BIM é para…

 

Uma das coisas mais comuns na comunidade GIS é o uso de definições do BIM baseadas na compreensão externa do mundo BIM. Por exemplo, ouço frequentemente que o BIM serve para gerenciamento de instalações, visualização, modelagem 3D ou que pode ser usado apenas para construções.

Infelizmente, nenhuma dessas é a principal área de uso do BIM.

O BIM é essencialmente um processo para economizar tempo e dinheiro e obter alta confiabilidade durante o projeto e a construção.

Os modelos 3D criados nos projetos BIM são um subproduto necessário para a coordenação dos projetos, para registro das estruturas assim como para levantamento dos custos de demolição ou mesmo para fornecer um registro legal ou contratual das alterações nos ativos físicos.

A visualização pode ser parte do processo, pois ajuda as pessoas a entender a dinâmica, as características e a estética dos projetos propostos.

O “B” em BIM significa “Building, como verbo” (do inglês, construir) e não “Building, como substantivo” (do inglês, construção). As empresas Autodesk, Bentley e outros fornecedores trabalharam com a indústria para disseminar os conceitos do processo BIM em áreas como ferrovias, estradas e rodovias, utilities e telecomunicações. As empresas e governos que gerenciam e constroem ativos físicos fixos têm interesse em garantir que seus projetistas e engenheiros utilizem os processos BIM.

Os dados do BIM podem ser usados em processos operacionais da gestão de ativos. Isto é afirmado, por exemplo, nos novos padrões ISO para BIM. Embora essas novas propostas estejam voltadas para o uso de dados do BIM no ciclo de vida completo dos ativos, é claro que as economias nos custos de construção, conforme declarado no artigo, são a principal motivação para a adoção do BIM.

Quando a vemos como um processo, a integração de GIS e BIM torna-se muito mais ampla do que apenas a leitura de gráficos e de atributos dos modelos 3D para exibição no GIS.

Para realmente entender como as informações podem ser usadas no BIM e no GIS, descobrimos que temos que redefinir nosso conceito de construção e entender como os clientes usam a ampla gama de dados dos projetos no contexto geoespacial.

Também descobrimos que ao focar no modelo às vezes deixamos de considerar processos mais simples e básicos que são essenciais para o trabalho como um todo, como o uso de dados de campo coletados com precisão nos locais de construção que permitem associar os dados de localização com os dados do modelo para inspeção, inventário e pesquisa.

5 Mitos e 5 fatos da Integração GIS e BIM - Imagem 1

Por fim, entendemos que somente conseguiremos uma visão ampla e resultados satisfatórios para todos os envolvidos se trabalharmos em equipes multidisciplinares. É por isso que a Esri está trabalhando junto com a Autodesk e outros parceiros.

  • O BIM fornece automaticamente as feições GIS

 

Um dos conceitos mais difíceis de transmitir a um usuário GIS que não é especialista em BIM é que um determinado modelo BIM que mostra, por exemplo, uma ponte ou um prédio de forma precisa, não necessariamente oferece as feições para uso em mapeamento ou análise geoespacial.

A Esri está trabalhando em novas experiências de navegação e gerenciamento de recursos dentro das edificações, como o ArcGIS Indoors. Muitos usuários esperavam que a partir do trabalho nos dados do Autodesk Revit, fosse possível extrair automaticamente geometrias como salas, espaços, plantas baixas, área ocupada e estrutura da construção.

Todas essas geometrias seriam muito úteis nos aplicativos GIS e nos processos de gestão de ativos. No entanto, nenhuma delas é necessária para construir as edificações e normalmente não existem nos modelos Revit.

Estamos examinando tecnologias para calcular essas geometrias, mas algumas oferecem desafios de pesquisa e processos complexos que deixaram a indústria sem resposta por anos.

Para garantir que os modelos BIM contenham os recursos que o GIS precisa, é necessário definir especificações para essas informações antes do início do projeto e da construção. Como nos processos de conversão CAD-GIS clássicos, em que os dados do CAD são validados antes da sua conversão para o GIS, o processo BIM e os seus dados precisam especificar e incluir as feições que serão usadas durante a gestão do ciclo de vida das estruturas se esse for o objetivo dos dados BIM.

Existem organizações do mundo todo, geralmente governos e operadores de ativos que começaram a exigir a inclusão das feições e dos atributos do ciclo de vida no conteúdo BIM.

Nos Estados Unidos, a Administração de Serviços Públicos está liderando novas construções por meio de requisitos BIM e agências como a Administração de Veteranos fizeram grandes esforços para detalhar elementos BIM, como salas e espaços, que serão úteis para a gestão das instalações após a construção dos prédios.

Descobrimos que aeroportos, como o de Denver, Houston e Nashville, têm um controle rigoroso de seus dados BIM e possuem um conteúdo muito consistente. A casos como da SNCF AREP que construiu um programa BIM inteiro para as estações ferroviárias baseado no conceito de que os dados BIM seriam necessários para uso no gerenciamento de ativos e nos processos de operações.

5 Mitos e 5 fatos da Integração GIS e BIM - Imagem 2

Os dados compartilhados do Aeroporto Internacional de Houston George HW Bush (mostrados aqui no Web AppBuilder) demonstram que se os dados BIM forem padronizados, normalmente por meio de ferramentas de validação de desenho, podem ser trazidos de forma consistente para o GIS.

 


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  • Existe um formato de arquivo para integração entre o BIM e o GIS

 

Nos processos clássicos de integração corporativa de fluxos de trabalho, uma tabela ou um formato pode ser mapeado para outra tabela ou formato para permitir a transmissão de informações entre diferentes tecnologias de forma confiável. Por várias razões, esse padrão é cada vez mais inadequado para lidar com as necessidades dos fluxos de informações atuais:

      • As informações armazenadas em arquivos são difíceis de transmitir;

      • O mapeamento de dados em domínios complexos ocasiona perdas;

      • O mapeamento de dados implica duplicação incompleta de conteúdo entre sistemas;

      • O mapeamento de dados geralmente é unidirecional;

      • A tecnologia, a coleta de dados e os processos do usuário estão mudando tão rapidamente que as interfaces de hoje ficarão obsoletas rapidamente.

Pensando em uma verdadeira digitalização, a representação digital dos ativos deve ficar acessível rapidamente em ambientes distribuídos que possam ser atualizados e escalados para se ajustar a consultas, análises e inspeções mais complexas ao longo do tempo e durante toda a vida útil do ativo.

Um único modelo de dados não consegue abranger tudo o que poderia ser integrado entre o GIS e BIM ao considerar as necessidades de clientes e setores altamente diversificados, portanto, não existe um formato que capture a totalidade desse processo e que possa ser acessado de forma rápida e bidirecional.

Esperamos que as tecnologias de integração continuem amadurecendo com o tempo, à medida que o BIM se torna mais rico em conteúdo e que a necessidade de usar dados do BIM no contexto do GIS para gerenciamento do ciclo de vida dos ativos se torna mais importante.

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  • Você não pode usar diretamente o conteúdo do BIM no GIS

 

Muitas vezes ouvimos que não é possível usar o conteúdo do BIM diretamente no GIS por várias razões, desde a complexidade semântica, a densidade de ativos ou a escala dos ativos. A discussão sobre a integração GIS e BIM geralmente se volta para formatos de arquivos e processos de extração, transformação e carga (ETL).

Na verdade, já estamos usando diretamente o conteúdo do BIM no GIS. Faz poucos meses apresentamos os recursos do ArcGIS Pro para ler diretamente arquivos do Revit.

Naquela época, era possível interagir com o modelo no ArcGIS Pro como se fosse composto por feições GIS e depois podia ser transformado em outros formatos GIS manualmente, se desejado.

Agora, na versão 2.4 do ArcGIS Pro oferecemos os recursos para publicar um novo tipo de camada, uma Building Scene Layer (Camada de Cena de Construção), que permite ao usuário encapsular a semântica, geometria e detalhes dos atributos de um modelo Revit em formato altamente escalável construído para uso no GIS.

Esse tipo de camada, que será descrita na especificação aberta I3S tem uma aparência semelhante a um modelo do Revit e possibilita a interação por meio de ferramentas e práticas padrão do GIS.

Com mais largura de banda e com armazenamento e processamento mais baratos, estamos mudando de processos “ETL” para processos “ELT” ou Extração, Carga e, em seguida, Tradução.

Nesse modelo, os dados são carregados praticamente em qualquer sistema que precise deles em sua forma nativa e, em seguida, ficam acessíveis para tradução em um sistema remoto ou no data warehouse onde a análise será executada.

Isso reduz a dependência do processamento na origem e preserva o conteúdo original. Ao carregar dados diretamente no padrão ELT, estamos abrindo possibilidades de atualização e análises mais profundas para futuro, que talvez hoje não sejam possíveis.

5 Mitos e 5 fatos da Integração GIS e BIM - Imagem 3

Building Scene Layer de um hospital no GIS, preservando a geometria, os atributos e a semântica.

 

  • O GIS é o repositório perfeito para informações BIM

 

Eu tenho duas palavras para isso: registro legal.

A documentação do BIM geralmente é o registro legal para guardar as decisões de negócios e as informações de conformidade que são armazenadas para análise de defeitos de construção e processos judiciais, avaliação de impostos e registro de entrega. Em muitos casos, os arquitetos e engenheiros devem carimbar ou certificar que seu trabalho é válido e atende aos requisitos de sua especialidade e às leis ou códigos aplicáveis.

Em algum momento, será concebível que o GIS também seja o sistema de registro para os modelos BIM, mas acredito que isso ocorrerá em alguns anos ou décadas, ancorado por sistemas legais que ainda são versões computadorizadas de processos em papel.

Estamos analisando processos que permitam vincular os ativos no GIS aos ativos em repositórios BIM, para que os clientes aproveitem o gerenciamento de versões e documentos necessários no mundo BIM, juntamente com a capacidade dos mapas de colocar as informações dos ativos no contexto geoespacial para análise, compreensão e comunicação.

Semelhante ao que já falamos no item “Feições GIS”, a integração de informações entre os repositórios GIS e BIM será assistida por modelos de informação padronizados no GIS e no BIM para permitir que os aplicativos conectem informações de forma confiável entre os dois domínios.

Isso não significa que haverá um único modelo de informações para capturar as informações do GIS e do BIM. Existem muitas diferenças na forma em que os dados são usados. Mas, precisamos ter certeza que construiremos tecnologias e padrões flexíveis que contemplem o uso de informações em ambas plataformas com alta fidelidade e conservação do conteúdo das informações.

5 Mitos e 5 fatos da Integração GIS e BIM - Imagem 3

A Universidade de Kentucky usa uma validação de desenho rigorosa para garantir que os dados corretos estejam no BIM para suportar o ciclo de vida completo dos seus ativos.

 

Uma reflexão sobre a integração GIS e BIM

 

As mudanças na capacidade do hardware e do software e a transformação para uma sociedade digital orientada por dados estão criando oportunidades para integrar diversas tecnologias e domínios. A integração de dados e processos entre o GIS e BIM nos permite obter maior eficiência, sustentabilidade e habitabilidade nas cidades, campi e locais de trabalho ao nosso redor.

Para capitalizar os avanços tecnológicos, precisamos criar equipes e parcerias integradas com o intuito de propor soluções para problemas complexos que afetam sistemas inteiros e não apenas processos individuais e específicos. Também, precisamos mudar para novos padrões tecnológicos que abordem problemas de integração com mais robustez e flexibilidade.

Os padrões de integração entre o GIS e BIM que adotamos hoje precisam ser uma “prova do futuro” para que possamos trabalhar juntos em direção a um futuro mais sustentável.


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