第一章、 緒論
第 一 節 研 究 緣 起 與 背 景
隨著智慧城市概念的發展，透過整合建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)參數化描述建築元件性質的特性與地理資訊系統(Geotechnics Information System) 宏觀的幾合空間概念，以 BIM 描述單體建築物的特性可 以透過 GIS 共通資料的格式拓展至三維城市的概念。
但由於 BIM 與 GIS 的發展歷程不同，各有所關注的重點。BIM 著重於建 築物細部配置與維護管理導向，除了建築物土建本體以外，仍包含機電、空 調、給排水、電信、瓦斯等管路，以及其設備之廠牌、價格、年限等非幾何 資訊。而 GIS 則是著重於區域範圍的規劃、分析與統計，包含土地分區、建 築物高度、日照分析、人類活動等各式地理議題。BIM 與 GIS 的結合，可以使 建築物與環境關係的問題有更多的了解與認識，亦可介接建築物本體與大範 圍分佈的管線，讓城市系統更趨智慧化。故 BIM 與 GIS 兩者的結合有其重要 性與未來性，概念圖如圖 1- 1 所示。
圖 1- 1 BIM 與 GIS 結合概念圖
資料來源：本研究整理
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第 二 節 研 究 範 圍 與 目 的
由於 BIM 與 GIS 的發展歷程不同，兩者所使用的資料模型格式與對物件 的描述方式都有所差異。在 BIM 主要使用的是研究工業基礎類別（IFC）；2D-GIS 方面則是使用 GML(可包含高程資訊)；3D-GIS 則是各家發展仍未有公用的規格，
但有發展與 GML 相關的城市地理標記語法（CityGML）。本研究範圍及目的 在於研究 IFC 與 CityGML 兩個開放標準的異同，並探討交互操作性，並建立轉 換機制。
壹、 建立 IFC 與 CityGML 交換標準化
BIM 技術所使用的 IFC 格式與 GIS 技術中的 CityGML 格式皆為了紀錄與表 達空間、物件資料等相關資訊內容，也涵蓋了各種屬性資訊，並提供使用者 能夠透過該開放格式儲存及存取必要內容，而各式開放格式中的串接，達成 模型資訊共享也使各方積極投入研究之範疇，本研究將率先投入分析，以期 形成一套資訊交換標準，並節省大量資料蒐集的時間、人力與財力的投入既 有資訊的處理，優化作業流程帶來便捷。
貳、 BIM 技術與公共設施管線資料庫銜接
在傳統工程上工程資訊保存不易，於溝通過程中往往會形成資訊銜接上 之落差，近年來 BIM 技術在營造工程中的使用逐漸普及運用在施工階段，針 對衝突檢討之使用更讓現場工程節省不少經費與時間；對於公共設施管線的 規定，內政部營建署已頒訂「公共設施管線資料庫系統建置案共通規格」、
「公共設施管線資料庫標準制度」、「公共設施管線交換資料標準」等資料，
針對電信、電力、水力管線圖等圖層，以及人孔(座標、孔蓋種類、孔深等)、
管線(管徑、數量、埋設深度、管線長度等)、開關閥(閥座標、口徑、埋設深 度等)等各項資訊進行了標準的規範；過去 BIM 的 IFC 格式與公共設施管線資 料銜接的研究多針對 IFC 整體架構中之一部份，尚缺完整之整合，將 BIM 技 術與公共設施管線資料庫的銜接方式全面化、標準化，而本研究亦將透過文 獻探討與深入研究進行整合，以提供未來公共設施管線資料庫與 BIM 技術能 全面銜接，接著透過前述 IFC 與 CityGML 交換架構，推展至 GIS 宏觀的幾何空 間概念，以取得兩種技術之優點。
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第 三 節 工 作 目 標
壹、 透過定義 BIM 與 GIS 互通的交換格式，串連 BIM 與 GIS 過去兩屬不 同學門領域，將 BIM 之領域由單體建物推展至智慧城市概念。
因 BIM 與 GIS 的發展歷程不同，兩者使用的格式與描述行體的方式皆不 同，為未來智慧城市發展需要，將 BIM 推展至大範圍的 GIS，兩者串接的需求 越顯重要。於是研究兩者的格式，與其資料面的差異，建立可以互相轉換的 概念與方法，可以幫助未來 BIM 的模型自動化地轉入可以讓 GIS 利用，讓單 體建物可以進入都市規劃與智慧城市的領域，提高資訊利用的價值。
預期成效：推動國家級 3D-GIS 系統標準化，以推展智慧城市概念，提升 建築、城市、系統管理上的資訊化與自動化。
貳、 以城市共同管道 BIM 模型之全生命週期屬性，串接 CityGML 格式，
建立兩大模型間的轉換機制，以節省以往大量資料蒐集的時間和浪費的 人力及財力。
在 BIM 模型中，可以建立建築物在全生命週期中，所需要的不同模型精 細度、屬性資料的詳細程度，以供未來營運管理使用。在 GIS 系統中，則可 以對物件的數據資料進行統計分析，如可接收轉換 BIM 中的資料使用，對於 資料取得上是很便利的。如此，若直接利用 BIM 模型轉換成 GIS 使用的資料，
便可以減少重新建置 GIS 資料的人力物力消耗，以提高資訊化與自動化的效 果與性能。
預期成效：將已建置完成的 BIM 資料轉換入 GIS，可以節省重新建置 GIS 檔案的時間，並可進行自動化，節省人力與物力成本。
叁、 將 BIM 之應用推展至 GIS 宏觀的幾何空間概念，以 BIM 銜接我國 公共設施管線資料庫標準，強化共同管道之資訊架構。
共同管道是城市發展與進步的指標，是城市管道系統中的主幹。共同管 道兼具建築物維護管理以及分布範圍廣的特性，將共同管道建置 BIM 模型以 維持未來維護管理的方便性；亦可在大範圍 GIS 中，與其他建築物的管線結 合併建立資料庫，進行綜合管理與應用。
預期成效：以 BIM 建立共同管道，以彌補 GIS 在共同管道上的不足，可
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以強化共同管道在資訊化管理的可利用性，與建立資料庫以供未來建設共同 管道的工程使用。
第 四 節 進 度 規 劃
本院針對上述研究範圍與目的及工作目標推動本研究計劃，其工作項目 包含透過蒐集各廠商針對 BIM 與 GIS 格式的使用狀況及轉換方法，以了解目 前專業資訊市場的現況，以及針對資料應用的串接與呈現成果。再參考前人 研究的方法進行嘗試，找出符合本土使用且具有前瞻未來性的轉換方式，研 究後期再提出建議未來在進行 3D-GIS 建置時，需要符合的檔案格式與屬性欄 位資料的規定。
圖 1- 2 本研究工作流程規劃
資料來源：本研究整理
期 末 進 度 期 中 進 度 期 初 進 度
計畫執行
我國城市共同管道屬性資料 BIM/IFC 程式架構 GIS/CityGML 程式架構
整合共同管道屬性資料 模型與屬性程式相容架構
探討整合架構
共通管道結合BIM/IFC與GIS/CityGML之資訊交換與操作機制研擬
成果發表 案例分析
專家訪談 文獻回顧
國內外文獻 國內外應用案例 IFC與GML之架構 程式串聯之問題
文獻與訪談資料之彙整
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與 GIS/CityGML 之資訊
交換與操作機制研擬
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第一個月
1. 函送工作進度報告書。
2. 回顧相關文獻及文獻蒐集計畫擬定。
第二個月
1. 持續蒐集與整理相關文獻，並探討國內外關於 BIM 與 GIS 串接的研究方 法。
2. 開始嘗試利用 FME 軟體進行操作。
第三個月
1. 針對國內常用的 BIM 與 GIS 檔案格式的資料組態進行探討，並研究屬性 欄位對應關係。
2. 確定訪談對項名單，並規劃實地訪談國內廠商及機關的問題內容與時程 安排。
第四個月
1. 持續研究國內常用的 BIM 與 GIS 檔案格式的資料組態，並研究屬性欄位 對應關係。
2. 完成初步檔案轉換方式架構。
第五個月
1. 實地訪談國內 BIM 與 GIS 廠商，及實際管理共同管道的機關，蒐集目前 市場資訊概況以及管理共同管道的方式與問題。
2. 持續修正檔案轉換方式架構，並釐清本土化適用性問題。並以國內案例 進行轉換測試。
第六個月
1. 實地訪談國內 BIM 與 GIS 廠商，及實際管理共同管道的機關，蒐集目前 市場資訊概況以及管理共同管道的方式與問題。
2. 撰寫期中報告書，函送期中報告。
第七個月
1. 參與期中報告審查會議，並提出本案關於檔案轉換架構與屬性資料建 議。
2. 研擬我國 BIM 串接公共設施管線資料標準之架構。
3. 挑選適當的實際案例進行案例驗證。
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第八個月
1. 依據共同管道管理所需之屬性資料，進行轉換方式的修正。
2. 研擬我國 BIM 串接公共設施管線資料標準之架構。
3. 持續蒐集案例進行檔案驗證，並滾動式修正轉換方式架構。
第九個月
1. 研擬我國 BIM 串接公共設施管線資料標準之架構。
2. 持續蒐集案例進行檔案驗證，並滾動式修正轉換方式架構。
第十個月
1. 完成本研究案各項工作內容。
2. 函送期末報告書。
第十一個月
1. 參與期末報告審查會議，並依審查意見修正期末報告書。
2. 撰寫本研究案投稿文章，投稿至與 TSSCI 同等水準或以上學報(刊)。
第十二個月
1. 完成成果報告，函送成果報告。
2. 填報 GRB 系統期末成果。