政府建置BIM維護管理平台的需求與應用研究

政府建置 BIM 維護管理平台的需求

與應用研究

內 政部建 築研 究所自 行研 究報告

中華民國 104 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

政府建置 BIM 維護管理平台的需求

與應用研究

研究人員： 謝 宗 興

內 政部建 築研 究所自 行研 究報告

中華民國 104 年 11 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

MINISTRY OF THE INTERIOR

RESEARCH PROJECT REPORT

The Government Demand and Application

of BIM Maintenance Management Platform

BY

Tzong Hsing Hsieh

目次

表次 ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧ Ⅱ

圖次 ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧ Ⅲ

摘要 ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧ Ⅳ

第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1

第 一 節 研 究 緣 起 與 背 景 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 1

第 二 節 B I M 的 應 用 發 展 與 政 府 角 色 ‧ ‧ ‧ ‧ 2

第 二 章 文 獻 回 顧 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 6

第一節 BIM 儲存的研究‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7

第二節 IFC 的應用‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13

第三節 GIS 的應用‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17

第四節 COBie 的應用‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32

第三章 維護管理應用概算‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37

第一節 BIM 平台應用的推估‧‧‧‧‧‧‧‧37

第二節 地方政府的角色與應用‧‧‧‧‧‧‧‧38

第三節 中央政府的角色與應用‧‧‧‧‧‧‧‧46

第四節 雲端平臺系統開發與應用‧‧‧‧‧‧‧51

第 四 章 結 論 與 建 議 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 6 0

第 一 節 結 論 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 6 0

第 二 節 建 議 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 6 0

參考書目 ‧‧‧‧‧･‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6 4

附錄一：訪談提問･‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6 5

附錄二：新北市政府工務局訪談紀錄･‧‧‧‧‧‧‧‧‧6 6

表次

表 2-1 臺北市政府都市發展局地形圖數值圖檔供應系統圖

檔清單-以 TWD97 為例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19

表 2-2 建造執照及雜項執照規定項目審查表‧‧‧20

表 2 - 3 C O B i e 各 圖 紙 說 明 ‧‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧‧ ‧ ‧ ‧ 3 5

表 3-1 臺北市 BIM 推動計畫分期作業項目‧‧‧‧‧41

表 3-2 英國 BIM 從業人員薪資概估‧‧‧‧‧‧‧‧‧57

表 3-2 美國紐約市 BIM 從業人員薪資概估‧‧‧‧‧‧58

表 3-3 美國紐約市雲端從業人員平均薪資‧‧‧‧‧‧59

圖次

圖 1-1 臺北信義商圈空橋示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3

圖 1-2 BIM 與 GIS 在都市尺度的運用‧‧‧‧‧‧‧‧5

圖 2-1 雲端服務構想圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10

圖 2-2 BIM 儲存機制示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10

圖 2-3 數據因為 3 項重要性質所以需要文件化‧‧‧‧‧12

圖 2-4 BIM 為基礎建築設計審查輔助系統審查 流程‧‧‧14

圖 2-5 建築技術規則於 BIM 專案中尺度階層架構‧‧‧15

圖 2-6 BIM 運用的各種階段以及對未來的預期‧‧‧‧‧16

圖 2-7 CAD/BIM/GIS(CGB)的建築模式與構件‧‧‧‧18

圖 2-8 BIM 與 GIS 主要運用範圍‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21

圖 2-9 臺北市政府資訊局執行的「智慧城市 3D 臺北」立體圖

資（1）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22

圖 2-10 臺北市政府資訊局執行的「智慧城市 3D 臺北」立體

圖資（2）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23

圖 2-11 建築物生命週期 BIM 資訊服務架構‧‧‧‧‧‧‧24

圖 2-12 IFC 檔案匯入至 Sketch Up 呈現結果‧‧‧‧‧‧26

圖 2-13 DWG 格式匯入至 Sketch Up 呈現結果‧‧‧‧‧‧27

圖 2-14 PilotGaea Express 3D GIS 可進行測量分析及模擬

等功能‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28

圖 2-15 建物集成體之建物主體、分部及裝置概念示意圖‧30

圖 3-1 雪梨歌劇院運用 BIM 進行設施管理‧‧‧‧‧38

圖 3-2 北市政府 BIM 計畫架構與後續推動‧‧‧‧‧39

圖 3-3 建築物的生命週期與政府機關業務流程‧‧‧‧40

圖 3-4 TCPSS 平台架構與 5 大類使用者之關連性‧‧‧42

圖 3-5 5 大類別使用者介面功能‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧43

圖 3-6 TPCSS 平台架構圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧43

圖 3-7 正在建置之臺北無紙化雲端服務平台‧‧‧‧‧44

圖 3-8 臺北市建築執照未來 BIM 發展架構‧‧‧‧‧‧45

圖 3-9 運用 BIM 的 IPD 發展‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧47

圖 3-10 BIM 設施管理系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49

圖 3-11 設施管理對澳大利亞經濟的貢獻（2002～03）‧50

圖 3-12 雲端運算應用與產業發展推動架構‧‧‧‧‧‧51

圖 3-13 國網中心新竹本部、臺中分部、臺南分部位置圖 54

圖 3-14 地理資訊圖資雲服務平臺（TGOS）設置的雲端虛擬

伺服主機架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55

圖 3-15 中臺區域資源跨域整合思維與層次‧‧‧‧‧‧56

圖 3-16 美國國家薪資趨勢-雲端系統工程師‧‧‧‧‧58

摘 要

關鍵詞：建築資訊模型、雲端平台、維護管理 一 、 研 究 緣 起 目前我國研究的主流在 BIM 軟體程式規劃設計階段及施工興建階段的應 用，以及探討核發建造執照的電子審照制度為主，尚未能探究數十年後，當 BIM 的數位管理平台取代現有紙本及 2D 影像管理模式成為主流管理架構時，究竟會 出現怎樣的儲存需求以及應用需求。以及對於現有多樣數位化數據如 GIS 資料、 IFC、COBie 資料等內容如何整合應用是一項重要的發展基礎。尤其在應用的後 端，目前 BIM 的發展嘗試應用在建築物生命週期的維護管理階段，其中包含政府 的建築使用管理、民間的物業管理、建築物局部或設備設施更新以及其他如室內 設計等細節調整，都可能陸續動用到 BIM 產生的資料。除了 BIM 軟體必然產生 的版本或不同軟體差異的變化，這其間有那些政府在面臨 BIM 軟體大量應用的因 應之道，需要做一些瞭解與準備。 二 、 研 究 方 法 及 過 程 在研究方法上，以文獻研究法閱讀分析現有研究文獻，收集目前對於 BIM 儲存交換的應用研究，推估未來可能的需求與建構基礎，以及 如何配合運用 GIS、 IFC、COBie 等資料，提出未來政府建構維護管理平台的相關內容。另外經由訪 談的方法，瞭解現在各直轄市政府推動 BIM 的運作方式以及配合在地主政思考產 生的走向，配合現有科技的侷限與目前已經探索過的應用方向，討論以現有維護 管理實務與 BIM 系統發展於未來操作的互動以及關鍵課題。 三 、 重 要 發 現 經過研究後發現，由政府機關為了 BIM 技術後續應用，建置的維護管理平 台理應為一項雲端平台，能保存與保護經法令核可的資料，亦能同時容納大量授 權客戶端的運用與加值服務。能夠串連大型工程顧問公司、網路管理平台供應廠 商及各地方政府維護管理平台。這平台同時也能夠串連 2D 繪圖技術及其他管理 系統。

雲端平臺考量現有行政體系分層負責及運作需求不同，較適合中央與地方個 別成立運作平臺，中央政府雲端平臺較屬於資料儲存使用及機密資料保管，需要 著重於保管圖資及研究發展，如提供都市計畫檢討、地方發展走向等政策規劃或 研究使用，使用者應為中央政府與地方政府機關電子檔案管理人員、規劃人員及 研究人員為主。地方政府雲端平臺較屬於處理申辦案件流程，包含審核、溝通、 修正圖說、比對圖說、整合審查意見等運用，需要著重於靈活運用及線上簽核（如 e-plan check 等），使用者應為政府機關管理者及民間使用者，包含建築管理科、 使用管理科、都市計畫科、都市設計科等政府機關人員；同時包含經雲端平臺註 冊具有帳號密碼的使用者，如建築師、結構技師、土木技師、電機技師、營造廠 管理人員及其他有關人員。 四 、 主 要 建 議 事 項 建議一 立即可行建議：研商我國 BIM 的發展願景及策略，引領雲端平臺建置。 主辦機關：內政部營建署、直轄市政府及縣（市）政府建築主管機關 協辦機關：行政院國家發展委員會、內政部建築研究所 目前政府在建立 BIM 雲端平臺需要做的內容與展望尚未明確，需要在因應 BIM 發展風潮時，綜合國際發展趨勢以及國內輿情建立發展願景及策略，才能引 導未來雲端平臺的設置方向並建立需求與標準。 這項策略的關鍵取決於認同 BIM 有多大的發展格局，如果認為是需要朝向國 際化的競爭，就必須思考國際接軌的發展與技術；如果認為是管理國內營建產業 的技術，需要符合本土化應用需求。然而 BIM 的發展在國際間是一項競爭的工具， 如參考紐西蘭及澳大利亞的 BIM 產業徵才廣告，其中有部分會談到將於英國、歐 盟、美國等處接洽運用 BIM 技術的設計案件，這些徵才內容同時要求熟悉在地法 規。亦即在現實中，BIM 可作為拓展國際業務的機會，亦會同時成為國際人才洽 接國內業務的競爭。考量「出則無敵國外患者，國恆亡」，建立我國政府雲端平 臺的發展策略前，需先確定我國對於 BIM 發展的因應策略，建議後續規劃者或研 究者在擬定策略時，能夠配合我國產業發展趨勢，如強化國內製造業競爭力（生 產財）、或是設計產業對外發展競爭力（知識產業）、或是營運管理競爭力（管

理財）。 建議二 立即可行建議：推動各大建築物建立內部網路（Intranet）以運用 BIM 進行 管理維護作業 主辦機關：直轄市政府建築主管機關 協辦機關：行政院國家發展委員會、內政部 參考 2005 年雪梨運用 BIM 進行雪梨歌劇院的設施管理作業，即是以建立內 部網路（Intranet）的方式進行應用。將現有的雪梨歌劇院完整量體與週邊環境 繪製全套的 BIM 圖說，配合 PDF 檔案、操作使用手冊、3D 模型等內容，彙整在一 套內網中，同時滿足 4 大服務面向，在地服務、維護管理例行作業服務、房舍租 借作業服務以及標竿服務。 運用內網處理這些服務，可視為內部雲端平臺，可以即時符合大型個案運用 BIM 管理的整合需求。在未完成政府雲端平臺建置前，提供 BIM 在維護管理運作 的發展空間。未來引進雲端管理時，個案裡的內部網路可以直接形成連結，擁有 內外區分的管理網路，重要資料或細節可以保留在內部網路，可作為推廣 BIM 運 用的誘因。 建議三 中長期建議：蒐集營建產業提出因應BIM 發展需要調整的營建法規，納入法 規修正考量 。 主辦機關：內政部營建署、直轄市政府及縣（市）政府建築主管機關 協辦機關：內政部建築研究所、建築師公會、土木結構等技師公會、營建產 業工會等 現有的法規開發時未能思考到目前國際競爭與電腦技術發展，因應3D 的需 求，需要開發3D 化的優勢，創造更先進的空間形式。然而因應產業變化，現有 相關標準與適用法規可能與產業發展衝突，影響我國競爭力。原本就應持續因應 各項新的需求，基於相同的立法原則下調整增修。但是法規涉及層面廣泛，難以 逐一清查檢討，有鑒於此，建議採用由下而上（bottom up）的提案方式，蒐集 遇到困難的案例與因應法規，以供修正法規時參考。

Abstract

Keywords: building information modeling, cloud platforms, maintenance and management

Application of current mainstream research in BIM software program planning and design stage and construction stage of construction, and to explore the construction license issued by the electronic system according to the main trial, after yet to be explored for decades, when substituent BIM digital management platform existing paper When this management model and 2D images into the mainstream management structure, what will happen when the storage needs and application requirements. And for existing diverse digital data such as how GIS data, IFC, COBie data integration applications and other content to be an important foundation for the development. On the research methods to analyze the existing literature research reading literature, to collect the current application of BIM for storing exchanged estimate possible future needs and construction of the foundation, and how with the use of GIS, IFC, COBie other information, proposed future government Construction of maintenance-related content management platform. Discuss existing maintenance practices and BIM systems development as well as a key issue in future interactive operations.

After a study found that BIM technology by the government to follow the application, maintenance and management platform should build as a cloud platform, can be saved and protected by the decree approved data, it can also accommodate a large number of authorized clients use and value-added services. Able to link large-scale engineering consultants, network management platform, suppliers and the local government to maintain management platform. This platform is also able to link 2D graphics technology and other management systems.

第一章 緒 論

第一節 研究緣起與背景

依 據 現 有 BIM1 本 研 究 結 合 本 （ 104） 年 度 中 程 綱 要 科 技 計 畫 「 建 築 資 訊 整 合 分 享 與 應 用 研 發推 廣 計 畫 」 案 ， 將 以 BIM 完 成 建 築 生 命週 期 中 的 規 劃 設 計 及施 工 興 建 後 的營 運 管 理 階 段 為 主 軸 ， 探 討 政 府 在 BIM 後 續 維 護 管 理 應 用以 及 與 其 他 電 子資 料 的 管 理 與 整 合 。 發 展 走 向 ， 大 量 運 用 BIM相 關 程 式 已 成 為 未 來 興 建 與 營 運 管 理 大 型 建 築 物 的 要 件。然 而，在 這 樣 的 趨 勢 下，目 前 我 國 研 究 的主 流 在 BIM軟 體 程 式 規 劃 設 計 階 段 及 施 工 興 建 階 段 的 應 用，以 及 探 討 核 發 建 造 執 照 的 電 子 審 照 制 度 為 主 ， 尚 未 能 探 究 10 年 、20 年 後 ， 當 BIM的 數 位 管理 平 台 取 代 現有 紙 本 及 2D影 像 管理 模 式 時 ， 究 竟 會 出現 怎 樣 的 儲 存 需 求 以及 應 用 需 求 ？這 些 需 求 如 何 在 政 府部 門 中 逐 年 建 立 ？ 資料 格 式 的 要 求、轉 化；資料 內 容 的更 新 與 及 時 運 用 ； 都是 在 炫 耀 奪 目 的 3D模 型 下， 必 須 逐 漸 探討 的 重 點 。 在 BIM 之 前 的 各 個 階 段 資料 儲 存 與 轉 換、紙 本 轉 換或 CAD 圖 說 轉換 儲 存 、 建 築 開 發 階 段 已 結 合 的 地 籍 資 料 、 公 共 設 施 設 備 管 線 等 維 生 衛 生 管 線 GIS 及 相 關 圖 說 照 片、交 通 運 輸 圖 說 資 料 及 公 共 工 程 發 標 竣 工 資 料 等，都 是 現 在 處 理 BIM 的 應 用 時 必須 考 慮 到 的 部 分 ， 實際 操 作 時 需 要 依 照 中央 或 地 方 政 府的 角 度 一 一 提 出 未 來的 定 義 與 定 位 。 能 夠在 AEC 產 業 與 政 府效 能 串 連 提 供一 個 快 速 應 變 的 機 會。 然 而 ， 在 BIM 本 身 應 用 到的 儲 存 、 交 換 與 需 要的 圖 說 亦 有 很 大 的 彈性 空 間，不 需 要 全部 完 成 極 端 的 細 節 部 分，反 而 是依 照 圖 說 被 需 要 的 細緻 程 度 進行 LOD100 到 LOD400 之 間 具 有 差 異 的 要 求標 準，就 能 夠 有 效 解決 營 建 的 問 題，創 造 圖 說 被 應 用 的 價 值、精 簡 圖 說 數 量 以及 降 低 會 製 圖 說 成 本，能 夠 真 正 把錢 花 在 刀 口 上 。 1_{B u i l d i n g I n f o r m a t i o n M o d e l l i n g ( B I M ) ， 建 築 資 訊 模 型 。}

第二節 BIM 的應用發展與政府角色

2015 年 臺 灣 地 區 運 用 BIM 進 行 AEC 繪 圖 還 在 摸 索 階 段 ， 個 別 大 型 公 司、事 務 所 或 專業 公 司 已 經 看 到 建 築 資 訊 模 型 的遠 景 及 優 勢，部 分 中小 型 事 務 所 有些 已 經 勇 敢 投 入，但 大 多 數 目 前 仍 在 觀 望，甚 至 部分 無 力 投 入這 一 波 的 產 業革 命 浪 潮。就 現 有 內 政 部 建 築 研 究 所 邀 請產 官 學 界 等 代 表 協 助審 查 相 關 BIM 研 究 發 展 時 ， 在 與中 華 民 國 全 國 建 築 師公 會 交 流 的 過 程 裡 ，發 覺 建 築 師 公會 還 是 對 這 項 技 術 相 當 在 意，期 望 國 內 產業 能 量 可 以 達 到 國 際一 流 水 準。在 與 各 地 方政 府 接 觸 時，發 覺 各 地 方 首 長 基本 上 已 經 意 識 到 這 項技 術 的 存 在 與變 化，同 時 規 劃 部 分 人 力 進 行 研 究 發 展 應 用 系 統，在 建 築 法 規 運 用 、 自 動 化應 用、與 其 他 都 市 計畫 法 規 或 地 政 資 料 等結 合 運 用 等 都 逐 漸 展示 實 務 上 的 應用 狀 況。在 與 產 業 界 先 進 交 流 時，發 現 許多 產 業 上 最 新 的 應 用與 假 設 的 必 須，專 業 化 的 軟 體 往 往 需 要 專 業 化 的 規 範 與靈 活 的 運 用 思 維 及 管理，才 能 有 效用 運 優 勢 避 免 靈 活 的 軟 體 帶 來 應 用 上 的 混亂。在 中 央 政 府 的 層 次 裡 ， 可 以 察覺 到 努 力 在 瞭 解 這 項 BIM 技 術 對 於 環 境的 影 響 以 及 該 如 何 有效 引 導 進 入 現有 的 營 建 體 系 中 ， 避 免 過 度 衝 擊 產 業 生 態以 及 做 好 管 理 上 的 準備 。 在 內 政部 建 築 研 究 所 的 角 度來 看 ， 如 何 瞭 解 BIM 應 用 的 各 個 環 節 是一 項 重 要 目 標，於 是 在 各 個 階 段 運 用 項 目 上 逐 漸 進行 研 究 解 析，期 望 研 究 成 果 可 以 快 速 解 決 現 有 使 用 上 的 迷 惘，充 實 應 用 的 基礎 知 識。因 此 本 研 究 對 於 好 不 容 易 完 成 的 BIM 建 築 執照 及 竣 工 資 料 等 於 建築 生 命 週 期 中 的 運 用與 更 新 需 求 上 進 行 需 求 應 用 的 討 論 。 若 引 用小 型 公 共 設 施 的 規 劃設 計 做 為 案 例 來 討 論 BIM 的 儲 存 應 用 及政 府 角 色，假 設 以 臺 北 市 公 共環 境 中 的 信 義 計 畫 區空 中 走 廊 為 例，執 行 過 程 中 的 設 施狀 況 引 用 沈 榮 欣 「 漫步 空 中 廊 道 暢 遊 信義 商 圈 」 文 中 描 述 ： ***************************************************************** 信 義 空 橋 的 構 想 很 早 就 包 含 在 台 北 市 都 市計 劃 中 ， 但 是 直 到 2000 年 通 盤 檢 討 計 劃 項 目 時，才 確 定 興 建 大 型 空 橋系 統。… 信 義 空 橋 主 要 參 考 美 國 明 尼 蘇 達 州 明 尼 雅 波 利市 的 空 中 通 道 系 統，它 的 規 劃 主 要 是 為 了連 繫 一 個 大 型 購 物 商 場 內 的 眾 多 商店 而 設 計。由 於 信 義 計 畫 區 商 業 繁 榮、百 貨 公 司 林 立 ， 與 明 尼 雅 波 利 市 的 情況 相 似 ， 因 此 特 別 借 鏡 美 國 的 案 例 進 行 整體 規 劃 。

信 義 空 橋 興 建 工 程自 2003 年 5 月 動 工 ， 由 世 貿 到 臺 北 一 ○ 一 ， 再 由 臺 北 一 ○ 一 連 接 到 紐 約 紐 約 及 君 悅 飯 店 。 而 紐 約 紐 約 連 至 華 納 威 秀 及 華 納 威 秀 再 延 伸 到 新 光 三 越 A8、A9 及 A11 館 的 橋 段 也 在 2004 年 12 月 15 日 完 工，待臺 北 市 養 護 工 程 處 勘 察 完 成 後 ， 即 可 供 民 眾 通 行 。 等 到 今 年 新 光 三 越 A8 館 至 A4 新 館 的 部 分 完 成 後 ， 全 長 2,293 公 尺 的 空 橋系 統 將 形 成 完 整 的「 空 中 走 廊 」 ， 行 人 能 夠 腳 不 落 地 穿 梭 高 樓 、 大 廈 之 間 。 … 信 義 空 橋 的 高 度 為 建 物 的 2 樓 高 度 ， 擺 脫 以 往 路 橋 笨 重 的 結 構 ， 採 用 造 型 輕 巧 具 藝 術 性 的 設 計 ， 並 且 為 了 豐 富 都 市 活 動 氣 氛 ， 特 別 設 置 裝 飾 性 照 明 、 LED 彩 色 資 訊 看 板 。 而 因 應 臺 北 多 雨 的 天 氣 ， 空 橋 也 加 設 遮 雨 棚 ， 方 便 民 眾 購 物 。 空 橋 通 道 的 淨 寬 為 3.5 公 尺， 大 約 可 以 讓 4 個 人 併 行 通 過 ， 為 了 保 持 通 行 順 暢 並 維 護 行 人 的 安 全 ， 橋 上 將 不 設 置 座 椅 、 垃 圾 桶 及 其 他 設 施 。 … 興 建 空 橋 的 目 的 主 要 是 紓 解 地 面 人 車 交 織 的 情 況 ， 而 非 提 供 遊 憩 休 息 的 場 所 ， 加 上 消 防 逃 生 等 安 全 考 量 ， 因 此 決 定 不 在 橋 面 裝 置 任 何設 施 。 圖 1-1 臺 北信 義 商 圈 空 橋示 意 圖 目 前 信 義 空 橋 的 興 建分 為 市 政 府 興 建 與 企 業 捐 建 兩 部 分，由 市 政 府 興 建 的 部 分 為 紐 約 紐 約 至 華 納威 秀 ， 全 長 33 公 尺， 僅 佔 全 線 系 統 1.44%， 其 餘 大 部 分 橋 段 則 由 新 光 三 越、臺 北 金 融 大 樓、華納 威 秀、統 一 國 際 大樓 及 紐 約 紐 約 等 私 人 企 業 興 建。捐建 空 橋 比 例 最 高 的 新光 三 越 表 示，空 橋 除了 能 方 便 客 人

逛 街 購 物，還 能 帶 動商 業 活 動 的 成 長，對於 信 義 商 圈 的 發 展 助益 很 大。此 種 政 府 部 門 與 私 人 企 業共 同 合 作 的 模 式，可以 解 決 人 行 交 通 問 題、提 供 市 民 便 捷 舒 適 的 行 走 空 間，更 可 活 躍 既 有 的 商 業空 間，達 到 民 眾、企業 及 政 府 三 贏 之 局 面 。 文 ： http://blind.tpml.edu.tw/sp.asp?xdurl=superxd/PictorialContent.asp&icuitem=544161&mp=10 圖 1-1： http://www.bigsnail.com/image_planning/umi822_photoshop_07.html ***************************************************************** 分 割 這項 公 共 設 施 的 逐 步 過 程 及 最 終 完 成 量 體，可 以 得到 人 行 空 橋 動線 1 條，包 含 數 種 工 法 設 計 不 一 的 橋 體； 再 包 含 路 網 的 規 劃 以 及 後 續 使 用 上 的 管 理 ， 假 設 把 橋 體 的 本 身 作 為 BIM 運 用 繪 製 的主 體 ， 其 他 維 護 管 理一 樣 可 以 由 路網 後 續 使 用 來 作 為 周邊 補 充 。 當 然 ， 在 目前 的 BIM 運 用 上 不會 如 此 單 純 。 在 這 項 公 共 設 施 中 可 以 看 到 都 市 環 境 空 間 的 構 成 已 經 逐 漸 走 向 複 雜 化，同 時 不 同 時期 與 團 隊 興 建 的 設 施 在 維 護 管 理上 也 是 有 不 同 的 需 求，條 狀 的 空 中 廊 道 未 來 亦 有 可 能 逐 步 轉 化 成 路 網 形 式 或 是 環 狀 廊 道 以 符 合 未 來 人 潮 的 需求，目 前 完 成 年 期 尚 短，後 續 逐 漸 會 在 高層 整 合 以 及 無 障 礙 環境 等 更 新 過 程中 調 整 現 有 的 設 計。在 這 樣 發展 裡，政 府 需 要 做 些什 麼 ？ 主 動統 合 現 有 的 發展，創 造 新 的 局 面 ？ 或 是 被 動 的 接 受 經 濟發 展 自 然 形 成 的 提 案？ 假 設 這 個 案子 有 發 展 到 應 用 BIM 模 型 ， 未 來 該 留 下的 內 容 裡 ， 是 現 實 應用 常 用 的 軟 體檔 案 規 格、IFC 檔 案或 是 COBie 交 換 標 準檔 案 ？ 亦 或 是 全 部 檔案 都 需 要 留 存以 供 未 來 辨 識 與 應 用。 朝向 3D 的 BIM 模 型 發 展 ，在 都 市 空 間裡，遇見 過 去 十 幾 年間 已 經 逐漸 完 成 了 GIS 建 置 的 概 念 ，同 時 也 運 用 GIS 資 料 進 行 大 面 積 的 管 理， 如 都 市 計 畫 圖、地 政資 料 等 空 間 要件 都 逐 步 完 成 建 置。甚 至 加上 遙 測 資 料（ 如 LiDar 技 術 等 ）配 合 應 用，這 些 在形 成 公 共 議 題 乃 至 於公 共 政 策 的 過 程 裡，是 否納 入 政 府開 放 資 料 提 供 民 眾 ？處 理 前 的 相 關 資 料、處 理 中數 據 與 產 出 以 及 處 理 後 成 果與 規 範 等，是 形 成 市 政 法 規 ？ 還 是 加 值 型開 放 資 料 ？ 或 是 一 個個 存 放 在 硬 碟 的 檔 案 數 據 ？ 都 有 賴 於 我 們 現 在 如 何 拿 捏 需 求 與 應 用 的 目 標 。 目 前 BIM 與 GIS 在 都 市 環 境 應 用 關 係 可 參 考 下 圖（ 圖 1-2）， 在 現 實 狀 況 裡 ， 空 間 環 境並 沒 有 區 分 何 者 該用 BIM 或 是 該 用 GIS。 僅是 我 們 因 應 操 作便 利 需 求 及 尺度 上 易 於 歸 類 應 用 而運 用 不 同 軟 體 進 行 分類 儲 存 與 應 用 討 論 。

圖 1-2 BIM 與 GIS 在 都 市尺 度 的 運 用

註 ：Integrating GIS and BIM for large scale asset management， p.9 kyle,2001

BIM 在 建 築 管 理 的 主 要 運 用 內 容 裡，依 據 本 所 102 年 委 託 研 究 案「 BIM 導 入 建築 管 理 行 政 作 業 法 規調 查 研 究 」研 究 成 果，BIM 運 用 在 我 國 建築 管 理 制 度 上的 特 性 以 及 自 動 化 檢 測 的 四 大 要 素：（ 1）模 型 準 備 、（ 2）法 規 解 譯 、 （ 3）法 規檢 測、（4）結 果 輸出。同 時 必須 考 量 引入 BIM 資 訊 交 換 標準 IFC(產 業 基 礎類 別 庫 )，及 相 關 技術 與 標 準 (如 IDM、MVD、 IFD 等 )的 必 要性 。 以 及 運 用管 理 的 程 式 建 立 交 換資 訊 的 相 關 平 台 。

如 以 建築 為 基 礎 視 角 來 檢 視 BIM 與 GIS 系 統 上的 合 作 時，僅 以 BIM 來 規 劃 的 系 統 就 包 括「 雲 端 服務 平 台 」、「 資 料 庫」、「 操 作 介 面」、「 檢 測 機 制 」、「 輸 出結 果 」等 五 大 組 成 要 件，惟 此 系統 除 雲 端 服 務 平 台、資料 庫 及 各 級地 方 政 府 土 地 使 用 分區 管 制 規 則 維 護 介 面外，其餘 仍 需 考 慮 不同 的 建 模 工 具環 境，至 少 應 包 括 國 內 常 見 之 Autodesk、Bentley、Graphisoft 等 旗 下 建 模 平台 。

以 中 長期 的 發 展 角 度 來 看。參 考 新加 坡 卅 年 為 期的 CORENET 計 畫，涵 蓋 層 面可 以 擴 及 建 築 物 生 命週 期，包 括「 建 築 許可 」、「 施 工 管 理 」、「 使 用 管 理 」 等 相 關 廣 義 之 建 築 管 理 行 政 所 有 建 築 法 規 檢 測 服 務 。 包 括 「 技 術 面 」 、「 法 規 面 」 、 「 策 略面 」 ， 整 個 研 發 工 程極 耗 人 力 物 力 與 財 力 。 若 需 要 嵌 入 GIS 的 系 統，基 礎 的 組 成要 件 類 似，但 在「 資 料 庫 」的 擴 充、 「 雲 端平 台 」的 容 許 記 憶 與 運 算 空 間 以 及「 檢 測 機 制 」的 建 立 需 要 大 量 擴 充 以 維 繫整 體 運 作 速 度 。 綜 合 以上 內 容 可 以 發 覺 ， 除此 之 外 BIM 的 相 關基 礎 設 施 亦 需 要 詳 為擴 充 與 連結 。 重 視 BIM 的應 用 時 ， 應 確 保 電 力供 應 充 足 、 網 路 流 量足 供 大 量 檔 案 傳輸 上 傳 與 下 載，資 料 庫 加 密 與防 駭 等 內 容。同 時 必須 注 意 當 電腦 繪 圖 成 本 因全 球 區 域 發 展 而 產 生落 差 時，建 立 機 密 檔案 於 境 外 繪 製 與 運 用本 國 預 審 網 路平 台 或 存 放 於 本 國 資料 庫 的 機 制 。 同 時 ，在 評 估 CGB 系 統 的發 展 時 ， 本 研 究 是 建築 管 理 機 關 的 角 度 為主 要 論 述 。 在 建 築 管 理 層 面 上 談 到 BIM 的 運 用 可 以 簡 單 分 為 下 列 層 面 （ Furneaux, Craig and Kivvits, Robbie (2008)） ： 先 期 設 計（Pre-Design） 、 設 計（ Design）、建造（Construct）、維 護（ Maintain）、裝 修 或 拆 除（Renovation / Decommissioning），在 先 期 設 計 的 內 容 不 太 會 進 入 本 研 究 儲 存 的 範 圍，設 計 成 品與 建 造 過 程 的 相 關 紀錄 較 可 能 成 為 本 研 究 的 BIM 維 護 管 理 平台 的 大 宗 應 用 範 圍 。

第二章 文獻回顧

第一節 BIM 儲存的研究

根據 Lieyun Ding and Xun Xu（ 2014） ， BIM 的 儲 存 一 定 是 個 雲 端 的儲 存 技 術，可 以 達 到 4 個 面 向的 管 理，保 全 與 許 可管 理（security and licensing management）、檔 案 管 理 （file management）、工 作 流 程 管 理（ work process management）以 及 協 調 管 理（ collaborative management）的 內 容 。 該 系 統 擴 展 了 時間 和 空 間 的 尺 度，提 高 參 與 程 度，並 減 少了 運 用 BIM 所 帶 來的 成 本 ， 有 利 於 把 BIM 提 升 至 更 佳的 建 築 與 工 程 管 理 層級 。

由 於 BIM 的 應 用 貫 穿 成 設計 與 構 造 施 工 的 生 命週 期 ， 需 要 大 量 承 包商 能 同 時 交 換 訊 息，傳 統 的 訊 息 交 換 已 經 不 能 想 像現 代 化 大 尺 度 構 造 體帶 來 的 資 訊 交 換 需 求 ， 為 了 提 高 這 些 訊 息 交 換 的 效 能 ， 1970 年 代 由 查 爾 斯 ． 伊 士 曼（ Charles Eastman）等人 開 發 出 BIM 的 概 念。根 據 美國 National Building Information Model Standard (NBIMS)定 義，「 一 個 BIM 模 型 是 個 將 設 施 的 實 體 與 功能 特 色 數 位 化 呈 現 的 方 式，可 作 為 知 識 分享 基 礎 持 續 不 斷 的 提供 決 策 的 依 據。BIM 的 一 個 前 提 在於 調 和 建 築 生 命 週 期中 的 多 方 業 者 利 益，支 援 及 反 應 各方 引 入 、 抽 出 、 更 新或 是 修 改 BIM 的 訊 息。 」 在 中 國 勘 查 設 計 協會 2012 年 11 月 舉 辦 的 BIM 生 命週 期 運 用 研 討 會 中， 已 經 開始 討 論 構 造 生 命 週 期 管 理 的 內 容 ， 解 析 雲端 儲 存 及 BIM 生命 週 期 管 理 的 大量 資 訊 問 題 ， 將 對於 BIM 未 來 運 用 提 供理 論 支 持 與 發 展 參 考。 BIM 有 利 於 工 程 建 設 領 域 的 項 目 有 下 列 幾 個 面 向 ： （1） 在 設 計階 段 ， BIM 提 供 三維 可 視 化 技 術 。 設 計人 員 可 以 顯 示 完 整 且 直 觀 的 構 建 視 覺 模 型 ， 實 現 了 專 業 間 的 協 同 設 計 ， 它 可 用 於 碰 撞 測試 ， 方 案 比 較 ， 耗 能 分 析 等 項 目 。 （2） 在 營 建階 段，4D 施 工 管 理（ 包 含時 間 分 析）允 許 製 作動 態 可 視 化 模 型 。 透 過 運 作 模 型 可 以 預 測 可 行 的 施 工 方 法 和 提 供 仿 真 的 施 工 過 程 ， 有 效 達 到 成 本 、 品 質 與 工 期 管 理 的 效 益 。 （3） 在 操 作階 段 ， BIM 可 用 於釐 清 大 廈 物 業 管 理 項目 ， 同 時 將 設 備 進 行 智 慧 化 管 理 。 維 護 管 理 廠 商 可 以 在 案 件 的 全 生 命 週 期 裡 ， 都 能 主 動或 應 用 自 動 化 工 程 進 行 維 護 管 理 工 作 。

另 一 方面，BIM 帶 來 了 新 的問 題 以 及 提 高 資 訊 管理 的 困 難。主 要 分 成下 列 5 項討 論 ： （ 1） 參 與 者 眾 多 ： 建 設 項 目 的 參 與 者 眾 多 ， 包 括 業 主 ， 勘 察 單 位 ， 設 計 單 位，設 計 機 構，建 設 單 位，監 造 單 位，政 府 部 門，營 造 包 商 以 及 工 地 管 理 廠 商。缺 乏一 個 共 同 的 數據 處 理 方 法 會 使 資 訊交 流 變 的 困 難。例 如，現 在 的 狀 況下 討 論 一 個 具 體 的 施 工 方 案 時， 施工 廠 商，監 造 和 營 造 包 工 要用 BIM 文 件 舉行 會 議 時，需 要 在 同 一 個 會 議 室 裡 用 同 一台 電 腦 進 行 討 論，無 法 進 行 遠 程 協作 討 論 。 （2）資 訊量 龐 大：在 施 工 階段 所 產 生 的 資 訊 量 相當 龐 大。 BIM 的 數 據 文 件 的大 小 可 以 輕 鬆 達 到 幾 十 個 或 上 百 個 GB（ Giga-bytes）。BIM 的 軟 體 與 電 腦 硬 體 能 夠 在 遠 端 進 行 操 作 是 至 關 重 要 的。移 動 工 作站 或 昂 貴 的 桌上 型 電 腦 通 常 都 是 必 須 的 。 當 無 法在 網 路 上 串 連 運 作 時 ， 每 個 BIM 用 戶 必須 配 備 高 性 能 電 腦 才 能 使 用。當 用 戶 需 要 開 啟 多 個 BIM 文 件，是 困 難 且 不 方便 的 。 在 澳 大 利 亞 的 研 究 裡 這 個 問 題 運 用 類 似 DMS（ 文 檔 管 理 系 統 ） 的 方 式 來 解 決。該 BIM 文件 在 服 務 器 上的 共 享，用 戶 可 以 依據 使 用 權 限 上 傳 和 下載 BIM 文 件 。 （ 3）初 期 投 資 大：由 於 初期 需 要 大 量 投 資，企 業 決 定引 入 BIM 時，主 管 將 會 非 常 謹 慎 ， 這 限 制 的 BIM 在 產 業 中 的 應用 。 在目 前 ， 主 要的 BIM 軟 體。通 常 每 一 套 都 是 以 前 一 般 繪 圖 軟 體 十 幾 倍 的 費 用。能 夠 提 供 特 殊需 求 的 二 級 開發 軟 體 更 貴。後 續 培 訓 費，服 務 費，軟 體 升 級 成本 可 能 每 套 都 高 達 數 百 美 元 。 （ 4） 全 生 命 週 期 應 用 ： 從 整 個 生 命 週 期 來 看 ， 建 設 信 息 包 括 多 樣 化 資 訊 包 含 可 行 性 研 究，決 策，設 計， 規 劃，供 應，執 行， 控 制，操 作 管 理 等 。 從 案 件 管 理 角 度 來 看，資 訊 化 建 設 涉 及 到 成 本 管理 資 訊、工 期 管 理 資 訊，品 質 管 理 資 訊，契 約 管 理 資 訊 等。從 單 件 個 案 角 度來 看，資 訊 化 建 設 的目 標 包 括，子 系 統，資 源，資 訊，活 動 和 組 織資 訊 等。BIM 會 是 一 種 有 效 彙整 資 訊 的 解 決方 案 。 但 是 ， 這 同 樣帶 來 了 如 何 有 效 的 閱讀 及 轉 換 資 訊 的 新 課題 。 （5）資 訊 安全：從 安 全 角度 來 看，目 前 是 BIM 專 以 數 位 化 及 可 視化 技 術 做 為 資 訊 整 合 管 理 開 發 的 技 術。需 要 在 多 樣 化 的 資 訊 參 與 者、不 同 部 門 和 不 同 案件 的 同 時 操 作 下 提 供許 可 授 權 與 防 火 牆。因 此，面 臨 的 主 要 挑戰 之 一

就 是 如何 在 安 全 條 件 下 ， 快速 ， 準 確 地 取 得 許 可 的 資 訊 進 行 實 質 的 工作 。 根據 Lieyun Ding and Xun Xu（2014）， 為 了 解決 上 述 問 題 ， 建 議 創建 一 個 使用 雲 端 儲 存 技 術的 BIM。雲 端 儲 存 是 雲 端計 算 的 延 伸，它 收 集，儲 存， 並 根 據業 務 流 程 的 數 據。雲 端 儲 存 是 基 礎，雲 端 計 算 系 統比 如 雲 端 計算 平 台 和 雲 端服 務 是 延 伸 的 部 分 。 將 雲 端 儲 存 變 成 為 一個 解 決 BIM 困 境 的方 案 。 （ 1） 可 擴 展 性 。 雲 端 儲 存 提 供 了 一 個 巨 大 的 資 源 池 。 資 源 的 使 用 具 有 不 同 的空 檔。動 態 儲 放 控 制可 顯 著 提 高 資 源 利 用效 率。在 高 負 載 時，資 源 被 動 態 地擴 展，而 在 低 負 載 時，過 量的 資 源 被 收 回，通 過規 模 擴 張 技 術 解 決 問 題 ， 特別 適 合 規 劃 設 計 單 位 。 這 些 單 元 的 結 果 和資 源 ， 特 別 是 BIM 資 訊 ， 具 有 可擴 展 性 ， 所 以 需 要 有 機 的 調 控 擴 張 ， 並 不 僅 是 一 個 簡 單 的 彙 整 。 （ 2） 便 利 。 雲 端 儲 存 使 得 跨 區 域 ， 跨 公 司 有 合 作 的 可 能 。 通 過 部 署 本 地 BIM 應 用 和 BIM 文 件 雲 端 儲存 系 統 中 ，參 與 者 可 以 不 受 時 空限 制 的 應 用，修 改 和 管理。客 戶 端 提 供 用 戶 的 反 饋 意 見 操 作 資 訊 到 雲 端 平 台，而 雲端 提 供 的形 式 反 饋 給 用 戶 操 作 界 面，因 此 用 戶 不 必下 載 模 型 修 改 並 上 傳。 （圖 2-1） 這 是 工 程 資 訊 革 命 管 理 系 統 ， 可 以 同 時 容 納 成 千 上 萬 的 案 件 。 （ 3） 協 作 。 雲 端 儲 存 系 統 保 證 參 與 者 之 間 的 同 時 協 同 工 作 。 無 論 是 在 設 計 階段 和 施 工 階 段 ， BIM 可以 成 倍 增 加 資 訊的 通 訊 效 率 。 BIM 雲 端儲 存 被 設 計成 提 供 了 可 能 的 “ 即 時 合 作 ” 系 統 。 （ 4） 低 成 本 。 雲 端 虛 擬 服 務 器 是 高 度 具 有 成 本 效 益 。 同 時 ， 雲 端 儲 存 也 可 以減 少 用 於 發 展 的 投 資，維 護 和 管 理 存 貨 上。更 多 的 雲 端 儲 存 用戶 同 時 運 用 雲端 平 台 時 將 可 降 低 建置 成 本 。 總 之 ， 雲 端 儲 存 的 可 擴 展 性 可 以 解 決 BIM 資訊 下 載 存 儲 問 題 。 企業 可 以 快 速 擴 展 系 統，無 需 購 買 昂 貴 的 伺 服 器，方 便 客 戶 端 和 跨 區 域，跨 公 司 各 廠 商 之 間 的 合 作 。 保 證 BIM 的 資 訊 共 享 安 全、 降低 BIM 系 統 建 設成 本 ，並 提 高 BIM 的 領 域 的 推 廣 和發 展 施 工 。 總 之 ， 雲端 儲 存 ， 先 進 的 電 腦技 術 ， 可 用 於構 建 BIM 雲 端 儲 存系 統 ， 以 解 決 實 際 問題 的 BIM。 該 動 機 發 展 BIM 雲 端 儲存 系 統 示 於 圖 2-2。

圖 2-1 雲 端 服 務 構 想 圖 資 料 來 源 ： Lieyun Ding and Xun Xu， 2014

根 據 「設 施 管 理 者 的 BIM 指 南」 第 2 章 指 出， BIM 大 部 分 的 功 能是 在 設 計 與施 工，要 納 入 與 使用 FM 是 一 個 複 雜 的 問題，並不 像 AEC 那 麼 簡 單 。 而 要 在 FM 使 用 BIM，沒 有一 般 所 謂 的「 最 佳 實 踐 」，使 用 任 何 軟 體 技 術 ， 包括 BIM 在 內 ， 在 FM 上 會 因為 機 構 的 使 命 與支 援 機 構 基 礎 設 施 的需 求 而 有 所 不同，大 多 數 設 施 機 構 所 需 要 的 資 訊 也 相 當多 樣 化。以 英 文 字 母縮 寫 代 表 的 企 業 數 據 系 統 -CAFM( 電 腦 輔 助 設 施 管 理 ) 、 CAD( 電 腦 輔 助 設 計 ) 、 IWMS(整 合 工 作 場 所 管 理 系 統 )、CMMS(電 腦 化 維 護 管 理 系 統 )、ERP(企 業 資 源 規 劃 )、 EAM(企 業 資 產 管 理 )， 再 加 上 單 獨 的 軟 體 應 用 程 式 如 試 算 表 等 ， 這 些 都是 目 前 用 來 支 援 設 施 管 理 所 需 得 的 各 種 資訊 。 在 FM 裡 使 用 BIM 的 優 點包 括 了 統 一 的 資 料 庫、有 效 支援 各 種 分 析（ 特 別 在 能源 及 永 續 經 營 ）、重 視 物 件 位 置 及 提 供 數 據、支 援 緊 急 應 變 保 全 等 。 雖 然 BIM 的 本 身 並 不 支 援設 施 管 理 ， 卻 可 能 被用 來 提 升 許 多 建 築 生命 週 期 的 需 求，其 中包 括「 有 效 開 發 工 程 的 BIM 樣 板 」、「 規 則 化 的 工 程 交 付 」、 「 空 間 管 理 」、「 視 覺 效 果 」、「 能 源 與 永 續 經 營 管 理 」、「 緊 急 狀況 管 理 /保 全 」 、 「 即 時 數 據 的 顯 示 」 。 對 於 BIM 在 FM 的 應 用 ， 該 書 認 為 需 要 整 合 多 樣的 企 業 數 據 系 統，包 括 現 有設 施 系 統、地 理 資 訊 系 統、建 築 自動 化 系 統，甚 至是 企 業 資 源 規 劃 系 統。同 時 BIM 系 統與 CAD 系 統 會 同 時存 在 一 段 時 間，需 要 開 發 BIM 的 部 署計 畫 與 機 構 的 標 準，作 為 成功 運 用 BIM 的 基礎。 但 是 考 量 現 有 環 境 的 繪 圖 應用 狀 況，我 國 在 實 際 思 考 整 體 管 理 方 向 時 ， 必 須 區 分 納 入 這 一個 BIM 維護 管 理 平 台 的 內 容 標準 以 及 相 對 應 的 2D 管 理 平 台 或 是非 BIM 的 平 台 ， 才能 打 造 一 個 靈 活 多 樣的 建 築 管 理 維 護 體 系。 在 BIM 的 資 訊 交 換 過 程 裡， 根 據「 設 施 管 理 者的 BIM 指 南 」第 2 章指 出 ， 可 運 用 的 內 容 大 致 上 為 設 計 繪 圖 階 段 常 用 的 工 業 基 礎 類 別 （ Industry Foundation Classes，IFC），屬 於 由 building SMART 聯 盟 開 發 的 無 關 廠 商 的 開 放 標 準 格 式 ； 適 合 施 工 階 段 的 施 工 操 作 建 築 資 訊 交 換 （ Construction Opearations Building information exchange， COBie） 是 由 美 國 陸 軍 工 程 兵 團 工 程 研 究 與 發 展 中 心 （ Engineering Research and Development Center ， ERDC） 贊 助 及 研 發 用 來 改 善 傳 輸 到 業 主 與 營 運 者 的 工 程 數 據 ， COBie 是 用 來 組 織 建 築 工 程 過 程 中 所 發 展 與 積 累 數 據 的 一 個架 構，用 來 交 付 給 負責 設 施 生 命 週 期 管 理 的 業 主 與 管 理 者 。 上 述 的 IFC 及 COBie 版 本 都 在 持 續開 發 更

新 ， COBie 最終 可 能 會 提 供一 個 數 據 結 構 ， 將 數據 從 BIM 應 用 程 式無 縫 轉 換 到 FM 數 據 系 統 （ IWMS、CAFM 或 CMMS 系 統） ， 但 目 前 COBie 仍 然 把 數 據組 織 成 兩 種 形 式（ 1）一 系 列 結 構 化 與 相 關連 的 試 算 表（ Excel）與（ 2） bSa 的 MVD(model view definitions)。 COBie 的 資 訊 是 在 工 程 的 不 同 階 段 ， 由 多 數的 參 與 者：建 築 師、工 程 師、施 工 規 劃 顧問、製 造 商，以 及 其他 人 來 編 纂 的。只有 某 些 典 型 COBie 所 交 付 的 所 需 數據 是 在 BIM 編 輯 程式 中 開 發。 許 多 BIM 的 軟 體 商 正 在 透過 提 供 支 援 數 據 開 發的 外 掛 開 發 應 用 程 式來 支 援 COBie 架 構 。其 中包 括 Bentley、 ArchiCAD、 Vectorworks 以 及 AutoDesk 的 Revit BIM 應 用 程 式 。

第二節 IFC 的應用

IFC 起 源 於 buildingSMART， 是 一 個 國 際 性 的 非 營 利 組 織 ， 主 要 的 目 標 是 訂 定 跨 平 台 協 同 作 業 國 際 標 準 及 分 享 建 築 資 訊 模 型 。 1994 年 共 12 家 美 國 軟體 公 司 聯 合 起 來 希 望 建 立 一 套 標 準 。 1995 年 10 月正 式 成立 IAI 組 織 (International Alliance for Interoperability)，並 逐 漸 將 他 們 的 理 想 推廣 到 全 世 界，目 前 在 全 世 界 已 擁有 13 個分 會、22 個 會 員國；IAI 在 2006 年 改 稱 為 buildingSMART。IFC 為 一項 開 放 式 資 訊 交 換標 準，目 的 在 使 整 個建 築 物 生 命 周期 所 有 資 訊 能 夠 整 合 在 一 個 BIM 之 中 ，讓 生 命 周 期 中 所 有 軟體 能 夠 共 享 及資 訊 交 換 。

目 前 ISO 組 織(International Organization for Standardization)已 經 將 IFC 納 入 AEC/FM 領 域 中 的 資 料 統 一 標 準 ， IFC 格 式 不 僅 包 括 實 體 的 建 築 元 素，例 如牆、樑 和 柱 等，也 包括 了 抽 象 的 概 念，如 計 畫、空 間、組 織 及造 價 等 。 IFC 運用 BIM 概 念 實現 建 築 生 命 週 期 資 訊共 用 的 基 礎 ， 此 一 標準 為 解 決 資 訊 交 換 與 共 用 問 題 的 途 徑，基 於 此 統 一 標 準，資 料 即可 以 在 不 同的 系 統 之 間 使 用 此 共 同 語 言 相 互 流 通 和 轉 換 (buildingSMART, 2009)。 IFC 的 整 體 分 為 四 個 層 次，每 個 層 次 又 包 含 數 個 模 組，但 一 般 的 開 發 應 用 人 員 無 需 了 解 IFC 標 準 內 容 的 全 部 ， 在 清 楚 整 體 框 架 與 核 心 結 構 的 情 形 下，僅 需 了 解 對 應 的 部 分 即 可，例 如 想 了 解 幾 何資 訊，便 可 在 資 源 層 的 幾 何 模 組 中 查 找。IFC 其 最 大 優點 為 互 操 作 性 (Interoperability)，也 就 是 可在 不 同 系 統 平台 間 分 享 及 流 通 資 訊。IFC 提 供 非 常 詳 細的 結 構 元 件 來 描 述 三維 建 築 物 。 根 據 本 所 102 年 委 託 研 究案 「 BIM 導 入 建 築管 理 行 政 作 業 法 規 調查 研 究 」 中 建 築 管 理 作 業 特 色 相 關 之 BIM 應 用 ， 2011 年 與 2012 年 成 功大 學 馮 重 偉 教授 指 導 幾 篇 以 BIM 為 基 礎 之 建 設 計 審查 系 統 為 主 題 的 研 究， 研 究 生 王 政 揚發 表 之「 以 BIM 為 基 礎 建 構 建 築 設 計 審查 輔 助 系 統 之 適 用 分析 」研 究，旨 在 改善 建 築 施 工 時 抵 觸 法 定 或 規 範、設 計 內 容衝 突、無 法 施 工、變更 設 計 …等 錯 誤 缺 失，希 望 能 發 展 一 可行 的 建 築 設 計 審 查 模 式，以 期 落 實 建 築 設 計 之 品 質 檢 核 並 提 升 建 築 審 查 之 效率 。 在 作 法 上 ， 透 過 系 統 化 的 解 析 程 序 ， 建立 符 合 審 查 作 業 程 序 之 標 準 資 料 屬 性 架 構 ， 再 以 此 標 準 資 料 屬 性 架

構 ， 作為 後 續 開 發 建 築 設 計審 查 模 式 之 基 礎 ； 進一 步 則 在 現 有 IFC/BIM 的 基 礎 上 ，將 現 有 IFC 標 準 資料 格 式 延 伸 ，透 過 建物 圖 形 元 件 充 分 描 述建 築 審 查 所 需 資 訊 內 容，以 作 為 後 續 建 築 審 查 資 訊 之 可靠來 源；最 後 再 以 案 例 驗 證 之 模 式 與 所 提 出 之 審 查流 程的 可 行 性 。 圖 2-4 BIM 為 基 礎 建 築 設計 審 查 輔 助 系 統 審 查流 程 資 料 來 源：王 政 揚，2011，以 BIM 為 基 礎 建 構 建 築 設 計 審 查 輔 助 系 統 之 適 用 分 析，成 功 大 學 碩 士 論 文 ； 本 所 102 年 「 BIM 導 入 建 築 管 理 行 政 作 業 法 規 調 查 研 究 」

該 研 究在 IFC（ Industry Foundation Classes） 標 準資料 格 式 的 架 構 下， 進 一 步透 過 系 統 化 的 解 析 程序，分析 專 案 於 規 劃設 計 階 段 與 設 計 審 查階 段 之 資 訊 處理 流 程 及 資 訊 需 求，結 合 分 析自 建 築 法 規取 得 之 參 數 資 料，延 伸 現 有 IFC 標 準 資料 格 式，擴 充 建 物 圖 形 元 件 在 建 築 設 計 審 查 所 需 之 資 訊 內 容 與 知 識，再 依 建 築元 件 庫 之 概 念，藉 由階 層 面 向（ Containment Hierarchy）中「 尺 度 階 層架 構 」 將 設 計 審 查 資 訊 轉 換 成為 BIM model 中 的構 件 屬 性 資訊 。 圖 2-5 建築 技 術 規 則 於 BIM 專 案 中尺度 階 層 架構 資 料 來 源 ： 王 政 揚 ， 2011， 以 BIM 為 基 礎 建 構 建 築 設 計 審 查 輔 助 系 統 之 適 用 分 析 ， 成 功 大 學 碩 士 論 文 ； 本 所 102 年 「 BIM 導 入 建 築 管 理 行 政 作 業 法 規 調 查 研 究 」

在 各 項運 用 階 段 裡，目 前 大 部 分 已 經 導 入 BIM 的 國 家進 行 到 上 圖 Level1 的 3D 部 分 ， 相 互 交 換 IFC （ Industry Foundation Classes ） 檔 案 或 IDM(Information Delivery Manual)檔 案 ， 以 因 應 一 個 案 子 在 處 理 不 同 的 工 程 時 ， 需要 使 用 數 套 不 同 的 軟 體 同 時 協 調 運 作 的 狀況 。

圖 2-6 BIM 運 用 的 各 種 階段 以 及 對 未 來 的 預 期

資 料 來 源 ： Investors Report Building Information Modelling (BIM)Source: Bew and Richards, 2008； 本 所 102 年 「 BIM 系 統 在 建 築 基 地 外 的 都 市 法 規 運 用 與 限 制 初 探 」

第三節 GIS 的應用

以近 20 多 年來 電 腦 繪 圖 的使 用 狀 況 來 看，CAD 及 其 相 關 程式 製 造 出來 的 圖 檔，列 印 成 描 圖 紙 或 製 作 成 藍 曬 圖 後，成 為 建 築 執 照 核 定 的 圖 說 基 準 ， 包 含 建 築 、 室 設 、 土 木 等 圖 說 ， 皆 以 CAD 程 式為 主 要 運 用 軟 體 類 型。 檢 視 現 有的 BIM 軟 體，如 Bentley 等 皆 具 備 整合 GIS 圖 像 的 能 力，同 樣 的 在 BIM 程 式 以外 還 有 如 project wise 這 樣 的管 理 系 統 平台 ， 來 支 援 與 維 護 現有 的 各 階 段 、各 工 程 的 建 築 母 圖 與 衍 生 的 細 項 工 程 子 圖。

根 據 內政 部 國 土 資 訊 系 統 通 訊 2010 年 3 月 的第 23 期「3D GIS的 應 用新 趨 勢：BIM(Building Information Model)」2

地 方 政府 或 營 建 單 位 進 行 新 的 公 共 建 設 評 估 時，可 在 數位 城 市 裡 直 接加 上 該 棟建 築 物，模 擬 該 棟 建 築 物 完 工 後 對 週 遭 環境 的 影 響；或 者，當 電 力 公 司 在 施工 變 更 管 線 前 先 在 數位 城 市 上 變 更 設 計，即 可 馬 上 模 擬 出 變 更管 線 後 配 置；又 或 者，消 防 單 位 可 依 據 建 物 週 邊 環 境、道 路 條 件、內 部 配 置、消 防 設 備 配置 情 況 模 擬 演 練 各 種救 災 情 境，並 可 在 救災 當 下 依 實 際 情 況 調整 救 災 資 源 的調 度 等 應 用 。 一 文，CAD/BIM/GIS的 互 動模 式 （ CGB）節 錄如 下：「 若 將 城 市進 行 數 位 化，透 過 城市 數 位 化 的 過 程留 存 整 個 城 市 所 有 建 物 資 訊 (如 室 內 格 局 、 各 種 管 線 及 設 施 配 置 與 材 質 、 施 工 歷 程 資 訊 等)、地 理 環 境 的 資 訊 (如 道 路、地 形、週 邊 環 境)及 基 礎 建 設 (如 地下 水 管、污 水、天 然 氣、電 力 及電 信 系 統 )，只 需 要點 選 該 棟 建 築 物 或 公 共 設 施 ， 即 可 查看 所 有 跟 該 棟 建 築 物 或 公 共 設 施 的 資 料，此 外，還 可 以 數 位 化 過 程 中 所 取 得的 各 種 資 料 為 基 礎，交 互 操 作 各 種 資 料 進行 分 析 與 模 擬，提 供 各 級 政 府 機 關在 進 行 都 市 更 新、公 共 設 施 選 址 評 估、救 災 或 施工 等 決 策 的 參考 依 據。 上 述 建 築 物 或 公 共 設 施 的 各種 資 料 來 源 需 仰 賴 AEC 領域 的 建 築 師 、設 計 師、採 購 人 員、施 工 人 員等 專 業 人 員 依 其 所 負責 的 工 作 項 目 建 立 自有 專 業 之 資 訊，如 工 程圖、 採 購 細目 等， 傳 統 做 法 是 以電 腦 輔 助 繪 圖 (CAD)記錄 建 物 的 幾何 形 狀、空 間 關 係、地 理 資 訊 等 圖 形 化 資訊，其 他 如 工 作 進 度、外 在 環 境 條件、材 質、費 用 等 非 圖 形 化 的 資 訊 則 另 以其 他 資 訊 系 統 處 理。BIM 的 出 現 不僅 可 整 合 上 述 建 築 物的 圖 形 化 及 非 圖 形 化資 料，提 供 虛 擬 實 境 模 型 ， 8 _{國 土 資 訊 系 統 通 訊 第 2 3 期 ， h t t p : / / n g i s . m o i . g o v . t w / l a n _ c h /}

並 納 入 流 程 的 觀 念，降 低 規 劃、設 計、施 工、營 運 各階 段 移 轉 建 物 工程 計 畫 的 資 訊遺 漏 問 題 。

簡 言 之， CAD 是 用 以 繪 製建 物 、 BIM 是 用 來整 合 及 管 理 建 物 本 身所 有 歷 程 資 訊 、 GIS 則 是 整 合 及 管 理 建 物 外 在 環 境 資 訊 ， OGC 在 2006 年 執 行 OWS-4 時 發 展 出 CGB 架 構，用 以 整 合 AEC 領 域 的 微 觀 資 料 (CAD/BIM 資 料 ) 與 GIS 領 域 的 巨 觀 資 料 進 行交 換 與 交 互 操 作，滿 足 查詢 與 分 析 巨 觀 與微 觀 地 理 空 間 資 訊 的 功 能，進 一 步實 現 城 市 數 位 化 的 各 種 需 求 與 應 用。」較 為 完 整 說 明 在 CAD/BIM/GIS 之間 的 互 動 關係 ， 也 說 明一 旦 建 置 在 立 體 的 電腦 資 訊 裡 ， 不同 系 統 與 個 體 的 串 連 是 股 強 大 的 力 量 。

現 有 建 構 CAD/BIM/GIS 的 互 動 內 容 裡 ， 通 常 會 放 置 在 City GML (Geography Markup Language)的 平 台 內 進 行。這 個 平 台 涉 及 的 內 容 較 接 近 地 理 資 訊 系 統，可 以【 平 台 中 的 城 市 】來 代 表 這 個平 台 想 要 表 達 與 應 用 的 主 要 方 向 ， 如 下 圖 2-7 所 示 。

圖 2-7 CAD/BIM/GIS(CGB)的 建 築 模 式 與 構 件

資 料 來 源 ： OGC Web Services Architecture for CAD GIS and BIM； 本 所 102 年 「 BIM 系 統 在 建 築 基 地 外 的 都 市 法 規 運 用 與 限 制 初 探 」

以 都 市管 理 的 角 度 來 看，建 築 基 地 外 屬 於 都 市 空間 的 法 規 與 建 築 設 施配 合 的 狀況 ， 需 要 同 時 在 BIM 與 GIS 的 控 制 內 容裡 建 立 與 檢 視 ， 也 導致 未 來 BIM 操 作 應 用 上，不 只 是 CAD 系 統 的 繪 圖 作 業 延 伸 3D 化，而 是 必 須 和 GIS 系 統 的定 位 與 連 結 做 更 深 入 的 串 接。BIM 創 造 出多 功 能 的 繪 圖 環 境 的 同 時 ， 也 不 再只 是 定 位 成 單 純 的 繪 圖 系 統。更 像 是 一 套 管 理 系 統，由 規 劃、設 計 、 構 件 等 實 體 內 容 一 路 管 理 到預 算、流 程、應 用 與 維 護 管 理 及 救 災，能 夠 更 全 面 的 掌握 都 市 與 建 築 之 間 串 連 的 脈 動，足 以 使 都 市 規 劃 的 單 位 有 效 掌握 大 型 建 築 量體 的 運 用 狀 況 。 表 2-1 臺 北市 政 府 都 市 發展 局 地 形 圖 數 值 圖 檔供 應 系 統 圖 檔 清 單 -以 TWD97 為例 年 份 測 製 /修 測 時 間 比 例 尺 格 式 圖 幅 數 備 註 數 值 地 形 圖 101 年 版 99 年 至 101 年 1/1000 DGN DXF MIF SHP KML 687 (TWD97 1/1000 圖 示 規 格 表 ) (TWD97 1/1000 讀 圖 手 冊 ) (TWD97 1/1000 基 本 地 形 資 料 分 類 編碼 說 明 ) 99 年 至 101 年 1/5000 DGN DXF 29 地 物 描述 較 比 例尺 1/1000 粗 略 (TWD97 1/5000 圖 示 規 格 表 ) (TWD97 1/5000 讀 圖 手 冊 ) (TWD97 1/5000 基 本 地 形 資 料 分 類 編碼 說 明 ) 99 年 至 101 年 1/25000 DGN DXF 1 地 物 描述 較 比 例 尺 1/5000 粗 略 (TWD97 1/25000 圖 示 規 格 表 ) (TWD97 1/25000 基 本 地 形 資 料 分 類 編碼 說 明 ) 資 料 來 源 ： 臺 北 市 政 府 都 市 發 展 局 地 形 圖 數 值 圖 檔 供 應 系 統 網 站 http://www.map.udd.taipei.gov.tw/， 本 研 究 節 錄 最 新 版 圖 檔 TWD97 清 單 為 例 。 ； 本 所 102 年 「 BIM 系 統 在 建 築 基 地 外 的 都 市 法 規 運 用 與 限 制 初 探 」

在 都 市土 地 條 件 上，以 臺 北市 為 例，因 應 案 件 在規 劃、座落 等 條 件 差異， 在 建 造執 照 的 審 查 表 裡 運 用「 土 地 使 用 管 制 」項 目 作 為 管 制 的 檢 核。對 於 這 些 項 目與 建 造 執 照 有 關 的 項目 藉 由 分 析 臺 北 市 建築 管 理 處 提 供 的 內 容，可以 得 到 下列 的 資 料 。 表 2-2 建 造執 照 及 雜 項 執照 規 定 項 目 審 查 表 查 核 項 目 查 核 類 型 書 件 1.建 造 執 照 或 雜 項 執 照 申 請 書 是 否 備 齊 2.規 定 項 目 審 查 表 份 是 否 備 齊 3.現 地 彩 色 照 片 （ 變 更 設 計 免 附 ） 是 否 備 齊 4.起 造 人 委 託 建 築 師 之 委 託 書 是 否 備 齊 土 地 權 利 證 明 文 件 5.土 地 使 用 權 同 意 書 確 認 權 利 關 係 6.使 用 共 同 壁 協 定 書 確 認 權 利 關 係 7.土 地 登 記 (簿 )謄 本 或 土 地 所 有 權 狀 影 本（ 載 明 與 正 本 相 符 ） 份 確 認 權 利 關 係 8.地 籍 圖 謄 本 或 土 地 所 有 權 狀 影 本 （ 載 明 與 正 本 相 符 ） 份 確 認 權 利 關 係 9 .地 上 物 拆 除 同 意 書 份 確 認 權 利 關 係 10.建 物 所 有 權 狀 或 其 他 產 權 證 明 文 件 影 本（ 載 明 與 正 本 相 符 ） 份 確 認 權 利 關 係 圖 說 11.地 基 調 查 報 告 確 認 地 質 狀 況 12.建 築 法 第 三 十 二 條 規 定 之 建 築 物 工 程 圖 樣 及 說 明 書 是 否 備 齊 13.建 築 線 指 定 年 月 日 字 第 號 是 否 取 得 核 准 審 查 項 目 檢 查 類 型 土 地 使 用 管 制 14.農 業 區 內 申 請 建 築 時 其 申 請 人 身 分 符 合 規 定 查 詢 登 記 記 錄 15.非 都 市 土 地 申 請 建 築 時 其 申 請 人 身 分、土 地 編 定 及 地 目 符 合 規 定 查 詢 地 籍 登 載 16.套 繪 圖 查 核 結 果 基 地 無 違 反 規 定 重 複 建 築 使 用 面 積 套 繪 確 認 17.基 地 符 合 畸 零 地 使 用 規 則 之 規 定 面 積 及 例 外 規 定 18.基 地 符 合 禁 限 建 規 定 查 詢 地 籍 登 載 19.區 域 計 畫 及 都 市 計 畫 之 指 導 或 特 別 規 定 土 地 特 殊 要 求 20.建 築 物 用 途 查 詢 使 用 分 區 註 ： 節 錄 自 臺 北 市 建 築 管 理 工 程 處 網 站 ， 本 研 究整 理 參 考 本所 102 年 「 BIM 系 統 在建 築 基 地 外 的 都 市法 規 運 用 與 限 制 初 探」 所 得 關係 圖 （ 如 下 圖 ） ， 並於 圖 中 示 意 BIM 於 建 築 工 程 中 的 運 用 範圍 以 及 與 都 市設 施 銜 接 點，共 同 管線 包 含 消 防、救 災、避 難等 內 容；各 項 審議 包 含

都 市 計畫 變 更、都 市 更 新、都 市 設 計 等；下 水 道包 含 雨 水、污 水 下 水道；道 路 巷 道包 含 現 有 巷 道、建 築 線 等 內 容；土 地 使 用管 制 包 含 都 市 計 畫 一致 性 或 針 對 該地 區 特 殊 規 定 ， 整 合繁 複 的 基 地 條 件 與 環境 。 在 BIM 應 用 的建 築 物 使 用 期裡，這 些 項 目 同 樣 是 設 施 管 理（ FM，Facility Management）所 必 須面 對 的 應用 狀 況 。 圖 2-8 BIM 與 GIS 主 要 運用 範 圍 資 料 來 源：本 所 102 年「 BIM 系 統 在 建 築 基 地 外 的 都 市 法 規 運 用 與 限 制 初 探 」，本 研 究 整 理

以 臺 北市 地 理 資 訊 系 統（ GIS）的 建 置 為 例，臺 北 市 政 府於 86 年 以 任務 編 組 方式 成 立「 地 理 資 訊 推 動 小 組 」，負 責 綜 合規 劃 地 理 資 訊 系 統 及協 調 支 援 各 單位 發 展 地 理 資 訊 系 統 等 相 關 事 項 。 自 93 年 起 地理 資 訊 推 動 小組 第 十 次 會 議決 議，由 資 訊 局、工 務 局、地政 局 及 都 市發 展 局 四 個 核 心 單 位，視 需 要 協 助相 關 單 位 進 行 問 題 溝通 與 協 調 。 以 臺 北市 政 府 資 訊 局 執 行 的 「 智 慧 城 市 3D 臺 北」 為 例， 開 始 建 立 大量 供 民 眾易 於 親 近的 GIS 立 體 圖 資 ，貼 近 普 羅 大 眾直 觀 的 應 用 概 念 。 圖 2-9 臺 北市 政 府 資 訊 局執 行 的 「 智 慧 城市 3D 臺 北 」 立體 圖 資 （1） 資 料 來 源 ： http://adm3d.taipei.gov.tw/， 本 研 究 節 錄

圖 2-10 臺 北 市 政 府 資 訊 局執 行 的 「智慧 城市 3D 臺 北」 立體 圖 資（ 2）

臺 北 市 政 府 於 100-103 年 就 GIS 項 目 執 行 地 理 資訊 資 料 倉 儲 系 統 、 臺 北 市 門牌 整 合 系 統 、 臺 北 市 3D 航測 數 值 地 形 圖重 製 工 作 案 、 臺 北 市航 測 正 射 影 像圖 製 作 及 數 值 地 形 圖 更 新 工 作、公 共 工 程 圖 形 資 訊 管 理 系 統、竣 工 圖 影 像 資料 查 詢 作 業 平 台 建 置 作 業、禁 限 建 建 照 會審 及 建 物 巡 查 系 統與 GIS 整 合、自 來 水 管 線 圖 資 整 合 管理 平 台 建 置 落 後、污 水 下 水 道 業 務 管 理 系統、GIS 軟 體 統 一 授 權、臺 北 市 不 動 產 GIS 服 務、推 動 臺北 市 建 物 測 量 成 果 圖 數 化 作 業、 建 置 臺 北 市 共 用 性 3D GIS 圖 臺、智 慧 城市 3D 臺 北 系 統 主 題 擴 充、 淡 水 河 系 統 環 境 資 料 蒐 集 與 三 維 資 訊 展 示 系 統 、 臺 北市 著 名 宗 教 場 所 3D 建 模 及 720 度 VR 建 置 、 推 展 地 理資 訊 標 準 制 度 審 查 機 制 以 及 推 動 地 理 資 訊系 統 教 育 訓 練 及 交 流 可 以 看出 臺 北 市 政 府 已 經 積 極 將 都 市 資 料 建入 GIS 系 統 ， 目 前 在 進 行 103 年 度「 臺 北 市 都 市 開 發 審 議 暨 建 築 執 照 審 查 BIM 應 用 發 展 計 畫 」目 標 中 亦 包 含 與 GIS 結 合 的 環 節 。簡 單 的 說 ， 討 論到 GIS 與 BIM 的 合 作 關係 可 以 由 下 圖 （ 圖 2-22） 表 示 。

圖 2-11 建 築 物 生 命 週期 BIM 資 訊 服 務 架 構

綜 合 上述 小 節，可 以 看 出 BIM 與 GIS 在 CGB 系 統 裡，具 有 部 分 互 動 ， 但 是 在臺 北 市 政 府 於 100-103 年 就 GIS 項 目 執行 內 容 中，可 以 大 概分 析 出 在 「 臺 北市 3D 航 測數 值 地 形圖 重 製 工 作 案 」、「 臺 北 市 航測 正 射 影 像圖 製 作 及 數 值地 形 圖 更 新 工 作 」 、 「 禁 限 建 建 照 會 審 及建 物 巡 查 系 統 與 GIS 整 合」 三 案 中已 經 對 於 BIM 的嵌 入 互 動 作 出 正 面 積極 的 處 理 。 更 對 於 先前 已 完 成 的 建 築 物 進 行 GIS 應 用 的 開 發 ， 如 「 竣 工 圖 影 像 資 料 查 詢 作 業 平 台 建 置 作 業」、「 臺 北 市不 動 產 GIS 服 務 」、「推 動 臺 北 市建 物 測 量 成 果 圖 數 化作 業 」。 3D GIS 的 發 展 與 BIM 系 統 的 都 市 化 應 用 息 息 相 關 ， 甚 至 在 某 些 情 形 下，如 都 市 設 計 審 議、建 築 量 體 設 計、外 觀 色 彩選 擇、建 築 物 裡 環 境設 計 等 ， 3D GIS 與 BIM 的 應 用 並 無 太 大 差 異 ， 甚 至 可 以 讓 設 計 者 自 由 選 擇 ， 二 者 擇 一，進 行 繪 製 與 分 析 作 業，從 而 調 整 設 計，符 合 想 表 現的 內 容 與 需 要順 從 的 都 市 紋裡 。

在 許 文國 等（ 2011）於「GIS 與 BIM 之 整 合 應 用」研 究 中，嘗 試 以 PilotGaea Express 做 為 整 合 BIM 與 GIS 兩 大 系 統 的 3D GIS 平 台 ， 該 研 究 嘗 試 了 兩 種 方 法，其 一 將 模 型 以 Autodesk Revit Architecture 匯 出 IFC 標 準 後再 匯 入 Google SketchUp。三 維 模 型 匯 入 後 呈 現 貼 面 材 質 消 失 以 及 多 處 結 構 組 件 產 生 錯 置 情形。然 而 若 以 Architecture 匯 出 DWG 格 式 後 再匯 入 SketchUp，雖然 貼 面 材 質 仍 無 法 轉 換 ， 但 結 構 組 件 錯 置 情 形 大 幅 減 少 並 可 縮 短 8 倍 的 資 料 轉 換 時 間 時 間 。

該 研 究進 行 IFC 轉 換 時 ，由 於 IFC 具 有 互 為操 作 性 ， 可 以 在 不 同系 統 平 台 間 做 資 訊 的 分 享 與 流 通，故 該 研 究 利 用 Autodesk Revit Architecture 2011 建 立 LOD4 標 準 以 上 之 模型 ， 其 模 型 建 置 完 成後 匯 出 至 IFC 標 準 格 式 ，且 為 了 便 於 三 維 模 型 的 修 改、瀏 覽，以及 與 其 他 模型 進 行 整 合，因 此 再由 IFC 格 式 之 三 維 模 型 匯 入 至 Google SketchUp 內，然 而 SketchUp 軟 體 未 支援 IFC 格 式 之 檔 案 直 接 匯 入 ， 故 該 研 究 藉 由 Secom 研 發 部 提 供 之 IFC2SKP 0.86 Beta 的 SketchUp 外 掛 程 式 來 進 行 匯 入 動 作 。

研 究 的 結 果 亦 分 成 3 部分 來 表 達 ， 其 中 包 括 運 用 IFC 標 準 轉 換 、運 用 DWG 格 式 轉 換 以 及 轉 換 成 3D GIS 整合 。 分 述 如 下 ：

Autodesk Revit Architecture 建 置 之 三 維 模 型 ， 可 由 軟 體 內 建 IFC 匯出 功 能 自 由 匯 出 IFC 2x3 標 準，並嘗 試 將 IFC 標 準模 型 檔 藉由 IFC2SKP 外 掛 程 式 匯入 至 Google SketchUp 中， 其 匯 入 時 間 大約 需 40 分 鐘 。圖 5.1 為實 際 匯 入 SketchUp 後 的 顯 示結 果 ， 與 原 始 模 型 差異 較 大 的 部 分 則 以 紅點 數 字 做 為 標示 ， 並 對 於 不 同 的 差異 詳 述 如 下 ： 標 示1： 部 分結 構 或 組 件 位置 錯 置 不 正 確 。 標 示2： 可 能因 轉 換 過 程 中有 錯 誤 的 發 生 而 產 生多 餘 的 組 件 。 標 示3： 原 “凹 ”形 構 造 的 樓頂 ， 可 能 因 錯 置 的 組件 填 補 了 部 分 的 開 放缺 口 ， 造 成 系 統 辨 識 錯 誤 而 自 動 填滿 缺 口 。 標 示4： 圓 柱結 構 的 圓 柱 形曲 面 ， 在 轉 換 後 系 統自 動 將 平 滑 曲 面 分 割成 多 個 多 邊 型 。 標 示5：模 型 外 牆的 磁 磚 貼面 材 質，已 由 IFC2SKP 程 式 匯 入 時 的 圖層 類 別 顏 色 標 示 選 單 中 的 顏 色 所 替 代。 標 示 6： 原 本大 面 積 觀 景 窗玻 璃 及 窗 戶 玻 璃 的 透明 材 質 ， 已 被 不 具 透明 度 的 單 一 顏 色 材 質 所 取 代 。

圖 2-12 IFC檔 案 匯 入 至Sketch Up呈 現結 果（ 資 料 來 源 ： 許 文 國 等 ， 2011）

（ 2） DWG格 式 轉 換

SketchUp， 此 方 式 如 以 本 文 為 例 ， 由 IFC2SKP 程 式 將 檔 案 匯 入 之 過 程 需 花 費 約 40 分 鐘， 而 模 型 本 身仍 然 需 要 再 做 適 當 的修 改 與 材 質 貼 面 ， 才能 作 為 後 續 更 多 的 延 伸 與 應 用。因 此 本 文嘗 試 直 接 由 Revit Architecture 匯 出 DWG 檔 案 後再 匯 入 SketchUp，由於 SketchUp 直 接 支援 DWG 檔 的 匯 入，因此 匯 入 的 時 間 也 大 幅 縮 短 為 5 分 鐘 。 雖 然 模 型 的 貼 面 材 質 同 樣 未 能 順 利 匯 入 ， 但 模 型的 整 體 結 構 仍 然 保 持相 當 的 完 好，也 未 有組 件 發 生 錯 置 的 情 形，圓 柱 體 也 沒 有 被 分 割 的 現 象 產 生 ， 相 較 於 以 IFC 標 準 作 為 中 繼 檔 轉 換 的 模 式 而 言，以 DWG 格 式 直 接 進 行匯 出 及 匯 入 的 方 式，不僅 在 時 間 上 可 以 更快 速 並 且 也 大幅 減 少 模 型 結 構 在 轉換 時 產 生 錯 誤，而 且 不 需 額 外 刪 除 錯 誤 的材 質 色 彩 ， 後續 只 要 直 接 新 增 材 質貼 面 就 可 作 為 LOD4 以 上 模 型 的 應 用。 圖 2-13 DWG格式 匯 入 至Sketch Up呈 現結 果（ 資 料 來 源 ： 許 文 國 等 ， 2011）

（ 3） 3D GIS 整 合 前 述 所介 紹 之 PilotGaea Express 雖 然 支 援 多 種三 維 格 式 如：skp、x 及 3ds， 但 對 於 skp 與 3ds 格 式 的 匯 入 仍 有 較 多 的 相 容 性 限 制 ， 因 此 若 無 法 順 利 匯 入 時 可 嘗 試 轉 換 成 其 他 支 援 格 式 再 匯 入 。 為 增 加在 3D 模 式時 的 瀏 覽狀 態 速 度 及 效 能，系 統 會 自 動判 斷 將 視 角較 近 的 物件 及 資 訊 以 較 高 的 解析 度 呈 現，相 反 地，若 距 離 視線 較 遠 的 資訊 則 會 以 較 低的 解 析 度 呈 現 來 增 加運 算 效 能，雖 然 此 方式 有 助 於 瀏 覽 時 的 流 暢 性 ， 但 若 要觀 看 模 型 物 件 各 個 細部 資 訊，則 需 要 不 斷的 調 整 視 角 才 能 得 到較 好 的 細 部 資訊 。 當 三 維 模 型 成 功定 位 後 ， 即 可 使 用 PilotGaea Express 內 建工 具 進 行 簡單 的 測 量 分 析 功 能 。

圖2-14 PilotGaea Express 3D GIS 可 進 行 測 量 分析 及 模 擬 等 功 能

（ 資 料 來 源 ： 許 文 國 等 ， 2011）

然 而 ， 藉 由 該 研 究 的 成 果 可 以 得 知 ， 在 GIS 與 BIM 的 交 流 使 用 上 ，上 述 研 究使 用 的 IFC 版 本 為 IFC2x3，尚 未 能 充分 保 障 交 換 的 數 據 的完 整 性 。

目 前 最新 的 IFC 版 本 已在 2013 年 3 月 出 版到 IFC4，其 中 說 明 到 新 功能 時 提 及「 增 加 許 多 新 的 BIM 工 作 流程 - 包 括 4D 和 5D 模 型 的 交 換，物 品 元件 庫， BIM 為 GIS 互 操 作 性，增 強 了 熱 模 擬 和 可 持 續 性 評 估（ enables numerous new BIM workflows – including 4D and 5D model exchanges, manufacturer, product libraries, BIM to GIS interoperability, enhanced thermal simulations and sustainability assessments）」（ buildingSMART International,2013），目 前 尚 缺乏 IFC4 在 GIS 裡 的 應用 狀 況 ， 無 法 確 認 IFC4 能 夠 將 BIM 與 GIS 之 間 的 交換 強 化 到 怎 樣 的 地 步 。

在 3D 的 架 構下 尚 有 一 種 不同 應 用 ， 如 同 BIM 是 Building Information Modoeling 的 簡 稱，CityGML 城 市 地 理 描 述 語 言 是 屬 於 作 為 通 用 的 語 義 資 訊 模 型 表 示 能 在 不 同 的 3D 都 市 與 地 域 應 用 程 式 之 間 共 享 資 訊 的 應 用 程 式 （ common semantic information model representing different 3D urban and geographical objects that can be shared among different applications (Mohamed El-Mekawy,2010； Gröger et al., 2007)） 。

根 據 江渾 欽 等 （ 2010） 研 究指 出 ，CityGML 由 德 國 北 萊茵 -威 斯 特法 倫 邦 州 地理 資 料 基 礎 建 設 (Geodata Infrastructure North Rhine-Westphalia， GDI NRW)之 3D 特 別 小 組 (Special Interest Group 3D，簡 稱 SIG 3D)成 員 自 2002 年 開 始發 展 ， 其 發 展 的 目 的 如 下 ： 1.建 立 三 維 城 市 模 型 各 物 件 實 體 (entity)其 基 本 圖 徵 類 別、屬 性 與 關 聯 特 性 的 共通 描 述 架 構 。 2.以 符 合 成 本 效 益 的 方 式 永 續 保 存 三 維 城 市 模 型，並 允 許 相 同 的 資 料 模 型 於 不同 應 用 領 域 中 重 複 使用 。 CityGML 是 以 GML3 為 基 礎 之 三 維 城 市 模 型 儲 存 及 交 換 格 式 ， 利 用 GML 幾 何 模 型 的 抽 象 概 念 實 際 描 述 一 個 具 互 操 作 性 、 多 功 能 、 多 尺 度 及 統 一 語 意 (semantic)的 三 維 城市 模 型。CityGML 已 於 2008 年 8 月 正 式 成為 OGC 的 實 作規 範 之 一 ， 目 前 OGC 在 2012 年 4 月 24 日 已 公佈 CityGML 2.0 的 版 本。首 先 將 建 物 構 成 仔 細 定 義，使 建 物 成 為 具 有一 致 空 間 及 語 意 要 素 的 集 成 體 (aggregation)， 而 建 物 集 成 體 (如 下 圖 )是 由 建 物 主 體 (Building)、 建 物 分 部 (BuildingPart)、建 物 表 面 (BuildingSurface)、建 物 裝 置 (BuildingInstallation)、 開 放 設 施 (Opening)、 建 物 內部 空 間 及 傢 俱 所 組 成。

圖2-15 建 物 集 成 體 之 建 物主 體 、 分 部 及 裝 置 概念 示 意 圖

（ 資 料 來 源 ： 江 渾 欽 等 ， 2010）

CityGML 針 對 三 維 建 物 模 型 設 計 LOD1~LOD4 幾 何 描 述 細 緻 層 次 (LOD (Level Of Detial))， 一 棟 建 物 在 四 個 不 同 細 緻 層 次 下 所 描 述 的 建 物 資 料 內 容 與 幾 何 型 態 。 LOD1 為 簡 單的 積 木 模 型(Block Model)，不 同 結 構 的 建物 實 體 聚 集 成 簡 單 積 木 群 。 LOD2 是 具 不 同 紋 理 及 屋 頂 的 結 構 模 型 (Structure model)； LOD3 為 細 緻 的 建 築 模 型 (architectural model)， 具 有 比 LOD2 更 為 細 緻 的紋 理 外 觀 以 及 屋 頂、牆 面、陽 台 等 裝 置 以及 開 放 的 出 入 口 與 窗戶 之 描 繪 ； LOD4 則 為 內 部 建 築 模型 (interior architectural model)， 將 LOD3 建 物 模 型 再 加入 室 內 結 構 ， 如 房 間、 室 內 門 、 傢 俱 等 室內 物 件 。 在 LOD1，建物 模 型 由 大 量的 建 物 體 ，即 簡 單 的積 木 方 塊 所 組 成 。LOD2 的 幾 何顯 現 加 入 MultiSurface 與 MultiCurve 幾 何 來 描 述 如屋 頂 突 出 物、圓 柱 或 天 線 這 類 的 建 物 分 部 或 裝 置。在 LOD2 及 更 高細 緻 層 次，建 物 的 外部 表 面 可 以 由 _BoundarySurface 與 BuildingInstallation 類 別 進 行 語 意 上 的 區 別 。 _BoundarySurface 是 建 物 具 有 特 殊 功 能 外 殼 的 部 分 ， 如 屋 頂 表 面 (RoofSurface) 、 建 物 牆 面 (WallSurface) 、 地 面 (GriundSurface) 及 閉 合 面 (ClosureSurface)。而 Building Installation 類 別 則 是 大 大 影 響 建 物 外 觀 的 建 物 元 素，如 陽 臺、 雨遮 或 外 階 臺。 再者，Building Installation 也 可 能 含有 類 別 、

功 能 與使 用 性 質 等 屬 性 資 料。 LOD3 建 物 模 型 增加 開 放 設 施 ， 如 門 、窗 戶 ， 屬 於 _Boundary Surface 的 組 成 類 別 (component class) 。 在 最 高 細 緻 層 次 LOD4， 建 物 內 部 由 多 個 房 間 所 組 成 ， 而 建 物 模 型 由 Room 類 別 所 顯 示 。