中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

一、研究緣起
近年來智慧城市(Smart City)應用發展已成為都市治理的主要趨勢，基礎於目前多種IT資訊科技的進步，已經可以整合物聯網IoT、大數據分析以及人工智慧AI等技術，發展出依據需求的客製化應用系統。因此考量到以政府單位的高度進行都市管理，各單位實際業務需求、需要處理文件工作、同時整合串聯既有及新建之各項軟硬體資訊…等，最後開發出「智慧城市管理系統平台」，以便有效輔助政府管理高層進行相關決策制定及推動。
「數位建築」的主要資訊來源基礎於「建築資訊模型」(Building Information ModelBuilding，BIM )，將原本考量單棟建築內部空間及整體工程週期所累積資訊的「數位建築」技術整合至多棟大範圍之「數位城市」規模高度，因此需要將BIM資訊檔案整合匯入至資訊系統平台內進行整合，而平台主要基礎於地理資訊系統（Geographic Information System，GIS ）之技術應用。2017年之前，兩方技術整合不甚完整，因此除了需要轉檔至開放格式才能整合匯入，過程中還是會出現資訊遺失、錯誤或是無法承載過大檔案等相關問題，造成業界人士疑慮困擾，而不敢大膽採用。
有鑑於資訊整合需求與日俱增，BIM及GIS兩者技術整合為順應潮流之最佳解決方案，是在智慧城市發展過程中不可或缺的關鍵技術應用。因此於2017年開始，全球各家軟體資訊廠商持續針對資訊整合進行技術交流合作，在國際上最具公信力之開放地理空間協會（Open Geospatial Consortium，OGC）也制定了I3S (Indexed 3D Scene Layers)為國際3D標準格式，且2018年開始，已有BIM及GIS全球軟體大廠攜手合作，提供檔案格式可互相直接讀取交換，方便使用者進行相關資訊應用。
因此本案將以BIM及GIS之技術整合作為基礎，建置一個示範型BIM-3D GIS整合管理平台系統，期望模擬將地上的BIM模型3D建物結合地表的都市環境資訊、土地管理資訊、道路網絡及地下3D管線資訊..等，建置一個「示範型智慧城市管理系統平台」，如果有相關資訊模型累積之後，未來後續即可延伸應用至IoT、大數據及AI等相關資訊技術應用，發展出完整的「智慧城市管理系統平台」，達到提供管理高層相關決策輔助，成為建築管理、工程管理、災害防救管理等業務推動的新利器，提高政府行政服務效率、有效分配政府資源及改善民眾生活品質等目標。
二、研究進度
本案工作進度共有四個階段性交付成果，分別為：
1.契約簽訂後交付之「工作進度報告書」。
2.109年8月31日前交付之「期中報告繳交」，並出席期中審查會議。
3.109年11月30日前交付之「期末報告繳交」，並出席期末審查會議。
4.109年12月31日前交付之「成果報告、操作手冊及電子檔繳交」。
本案目前進度已進入「期末報告繳交」階段查核點，本期程為109年11月30日前需交付期末報告，此階段各主要工作項目皆已完成，將針對期中階段審查意見及期末階段完成工作內容於報告書內進行說明。
三、重要發現
本案目標在於運用資訊技術，建立BIM空間及元件模型，結合3D GIS、UAV及資料轉換與資訊、分析雲端化等工作，提出BIM與3D GIS的整合應用機制。因此專案需進行BIM模型內容更替增修，以達到空間、元件、機電系統等展示、實踐BIM-Based的維護管理，最後可建立維護管理計畫及操作手冊。以下整理敘述於專案執行期間，在成果影響上較為重要之幾點發現：
(1).本案基地建成年代久遠圖資不全
因本案基地建成已將近15年，中間經歷過擴建及裝潢，加上早年工程慣例不提供相關資料。因此在資料搜集過程發現當初竣工圖資大量缺失，或與現場差距甚大。尤其機電部分，部分系統圖資完全沒有或是僅標示主幹管於圖面上，而設備型錄則完全沒有。
契約內原規劃為3項系統及1項以上設備之BIM元件，因應目前情況調整，本團隊目前主要以「消防」、「空調」及「電氣」三大系統作為主要機電模型建置系統。
(2).現場調查拍照錄影測距可改善資料不全問題
此次專案進行過程得貴所大力支持，得知圖資不全後即帶領本團隊進行現場調查工作，以補足資訊不全問題。現場調查工作包含拍照、攝影及實際測距，過程中發現原始圖資內容與現場有差距情況，即進行現場拍照及測距，以此方式補充；因沒有設備型錄資料，進入機房拍攝時，針對設備上型號標籤皆盡量拍照記錄，後續以上網查詢儘量蒐集相關設備資訊，填入BIM元件資訊內補充。
現場調查需針對整棟建物缺漏資料部份進行勘查，每次勘查工作皆耗時半天以上，因此現場工作人員必須具備工程實務經驗，才可判斷現場該如何正確蒐集資訊(例如該針對何處進行詳盡之拍照、攝影及實際測距作業)，最後得到正確完整之現況資訊。
目前仍無法克服部份為現場裝潢包覆部分無法識別補充，但建議使用者可思考此既有建物機電模型之使用目的，若是模型主要提供為營運階段管理(設備維護作業使用)，那麼機電系統建置只需有主幹管、維修口及設備等資訊應已足夠。
因此目前可瞭解在建模目標明確情況下，即使是既有建物年代久遠、資料缺漏，仍可透過具工程實務經驗人員於現場拍照/攝影/測距，補齊相當完整之現場資訊以建置正確機電模型，克服既有建物建模障礙問題。
(3).BIM模型可完整匯入於3D GIS圖臺整合使用
全球GIS應用技術市佔率90%以上之Esri系統平台，於 2017 年 11 月 15 日與 Autodesk公司宣布完成結盟(Alliance)，透過更緊密地整合 BIM 和 GIS 工作流程，開發更完美的平台。因此到2018年6月之後，使用者可以更為穩定地在 Esri-GIS 系統中擷取空間和屬性資料，與 Autodesk產出之 3D BIM 模型資訊(原始RVT檔案格式，不限版本)進行整合交換。為完善達成本案目標，本團隊採用雙方平台技術建置本案雲端平台系統，以確保資訊正確呈現，不發生缺漏問題。
(4).3D GIS圖臺使用圖資需考慮開放使用性
本案3D GIS圖臺內使用底圖，為滿足貴所需求並豐富圖臺呈現，將儘量申請政府部門開放圖資使用，成果可更具公信力且無需花費額外成本購置維護圖資。因此目前以「地理資訊圖資雲服務平台（簡稱TGOS）」為主要底圖參考，搭配國土測繪中心無償開放之「3D建物模型」，申請相關圖資模型使用。