1.什么是智慧城市?  

依據城市化的水平，城市被劃分為五代：第一代是原始城市，第二代是市區化城市，第三代是郊區化城市，第四代是網格化城市，第五代是智能網格化城市，也稱作智慧城市。  

智慧城市是城市發展的新階段，其以網格化的傳感器網絡作為其神經末梢，形成自組織，自適應并具有進化能力的智慧生命體。現階段智慧城市的初級階段即數字城市，是城市在信息化發展階段的重要目標。可以簡單理解為運用信息管理和通信技術等手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，通過軟、硬件設備用于實現城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續發展。  

2.BIM與GIS  

BIM是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達，它是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程，在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。BIM技術就是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎進行建筑模型的建立。它具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖五大特點。簡單來說BIM就是建筑物的數字化信息模型，而BIM技術便是以這信息為基礎開發數字模型并對項目進行設計、建造及運營管理的一項技術。  

地理信息系統(簡稱GIS)是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統地理信息系統(GIS)技術是近些年迅速發展起來的一門空間信息分析技術，在資源與環境應用領域中，它發揮著技術先導的作用。  

GIS技術不僅可以有效地管理具有空間屬性的各種資源環境信息，對資源環境管理和實踐模式進行快速和重復的分析測試，便于制定決策、進行科學和政策的標準評價，而且可以有效地對多時期的資源環境狀況及生產活動變化進行動態監測和分析比較，明顯地提高工作效率和經濟效益，為解決資源環境問題及保障可持續發展提供技術支持。GIS是一種通過使用計算機獲取大量地理信息并對其進行多樣性處理的系統，而GIS技術則是通過這一系統的處理結果來解決實際問題的一種技術。  

3.BIM與GIS的融合  

BIM與GIS之間并無可替代性，而是更傾向于一種互補關系。GIS的出現為城市的智慧化發展奠定了基礎，BIM的出現附著了城市建筑物的整體信息，兩者的結合創建了一個附著了大量城市信息的虛擬城市模型，而這正是智慧城市的基礎。總體來說，BIM是用來整合和管理建筑物本身所有階段信息，GIS則是整合及管理建筑外部環境信息。把微觀領域的BIM信息和宏觀領域的GIS信息進行交換和結合，對實現智慧城市建設發揮了不可替代的作用。  

基于GIS和BIM的集成和融合能給人類帶來的價值將是巨大的，方向也是明確的。在國際范圍內，各國的專家學者對智慧城市多持有樂觀態度，大力倡導建設。基于BIM和GIS結合的智能城市將是一個成熟技術的融合，它還包含精準的城市三維建模，發達的城市傳感網絡，實時的城市人流監控，使城市中的人們的生活更加智能和便捷。從衛星遙感到地理信息，接著又從數字城市到智慧城市，隨著科學技術的進步，我們的城市將越來越智能。  

4.基于BIM和GIS結合的智能城市  

在基于GIS和BIM的融合以后的應用領域非常廣闊，包含一下幾大方面:城市和景觀規劃、建筑設計和管理、旅游和休閑活動、環境模擬、熱能傳導模擬、災害管理、三維導航等。  

5.城市景觀規劃  

運用GIS和BIM，我們可以建立一個區域完整的城市系統模型，模型中附著建筑和道路的詳細信息，如:設計單位、施工單位、建設時間、使用時間、使用年限、建筑現狀、建造材料、道路連接等。當道路出現損壞時，我們可以快速從模型中找出這條路的信息，聯系施工單位、材料供應商、相連通的道路，以便合理疏導交通流、盡快修好損壞路段，恢復交通。  

在規劃設計城市時，可以給設計好的規劃建立模型，置入現狀系統模型中，模擬城市車流、檢測規劃設計的合理性，根據模擬的結果優化規劃設計。目前BIM技術在城市規劃領域中已有廣泛應用，尤其是在軌道交通和橋梁方面，從設計到投入使用，BIM貫穿項目的全生命周期，已取得良好的成效。  

6.三維導航  

現在行業中都想解決室內定位這一難題，但是大多關注的都是定位的手段，例如到底是WiFi還是藍牙，是LFC還是NFC等等，但是室內定位的地圖卻一般都是建筑的二維電子圖來生成的，甚至只是示意圖;室外的地圖導航都開始真三維化了，室內導航還用二維線條。但是如果有BIM，那這一問題就能迎刃而解:通過BIM提供的建筑內部模型配合定位技術可以進行三維導航。  

隨著建筑設計和施工技術的發展，建筑造型各異，體量越來越大，建筑內部結構越來越復雜，人們的活動不是在室內就是在室外，在高層建筑、室內面積大的建筑中，特別是標識不夠清晰明確的情況下，人們也比較容易迷失方向，尤其是在商場、活動中心、醫院等地方，就算方向感很好的人想一下子搞清楚東南西北也是很不容易的，因此人們對于室內導航的需求不亞于室外導航。  

然而現在為數不多的室內導航圖也只是二維電子圖，甚至只是示意圖，用起來同樣不是很方便，而BIM與GIS結合，剛好能解決這個問題。成熟的三維GIS平臺，已經支持物聯網數據的接入，結合BIM建筑模型特點，可以輕松做到模擬真實情景定位，應用方面當然也很廣，比如博物館里尋找展廳、商場里尋找店面、醫院里尋找科室、學校里尋找教室等。  

7.消防管理  

與傳統的建筑消防安全管理相比，由于BIM模型的三維特性，可以直觀顯示建筑內部結構、消防位置布局和消防通道狀態等，通過碰撞檢查解決軟沖突和硬沖突，促進不同專業的協同，通過火災模擬和人員疏散模擬，為新型的建筑工程消防設計提供依據。  

BIM模型包含項目全生命周期中各專業和各階段的全部信息，不僅包括建筑構件，還包括豐富的族庫以及自建族文件功能，可建立滅火器、火災探測器、消防栓等消防設備，并且可提供該消防設備的各種參數信息，將消防信息整合到BIM模型中，可以制定相應的消防預案，指導消防救援工作。在運維階段，通過將BIM數據庫整合到智能消防系統設計，與自動控制、傳感器、計算機網絡等技術相結合，通過系統平臺實現主動防火功能和被動防火功能，以達到最佳的防火保護。  

8.環境模擬  

各種災害安全工程的不斷進步已經極大地減少了火災事故和人員傷亡。盡管這是一個好消息,但是這種發展也導致了未曾遇見的問題:由于災害事故不很頻繁,消防官兵獲得的實戰經驗正在減少。這導致了消防人員實戰經驗和火場指揮技能的降低。災害環境模擬是解決技能退步的有效方法。  

通過BIM和GIS的技術結合，綜合運用計算3D建模技術、人工智能、聲熱光電等增強體感技術，構建出精確真實的VR全景的災害場景，并通過VR眼鏡、手柄及語音對話模式進行沉浸式人機交互演練，培養和鍛煉消防官兵的安全意識和消防能力。同時，VR演練系統還結合當前互聯網技術，實現多人團隊演練，以場景式教學的模式提升消防群體應對突發性災害的處置能力和安全素質。  

9.建筑設計和管理  

傳統的施工現場安全監控主要是施工方單方面進行，安全事務的處理受管理者的經驗影響較多，具有較大的片面性和局限性，不利于安全事務的處理。系統通過BIM技術、GIS技術、移動計算、物聯網等手段，實現對建筑工程的精細化管理和對施工現場進度、安全、質量的監控。進度滯后時，查看項管和總包的周報和進度情況分析通過決策端的BIM模型查看進度情況，從設計階段開始就整合業主、設計、施工等參與項目的多方進行協同安全分析、監控和處理，整合各方的管理資源，及時解決項目中出現的安全問題。各參與方都能通過BIM實時"查看"系統，安全狀態數據信息自動更新一覽無余。