EIM數字孿生軟件 | BIM+GIS輕量化引擎

EIM（Engineering Information Modeling）工程信息模型系統，是一個專注于解決建筑數據管理與復用問題的PaaS云平臺。它對外提供三維建筑模型解析與Web可視化、建筑全生命周期數據管理、建筑數據與地理信息數據融合等服務。



作為專業級的建筑數據管理與應用的底層開發平臺，EIM 實現將現實世界的物理建筑物映射到虛擬世界形成“數字孿生”，使建筑形成自包含、自展示、自服務能力，幫助用戶快速應對復雜的業務場景需求。

EIM主要面向建筑行業軟件二次開發商、建筑工程生態圈企業和個人創客。針對BIM全過程的不同領域，為城市基礎設施（交通、電力、化工、海事、地下設施等）、住宅、商用樓宇、園區、小鎮等數字建筑物提供專業級的底層技術解決方案。



基于EIM數字孿生軟件的水廠項目示例

軟件結構

EIM 包括數據管理、三維管理、BIM+GIS管理三大板塊：



△ 數據管理：為 BIM 提供一個標準的數據管理方式，通過自定義業務數據模型及標準化的數據訪問接口實現文檔、項目、設計數據、進度、設備、溝通、組織、人員與權限等建筑數據全生命周期管理。

△ 三維管理：包括 EIM3D 三維處理引擎以及三維可視化引擎，提供從模型上傳、解析到前端渲染的三維可視化一站式服務，具有IFC、Revit、iModel、OBJ、DAE、FBX 等國際通用的BIM模型以及常見的 DWG 二維圖紙的解析服務，形成一套完整的模型構件數據庫，并支持在 PC 端和移動端的三維展示以及互動操作，同時提供服務層 API 和 JavaScript API 支持二次開發。

△ BIM+GIS管理：作為面向BIM+GIS的數據管理和應用開發平臺，集成GIS場景與BIM模型完整的數據，實現室內室外、地上地下的一體化瀏覽。

軟件核心技術

△ EIM3D 三維引擎

EIM3D 三維引擎提供 BIM 模型后臺處理計算服務和前端模型及數據展示服務，它一方面將各軟件廠商封閉的 BIM 數據格式開放化，另一方面為建筑全過程信息、決策等系統的開發者和龐大的建筑標準體系之間建立橋梁，降低軟件開發者進入建筑領域知識的門檻。

通過對國際、國內常見民用和工業建筑模型格式的支持，EIM3D 將 BIM 中的幾何數據轉換為大多數軟件支持的三角面格式，以構件為粒度融合屬性數據，最終向開發者提供 RESTful 形式的數據接口 API 及三維模型瀏覽組件，降低了開發者對繁雜的建筑及各類模型格式等知識的理解，也降低了開發者對建筑三維可視化的要求。



EIM3D 通過構件互用、數據壓縮、按需加載等方法，輕量化 BIM，使得常規的計算機、手機、Pad 等都能通過支持 WebGL 的瀏覽器在線查閱 BIM，大大降低了對BIM使用的軟、硬件需求。



△ 數據平臺

EIM 具有一個強大的數據平臺，它由一個建筑數據庫和一種可配置的數據模型組成。

1.建筑數據庫

由于三維圖形的數據存儲格式繁多、單組件數據量較小而整個圖形數據量較大的特點，因此關系型數據庫難以勝任。為了滿足建筑數據庫復雜、易變的數據結構存儲要求，我司研發了EIM 建筑數據庫——多模數據庫，用于解決不同種類建筑數據，如三維幾何數據、文檔、結構化數據和關系型數據的存儲和管理問題，自由的實現個性化定制需求。

EIM 建筑數據庫支持靈活的數據結構存儲方式，并可以混合使用。與傳統的關系型數據庫相比，EIM 建筑數據庫對三維幾何數據的處理速度更快；與文檔型數據庫比較，它占用的存儲空間更少。



EIM 建筑數據庫支持類似 SQL 的 AQL 查詢語言，實現對數據的快速查詢，簡單易用。同時，它還內置了可擴展的建筑工程領域數據模型及基礎API。

2.可配置的數據模型

EIM 內嵌了一套建筑工程領域的通用數據模型及 API，允許用戶對數據模型進行客戶化定義，并提供了一套定義數據的方法?；?EIM 定義數據的規則，用戶可以任意擴展成符合自己需求的數據模型，包括對象類、關系類、屬性等的個性化配置，以滿足不同類型應用程序的開發要求。



EIM 目前包含兩類服務，即數據接口服務和業務服務。數據接口服務主要負責對外提供各類結構化、非結構化數據存取的通用接口；業務服務主要對外提供EIM特定業務組件接口。主要核心接口與服務如下：

數據接口服務：

·通用數據接口

·用戶授權驗證接口

·日志接口

·事務控制接口

業務服務：

·三維模型解析服務

·三維模型可視化

·工程圖紙可視化

·地理信息可視化

·特定業務服務

3.BIM與GIS融合

EIM 的 BIM+GIS 融合技術能夠構建智慧城市所需最基礎最核心的城市基礎數據庫，作為城市各類智慧信息接入和承載平臺。EIM 提供多源二、三維 GIS 數據及 BIM 模型的上傳、解析、數據集成、瀏覽交互和管理，通過空間位置將 BIM 精細數據與 GIS 大場景數據無縫集成，實現瀏覽器上室內室外、地上地下一體化的瀏覽和交互。EIM 支持用戶在線一站式的快速組織各類數據，搭建 BIM+GIS 基礎應用。



軟件功能

△ 三維解析與展示

1.三維處理引擎

1）模型上傳和解析：EIM 三維處理引擎支持 IFC、RVT、iModel、OBJ、DAE、FBX 等國際通用的BIM模型的解析。



模型經過解析后可將原始模型中的非幾何信息（如模型構件的設計屬性等相關數據）和幾何信息（如頂點、面片、材質等幾何相關數據）提取出來，便于用戶后續根據自己的實際應用所需而使用。

2） 場景樹計算：場景樹用于對場景中所有元素進行層次化的管理，為了方便場景元素的查找和顯示，EIM3D 支持自定義的場景樹，即根據用戶自定義的規則創建和維護場景樹，如按照空間關系（建筑群、建筑、樓層等）將整個場景劃分為不同的區域，或者按照系統關系（暖通、電氣、給排水等）對場景進行劃分，只要用戶自定義的規則遵循EIM3D 的場景定義格式，就可以按照用戶的意愿來組織BIM數據。

3）模型數據查看和下載：模型數據計算完成后，EIM 提供模型數據的查看和下載功能?？色@取模型id、模型key、構件數量、包圍盒等模型信息，和獲取模型所有的構件清單，以及模型中指定構件的屬性，還可以下載模型的幾何數據，或根據指定屬性查詢并返回滿足指定屬性的構件列表。

4）glTF格式文件導出：為了支持行業通用格式 glTF，EIM3D 提供 glTF 導出功能，可將原始模型轉換為glTF（glTF與GLB兩種類型）格式導出，并下載到本地。

5）模型外輪廓提?。褐С帜Ｐ瓦M行輕量化展示，通過模型外輪廓提取功能實現模型在線輪廓快速顯示。

6）模型對比：支持模型間的快速對比，依據前端顯示效果分類，返回不同效果的對比結果集。

7）二維圖紙信息管理：支持REVIT模型內的二維圖紙在線提取，實現二維圖紙的信息獲取和二三維模型聯動展示。



8）骨骼動畫：支持 FBX 格式模型的骨骼動畫，生動在線模擬模型的動畫效果。

9）字體繪制：文字繪制功能可以在三維場景中添加三維形式的文字。

10）路網繪制：路網顯示功能提供了基礎的展示功能，可以在三維場景中繪制已經計算好的路網線路。

11）軸網顯示：軸網根據原模型對應的二維圖紙解析而來，數據從二維圖紙2D格式轉成3D渲染需要的格式。

2.三維可視化引擎

EIM 三維可視化引擎支持在 PC 端和移動端的三維展示和互動操作，完成對三維模型視圖、構件以及一些復雜操作的實現。



1）多模型合并顯示：支持多專業、多模型文件分別上傳解析后放在同一個場景中進行合并顯示，且模型格式支持多種混合格式，即放入場景的模型可以同時包含IFC、Revit、iModel、obj、fbx、dae格式。

2）帶材質的模型展示：支持Revit、obj模型中材質的提取和展示，通過模型解析獲取 Revit、obj 模型中的材質信息，在前端展示時真實還原建模情況。

3）大模型瀏覽支持：針對大數據量場景的展示需求，EIM 通過構件復用、高壓縮處理、本地緩存等技術手段，實現三維模型的輕量化，從而支持大體量模型的流暢展示，和平移、縮放和旋轉操作顯示。

4）移動端直接瀏覽：采用B/S模式的免插件架構，支持PC端和移動端（移動端瀏覽器和體驗版的APP）的三維展示和互動操作。

5）多功能操作支持：支持模型各類常見web端操作，例如漫游、復位、重做、剖切、離散、模型對比、快照、標簽、測量、批注、屬性查看、框選、隱藏、隔離、變色、線框化、聚焦等等。

△ 數據管理

EIM 為 BIM 提供了一個標準的數據管理方式，實現建筑數據全生命周期管理，數據涵蓋建筑幾何模型數據、項目管理數據、關系數據等，同時支持用戶按照自身業務需求自定義數據及數據間關系，提供基于 RESTful 的數據接口服務，用戶可通過接口訪問數據驅動業務應用?；谶@些數據，開發者可以輕松實現或擴展下列功能：

1.通用數據管理：支持對對象、關系數據的通用操作功能，如新增、刪除、修改、查詢。

2.文檔類數據管理

提供文檔存取服務，可存儲和管理建筑生命周期中所有的模型文件、工程圖紙與資料文檔，支持的主要功能如下：

1）基本操作：提供文件夾/文檔/物理文件的新建、上傳、編輯、刪除、重命名、下載、移動、轉存、授權、分享包、回收站等基本操作。

2）工程文檔在線瀏覽：基于Web瀏覽器，可實現二維工程圖紙的在線瀏覽，支持的格式有：

·二維文件：dwg

·Office文件：docx、xlsx、pptx、doc、xlx、ppt

·圖片文件：jpeg、png、gif、jpg

·其他文件：pdf、txt

3）文檔版本管理：提供文檔的版本管理功能，支持對文檔的升版操作。

4）回收站管理：文件夾、文檔刪除后的恢復以及徹底刪除操作。

5）分享包管理：實現文件的分享，方便工程項目中數據資料的交換和傳輸。

3.項目基礎信息管理

創建/更新/刪除項目、獲取項目基本信息及項目列表等。

4.設計管理

構件空間位置管理（含場地、建筑物、樓層、房間等）、Tag功能位置管理、工藝系統管理等。

5.設備管理

設備及物料管理、按批次管理、分組管理等。

6.進度管理

WBS管理、作業活動管理、工作包管理、工程量管理等。

7.溝通管理

溝通記錄管理、通知管理、公告管理等。

8.組織、用戶與權限管理

組織管理、用戶管理、角色管理、菜單管理、權限管理等。

9. 數據關聯管理

實現任意數據、模型、文件之間的數據關聯或同類對象之間的層次關系。

10.自定義數據

可在EIM已定義好的數據結構基礎上，擴展數據結構，以滿足不同的業務需求。

11.事務控制

支持業務事務控制，以保證關聯業務數據的完整性、一致性。

12.數據操作日志

完整記錄用戶對數據的操作記錄并提供查詢接口。

△ BIM+GIS

BIM與GIS融合主要包括BIM與GIS數據的集成、瀏覽、管理，BIM+GIS應用的快速搭建和定制開發。

1.BIM+GIS 多源數據集成

提供 GIS 中通用格式的矢量、影像、傾斜和三維場景數據的上傳、存儲和管理，支持 BIM 數據的上傳解析，通過空間位置將 BIM 精細數據與 GIS 大場景數據無縫集成。

2.輕量三維 Web 瀏覽交互

基于 WebGL 實現了輕量 BIM+GIS 三維瀏覽交互功能，以三維地球的形式提供豐富的數據瀏覽和交互操作功能，包括底圖設置、測量、查詢、漫游動畫、室內導航、模型編輯、 挖洞分析、BIM 構件定位等。

3.BIM+GIS 應用快速搭建

提供在線快速搭建 BIM+GIS 應用平臺，無需寫代碼，僅通過配置即可完成 BIM+GIS 應用創建。該應用可直接分享或復用或作為業務擴展開發的基礎進行進一步的二次開發。


BIM+GIS應用搭建大橋地形示例