GIS參與了一座建筑物的整個(gè)生命周期，從選址、設(shè)計(jì)、建造到維護(hù)和改造。目前GIS面臨的挑戰(zhàn)是，如何管理各個(gè)過程的每一個(gè)進(jìn)度，從而使建筑物的效益得到最大化，并使其對(duì)于自然環(huán)境的長期或短期影響降低到最小。

　　過去三十年，政府、行業(yè)企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)并一直在建造一個(gè)融合地塊、交通和其他信息的地理空間組織。雖然這個(gè)地理空間組織取得了巨大進(jìn)展，但是這個(gè)組織卻因建筑物的輪廓這樣的裂縫被越撕越大。這些建筑物輪廓正是人們所要關(guān)注的問題。

　　為什么地理空間信息停留在了建筑物輪廓這一層面上?地理空間信息是眾多組織所創(chuàng)制的位圖的副產(chǎn)品。其他一些組織則依賴于航空攝影測(cè)量或者是GPS，而這些數(shù)據(jù)獲取的方式相對(duì)于建筑物的內(nèi)部構(gòu)造來說，則是盲目的。

　　城市區(qū)域構(gòu)成了一個(gè)人造的生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)人造的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)城市周圍的自然環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響。建筑物則通常在人口和資本密集的地方聚集發(fā)展。

(3sNews 配圖)

　　因此，理解一個(gè)城市的生態(tài)系統(tǒng)變得日益重要。根據(jù)聯(lián)合國人口基金調(diào)查，在2008年，人類社會(huì)歷史上第一次超過一半的人口居住在城鎮(zhèn)和市區(qū)，城市化趨勢(shì)的發(fā)展正在日益加速。人口密集的地方如曼哈頓地區(qū)，該區(qū)建筑物的建筑面積范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了該區(qū)界域所包括的土地面積。

　　基礎(chǔ)設(shè)施管理(FM)是一個(gè)跨專業(yè)的學(xué)科，涉及到對(duì)人、地點(diǎn)、活動(dòng)及用于管理人類環(huán)境的技術(shù)的支持。它又是一個(gè)廣泛的概念，包括機(jī)場(chǎng)、大學(xué)校區(qū)、軍事基地及商業(yè)區(qū)等。由于考慮到了各種活動(dòng)的交互作用，基礎(chǔ)設(shè)施管理可以對(duì)建筑物系統(tǒng)進(jìn)行戰(zhàn)略性管理。比如，將大量有關(guān)建筑物的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在CAD和建筑物信息建模模式中。

　　基礎(chǔ)設(shè)施管理的專業(yè)人員越來越多地轉(zhuǎn)向GIS，因?yàn)镚IS具有融合不同信息源的巨大容量。與將各種基礎(chǔ)設(shè)施作為一個(gè)整體的各部分的簡單集合相反，GIS能夠?qū)⒒A(chǔ)設(shè)施的各子系統(tǒng)看作是在慣有位置上的一個(gè)完整的、融合的整體的各個(gè)部分。這樣便于管理者進(jìn)行更深入的分析。GIS并不是一個(gè)競(jìng)爭性的技術(shù)，而是作為一種補(bǔ)充技術(shù)，將城市環(huán)境與自然環(huán)境的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，從全球范圍內(nèi)，并將其數(shù)據(jù)引入建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　　除了參與到建筑物整個(gè)生命周期的建設(shè)中，GIS還具有評(píng)估建筑物與其周遭環(huán)境關(guān)系的能力，GIS的評(píng)估能力可以通過GIS對(duì)建筑物及其周圍環(huán)境的影響上進(jìn)行分析。在具體的環(huán)境中，通過模擬仿真，可以測(cè)試建筑物的性能，以及根據(jù)位置要求，建筑結(jié)構(gòu)的變化。此外，建筑物設(shè)計(jì)階段的各個(gè)方面，比如節(jié)能、應(yīng)對(duì)氣候變化等都可以放入模擬仿真測(cè)試中。同時(shí)，從地理設(shè)計(jì)的角度，可以模擬、測(cè)量建筑物對(duì)自然環(huán)境的影響，以及在必要的地方進(jìn)行調(diào)整。又比如，將校區(qū)或軍事基地上現(xiàn)有的建筑與內(nèi)部設(shè)計(jì)要求聯(lián)系起來，可以對(duì)建筑物進(jìn)行最佳選址。

　　三維可視化是GIS用于基礎(chǔ)設(shè)施管理至關(guān)重要的一個(gè)方面，因?yàn)槿S可視化提供了細(xì)節(jié)層面上所需要的建筑物建造過程及在建造一開始就可能出現(xiàn)的沖突。此外，一些問題如視線、碰撞檢測(cè)、操控、天際線、陰影分析等只能借助三維才能解決。

　　模擬虛擬城市、甚至縮小到模擬個(gè)人的房間，GIS的這種能力不僅便于設(shè)計(jì)和建造，還有助于建筑內(nèi)各種設(shè)施及其空間的管理?；贕IS的分析，可以支持與分配有關(guān)的決策以及對(duì)固有資源的監(jiān)測(cè)，如辦公室里的打印機(jī)、醫(yī)院里的急救車的配置等。同時(shí)，GIS還可以解決如應(yīng)急措施等方面的問題，如選擇疏散建筑物及其附近人群的最佳路線。通過增加第四個(gè)維度——時(shí)間，GIS可以更加有效地管理和維護(hù)人類活動(dòng)。

　　將GIS融入基礎(chǔ)設(shè)施管理，除了GIS本身的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)外，還受其他很多因素的驅(qū)動(dòng)。對(duì)于很多機(jī)構(gòu)來說，不斷上漲的設(shè)施開銷(尤其是與能源有關(guān)的成本)，仍然是繼人員開銷后最大的運(yùn)行開支。此外，可持續(xù)性對(duì)許多機(jī)構(gòu)來說，也變得日益重要，尤其是一些教育機(jī)構(gòu)。因此，用一個(gè)更有效的方法解決公共場(chǎng)所面對(duì)安全問題時(shí)暴露出的脆弱性，也變得日益緊迫。在目前不利的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，對(duì)更加舒適的、有競(jìng)爭力的、安全的及可持續(xù)使用的建筑物的需求比以往任何時(shí)候都大。因此，城市環(huán)境是GIS發(fā)展的一個(gè)巨大的新領(lǐng)域。(編譯劉茜茜)