BIM e GIS

Integrazione BIM-GIS: come ottenere una visione olistica dei progetti durante tutto il ciclo di vita di un’opera

L’integrazione BIM-GIS rappresenta un passo cruciale nel campo dell’ingegneria civile e dell’edilizia. Questa sinergia tra due potenti sistemi offre una visione olistica e dettagliata dei progetti, portando notevoli vantaggi nell’intero ciclo di vita di un’infrastruttura o di un edificio. La combinazione di queste due tecnologie infatti aiuta a monitorare in maniera molto più efficace la sicurezza degli asset infrastrutturali, le prestazioni e i consumi energetici degli edifici, la programmazione e i costi degli interventi di manutenzione, il funzionamento delle apparecchiature HVAC, ecc.

Per comprendere appieno questa integrazione, è importante definire cosa si intende per BIM e GIS.

Il Building Information Modeling è una metodologia che consente la creazione e la gestione di modelli informatizzati 3D di un edificio o di un’infrastruttura. Questi modelli contengono informazioni dettagliate su ogni componente, dai materiali utilizzati alle specifiche tecniche e forniscono una rappresentazione virtuale precisa della struttura.

GIS invece è l’acronimo di "Geographic information system". Si tratta di potenti strumenti che ci consentono di raccogliere, archiviare, analizzare e visualizzare dati geografici in modo efficiente. Ma qual è la loro importanza? Viviamo in un mondo sempre più complesso, dove la geografia e la posizione sono fondamentali. I GIS ci permettono di comprendere meglio il nostro ambiente, prendere decisioni informate e risolvere problemi reali.

Un sistema GIS localizza nello spazio, e quindi su una mappa, oggetti contenuti in un database e raggruppati in base a caratteristiche simili, gestendoli come strati informativi tematici (layer) georeferenziati.

Si tratta di sistemi informatici/geografici studiati principalmente per:

• la gestione del territorio;
• la pianificazione urbanistica ed infrastrutturale;
• lo studio delle trasformazioni del territorio nel tempo;
• la realizzazione di piani di Protezione Civile;
• la realizzazione di cartografie tematiche (idrografiche, simiche, demografiche, sul traffico, etc.);
• la statistica e la demografia;
• lo studio del patrimonio archeologico-culturale/ambientale/edilizio;
• applicazioni GPS.

Questi sistemi permettono quindi un’accurata pianificazione del territorio e degli interventi da svolgere su di esso, casa per casa, strada dopo strada, in maniera estremamente dettagliata e complessa.

OpenBIM e GIS: un passo avanti verso la massima interoperabilità

La massima interoperabilità in un processo BIM è resa possibile dall’openBIM. Per openBIM si intende un approccio collaborativo per la progettazione e la gestione delle informazioni di costruzione, basato su standard aperti che consentono la condivisione di informazioni tra diverse piattaforme software. Con l’openBIM, tutti i membri del team di progettazione e costruzione possono collaborare in modo efficace, evitando errori e migliorando la qualità del progetto. Ma per quale motivo è fondamentale implementare un approccio openBIM anche nell’integrazione con il GIS?

Le Stazioni Appaltanti e i gestori più illuminati hanno la necessità dell’integrazione BIM-GIS non solo con formati proprietari ma con formati aperti. Le tecnologie attualmente sperimentate hanno due limiti fondamentali:

• operano su formati proprietari;
• copiano e replicano dati tra i sistemi BIM e quelli GIS.

Da qui nasce la necessità di un nuovo sistema per integrare in maniera robusta i due mondi GIS ed openBIM.

Ed è per questo che dalla sinergia di ACCA con Esri®, i principali player a livello mondiale in ambito openBIM® e GIS, nasce usBIM.geotwin, una tecnologia assolutamente innovativa per creare e gestire gemelli digitali dei loro progetti integrando dati geospaziali GIS con modelli IFC openBIM.

Non più un’importazione statica di dati da un sistema all’altro, ma un’integrazione dinamica e bidirezionale dei due sistemi. Tutto il costruito, edifici, ponti, strade, ferrovie ed ogni tipo di infrastruttura, può apportare dati di dettaglio in tempo reale al sistema GIS permettendo al sistema territoriale di interrogare i dati di ciascuna infrastruttura e di metterli a sistema.

Senza alcun limite alla complessità, al numero e all’aggiornamento continuo del dato!

Il BIM-GIS al servizio del lavoro dei professionisti AECO

Il GIS ha dimostrando di essere fondamentale nel lavoro dei professionisti del settore AECO. Piani regolatori, studi di impatto ambientale, progetti e pianificazioni, mappature geologiche, sismiche o di monitoraggio ambientale, pratiche catastali, gestione del traffico, pianificazione di interventi per la conservazione di ecosistemi vulnerabili, gestione delle emergenze come incendi boschivi o inondazioni: il GIS è un potente strumento per il governo del territorio.

Vediamo ora insieme come l’integrazione di openBIM e GIS offre numerosi vantaggi nel settore dell’edilizia, nelle diverse fasi del ciclo di vita di un opera, migliorando la qualità del progetto, la gestione delle risorse e la pianificazione urbana.

Come il BIM e il GIS supportano l’architettura e ingegneria civile

L'integrazione del BIM e del GIS è cruciale per migliorare la comprensione spaziale, ottimizzare l'allocazione delle risorse e promuovere la progettazione sostenibile nei progetti di ingegneria civile e architettura.

La combinazione di questi due set di dati permette ai team di progettazione e costruzione di ottenere una comprensione più completa e accurata dell'ambiente costruito, consentendo loro di prendere decisioni più informate durante l'intero ciclo di vita del progetto. Architetti e ingegneri possono:

• esplorare le relazioni spaziali, condurre analisi del sito e valutare l'impatto degli sviluppi proposti, portando a una pianificazione territoriale e a progetti di infrastrutture più efficienti ed efficaci;
• identificare le posizioni ottimali per posizionare infrastrutture, servizi pubblici e strutture, razionalizzando l'utilizzo delle risorse e minimizzando i conflitti;
• analizzare fattori ambientali, come terreno, vegetazione e risorse naturali, per prendere decisioni che minimizzino l'impatto ambientale dei progetti di costruzione e promuovano pratiche di progettazione sostenibile;
• ottimizzare lo scambio di dati e la collaborazione tra team multidisciplinari, garantendo che i professionisti abbiano accesso a informazioni aggiornate e accurate durante l'intero ciclo di vita del progetto.

Per scoprire tutte le applicazioni e i vantaggi del GIS nell’ingegneria civile, leggi l’approfondimento sul tema “Cos’è il GIS nell’ingegneria civile”.

Bim e GIS nella fase di costruzione

Come nella fase di pianificazione e progettazione, anche durante la fase di costruzione l’approccio integrato BIM-GIS offre numerosi vantaggi pratici. In particolare permette:

1. visualizzazione contestuale:
   l’interazione sinergica dei dati geografici forniti dal GIS con le informazioni del modello BIM offre una prospettiva più ampia e contestuale che consente agli stakeholder di comprendere appieno il contesto in cui sarà inserita la struttura edilizia. Attraverso tale approccio integrato è possibile valutare l’impatto ambientale del progetto in relazione agli elementi circostanti, per prendere decisioni più consapevoli durante la fase di progettazione e costruzione. Inoltre la combinazione di dati geografici e informazioni BIM consente di individuare vincoli geospaziali, la cui identificazione anticipata permette di mitigare potenziali problemi durante la costruzione;
2. gestione delle risorse:
   altro aspetto fondamentale nell’integrazione BIM-GIS è la gestione ottimizzata delle risorse durante la fase di costruzione. L’analisi spaziale fornita dal GIS può essere utilizzata per ottimizzare l’allocazione delle risorse;
3. riduzione dei rischi:
   integrare dati dettagliati del progetto con informazioni geografiche aiuta a mitigare i rischi associati alla costruzione. Ad esempio l’integrazione BIM-GIS consente di simulare gli impatti della costruzione in anticipo, riducendo il rischio di imprevisti o di impatti negativi sull’ambiente circostante oppure la condivisione e la gestione centralizzata delle informazioni tra BIM e GIS riducono gli errori di comunicazione e interpretazione, migliorando la coerenza dei dati e riducendo i costi associati alle correzioni durante la costruzione;
4. monitoraggio dell’avanzamento del cantiere:
   durante la costruzione, è essenziale tenere traccia dell’avanzamento del cantiere per garantire che il progetto rimanga in linea con i tempi previsti. L’integrazione BIM-GIS consente la creazione di mappe interattive del cantiere in tempo reale, mostrando la posizione delle diverse squadre di lavoro, delle attrezzature e dei materiali. Questo consente una pianificazione dinamica e la risoluzione tempestiva di problemi che potrebbero emergere;
5. controllo di qualità:
   il controllo di qualità è cruciale durante la costruzione. L’uso di dati BIM e GIS consente di confrontare costantemente ciò che viene costruito sul campo con i piani di progetto, identificando eventuali discrepanze in modo tempestivo. Ciò garantisce che il risultato finale sia conforme alle specifiche e ai requisiti del progetto.

Puoi sfruttare a pieno questi e tanti altri vantaggi, attraverso i Geospatial Digital Twin, repliche digitali in cui sono perfettamente combinati dati geospaziali con informazioni sul costruito provenienti da modelli BIM e immediatamente utilizzabili nelle attività di progettazione, costruzione e manutenzione di un’opera. La sincronizzazione dei dati geografici e delle informazioni di progettazione offre un quadro completo e in tempo reale delle operazioni edilizie. Un approccio sinergico che consente una gestione più efficiente dei progetti e delle risorse, permettendo di raggiungere livelli di prestazioni precedentemente inimmaginabili nel settore delle costruzioni.

BIM e GIS nella fase di gestione e manutenzione degli asset

La fase di gestione e manutenzione è fondamentale per garantire che edifici e infrastrutture rimangano sicuri, efficienti e funzionali nel corso del tempo.

Nella costante evoluzione del settore dell’edilizia, l’approccio sinergico tra Building Information Modeling (BIM) e Geographic Information System (GIS) sta apportando significativi miglioramenti anche durante la fase Operativa e di Manutenzione (O&M).

Tutti i professionisti AECO, diversamente coinvolti nella gestione e manutenzione di un bene costruito, necessitano di una grande quantità di informazioni, molto diverse tra loro, che devono poter essere gestite con una tecnologia che gli consenta di mettere a confronto i dati complessi che riguardano non solo i singoli edifici o parti di essi, ma anche l’ambiente o il paesaggio in cui sono inseriti. Il BIM e il GIS rappresentano oggi alcune delle tecnologie più innovative che possono essere utilizzate in questa fase.

Da una parte il BIM, che permette di sviluppare modelli informativi degli edifici molto dettagliati; dall’altra il GIS, che consente di gestirli ed analizzarli attraverso un sistema di riferimento spaziale globale. La grande potenzialità della loro integrazione sta nella capacità di poter gestire l’asset dalla macro-scala territoriale alla micro-scala del singolo componente costruttivo o impiantistico.

BIM e GIS nella fase di gestione e manutenzione degli asset

Ecco alcuni esempi di aspetti della fase di manutenzione che possono trarre enormi vantaggi dall’integrazione BIM-GIS:

1. Gestione delle strutture e degli impianti:
   uno dei principali aspetti della manutenzione è la gestione delle strutture e degli impianti. L’integrazione BIM-GIS permette di avere accesso ai modelli BIM dettagliati delle strutture, ai dati sulla loro ubicazione geografica e alle informazioni storiche sulla manutenzione. Ciò semplifica notevolmente la programmazione e la gestione delle attività di manutenzione preventiva e correttiva. Per approfondire leggi l’articolo “GIS per l’Asset Management: la guida completa".
2. Monitoraggio delle condizioni in tempo reale:
   l’utilizzo di sensori e tecnologie IoT (Internet of Things) può fornire dati in tempo reale sulle condizioni degli asset. Questi dati possono essere integrati nei sistemi BIM-GIS, consentendo un monitoraggio costante delle prestazioni e delle condizioni delle strutture. Ciò permette di identificare rapidamente eventuali problemi o anomalie, riducendo al minimo i tempi di inattività e i costi di riparazione.
3. Ottimizzazione delle risorse:
   l’integrazione BIM-GIS contribuisce all’ottimizzazione delle risorse. È proprio grazie ad una gestione più precisa e basata sui dati che diventa possibile pianificare le risorse umane e materiali in modo più efficiente, riducendo i costi di manutenzione senza compromettere la qualità del servizio.
4. Pianificazione della manutenzione preventiva:
   l’approccio BIM-GIS consente una pianificazione dettagliata della manutenzione preventiva. Uno dei principali vantaggi dell’approccio BIM-GIS nella gestione e manutenzione degli asset costruiti è proprio la possibilità di pianificare e eseguire interventi di manutenzione in modo più efficiente. Utilizzando dati provenienti sia dal BIM che dal GIS, è possibile creare piani di manutenzione predittiva basati su informazioni dettagliate sullo stato attuale dell’edificio e sull’ambiente circostante. Ad esempio, utilizzando il GIS per analizzare l’ambiente esterno, è possibile prevedere e prepararsi meglio per eventuali eventi naturali che potrebbero influenzare le strutture. Nel frattempo, il BIM fornisce una visione interna dettagliata delle componenti dell’edificio o dell’infrastruttura, aiutando a pianificare interventi di manutenzione mirati per prolungarne la durata. O ancora i sensori installati nell’edificio possono raccogliere dati in tempo reale sulle condizioni strutturali e sulle prestazioni dei sistemi. Questi dati vengono integrati nel modello BIM-GIS, consentendo agli operatori di identificare precocemente problemi potenziali e pianificare interventi di manutenzione preventiva: questo riduce i tempi di inattività, ottimizza le risorse e prolunga la durata utile dell’edificio.
5. Decisioni informate:
   L’accesso a informazioni dettagliate sulle condizioni attuali dell’asset consente di prendere decisioni informate riguardo agli investimenti necessari per migliorare la sostenibilità, l’efficienza energetica e la conformità normativa.
6. Protezione del patrimonio - gestione del rischio e aggiornamenti real-time:
   la capacità di visualizzare i dati in un contesto geografico consente di identificare potenziali rischi ambientali, come inondazioni o cambiamenti climatici, e valutare il loro impatto sull’edificio o sull’infrastruttura. Quando si verificano emergenze o situazioni critiche, l’approccio BIM-GIS è cruciale per una risposta rapida ed efficace. Il modello digitale fornisce una panoramica dettagliata delle strutture e delle risorse disponibili, permettendo alle squadre di intervento di prendere decisioni informate e di agire prontamente. Inoltre, il modello BIM-GIS può essere aggiornato in tempo reale durante un’emergenza, registrando danni o modifiche alle strutture. Queste informazioni sono preziose per la valutazione post-emergenza e per la pianificazione delle attività di ripristino.
7. Navigazione spaziale e sicurezza:
   nel contesto di edifici complessi o di infrastrutture estese, come aeroporti o ospedali, l’approccio integrato BIM-GIS agevola la navigazione spaziale. Questo può essere particolarmente utile per il personale, i visitatori o gli operatori di emergenza che devono muoversi all’interno degli ambienti. Inoltre, l’integrazione BIM-GIS contribuisce alla sicurezza, consentendo una gestione più efficace delle evacuazioni in caso di emergenza.

Grazie a specifici connettori al Facility management e IoT, usBIM.geotwin si presenta come una soluzione innovativa e completa per la gestione e manutenzione di asset costruiti. Quest’ultimi integrano dati geografici e informazioni dettagliate sui componenti della struttura per una pianificazione più intelligente degli interventi di manutenzione e degli aggiornamenti.

Esempi pratici di integrazione BIM GIS nell’AECO

Per mostrare il potenziale dell’integrazione BIM e GIS nel migliorare l’efficienza, la sostenibilità e il processo decisionale nel settore AECO di seguito ti forniamo alcuni esempi pratici di utilizzo nell'AECO dell' integrazione BIM-GIS.

BIM GIS e AI

La gestione e la pianificazione delle infrastrutture e delle costruzioni viene ulteriormente ottimizzata dalla combinazione dell'integrazione di BIM-GIS con l’Artificial Intelligence (AI). Questa combinazione di tecnologie consente di ottenere una visione più completa e utile per la gestione di opere sia pubbliche che private.

ACCA software, in collaborazione con Esri, ha sviluppato questa innovazione e ha dato vita a usBIM.geotwin che integra dati GIS e modelli IFC openBIM con l’AI.
Tramite questa tecnologia è possibile:

• interagire con il sistema, richiedendo informazioni dettagliate sui modelli e ricevendo risposte istantanee;
• richiedere la visualizzazione di dettagli specifici, come le destinazioni d'uso dei locali;
• ottenere grafici dettagliati per una migliore comprensione dei dati;
• chiedere la selezione di un oggetto specifico e ottenere una descrizione accurata delle sue caratteristiche, posizione e dimensioni.

GIS-AI-openBIM

BIM e GIS negli appalti pubblici

L’utilizzo delle tecnologie digitali, come il Building Information Modeling (BIM) e il Geographic Information System (GIS), sta diventando sempre più comune anche nell’ambito degli appalti pubblici.

Il BIM può essere utilizzato in tutti i processi di appalto pubblico, dalla progettazione alla costruzione e alla gestione dell’edificio. Attraverso un modello BIM di un’opera i progettisti possono individuare eventuali problemi o errori già in fase di progettazione, pianificare la costruzione dell’edificio in modo più efficiente, monitorare lo stato della costruzione e gestire la manutenzione.

Ti ricordo che dal 1° gennaio 2025, le stazioni appaltanti e gli enti concedenti dovranno adottare metodi e strumenti di gestione informativa digitale delle costruzioni per la progettazione e la realizzazione di opere di nuova costruzione e per gli interventi su costruzioni esistenti per importo a base di gara superiore a 1 milione di euro.

Il passaggio al BIM non è rapido e deve essere programmato fin da subito. Per questo bisogna affidarsi ad uno specialista BIM per la Pubblica Amministrazione che ti fornirà soluzioni in linea con il nuovo BIM codice appalti e adatte alle tue specifiche esigenze.

Il GIS, invece, consente di visualizzare e analizzare i dati geografici in modo più efficace. Questo è particolarmente importante negli appalti pubblici, dove molte infrastrutture si estendono su aree geografiche molto vaste. Il GIS può essere utilizzato negli appalti pubblici per analisi del territorio, identificazione dei siti di costruzione e gestione dei rischi ambientali.

L’uso combinato delle due tecnologie appena descritte negli appalti pubblici, offre numerosi vantaggi, tra cui:

1. miglioramento della qualità del progetto:
   il BIM ed il GIS, permettendo una maggiore collaborazione e coordinazione tra i professionisti coinvolti nel progetto, migliorano la qualità del progetto e contribuiscono a ridurre i rischi di errori;
2. riduzione dei tempi di costruzione:
   le due tecnologie (BIM e GIS) permettono una pianificazione e una gestione più efficiente della costruzione, riducendo i tempi di costruzione e migliorando la sicurezza sul luogo di lavoro;
3. maggiore sostenibilità:
   il BIM ed il GIS consentono di ridurre l’impatto ambientale dell’edificio e di garantire la sostenibilità del progetto;
4. riduzione dei costi:
   il BIM ed il GIS consentono una gestione più efficiente del progetto, riducendo i costi associati alla progettazione, alla costruzione e alla gestione dell’edificio.

L’implementazione di BIM e GIS negli appalti pubblici può essere una sfida a causa della quantità e complessità dei dati coinvolti e della necessità di collaborare con molte parti interessate. Inoltre, può essere costoso e richiedere una formazione specifica per gli utenti.

Una sfida che può essere agevolmente vinta grazie ad applicazioni, piattaforme collaborative e percorsi formativi nient’affatto onerosi, di semplice apprendimento ed uso:

• applicazioni specifiche che, attraverso un’integrazione intelligente di BIM e GIS , consentono la digitalizzazione e la gestione geospaziale di edifici e infrastrutture senza limiti sulla complessità, sul numero e sull’aggiornamento continuo del dato;
• ambiente di condivisione dati BIM in linea con la norma UNI EN ISO 19650 e certificati IFC da buildingSMART international;
• corsi e certificazioni BIM online dedicati.

BIM GIS e Smart city

Le Smart Cities o Città Intelligenti sono spazi urbani che applicano le Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione (ICT) e l’Internet of Things (IoT) per ottimizzare e migliorare le infrastrutture e i servizi ai cittadini rendendoli più efficienti e sostenibili.

Per una implementazione efficiente di uno Smart City Project è necessario lo sviluppo di un sistema digitale in grado di gestire e visualizzare i dati geospaziali in un ambiente user-friendly. La soluzione a questa necessità risiede nell’implementazione del Geographic Information System (GIS) che offre funzionalità avanzate e user-friendly per i progetti di smart city. Per approfondire il ruolo della tecnologia geospaziale nelle Smart city leggi l’approfondimento: “Geospatial technology in smart cities: conoscere le tecnologie geospaziali per gestire le città del futuro”

L’uso integrato di GIS e BIM consente di affrontare tutte le fasi del ciclo di vita di un asset urbano, dalla pianificazione alla manutenzione, in modo efficace e risparmiando tempi e costi.

Gli usi integrati del GIS e del BIM sono legati ai requisiti di progettazione dell’asset urbano e alle componenti del patrimonio comunale da gestire successivamente, tali usi saranno dunque:

1. costruzione del geospatial digital twin:
   il primo passo consiste nella realizzazione del modello digitale della città in cui si descrivono le varie componenti urbane. La combinazione di GIS e BIM fornisce un potente strumento per la costruzione del modello BIM della smart city con dati georeferenziati e la visualizzazione di questi dati in un ambiente user-friendly;
2. catalogazione di tutti gli asset urbani:
   individuazione e catalogazione degli asset urbani per semplificarne notevolmente la fase di gestione e manutenzione;
3. informatizzazione degli impianti urbani:
   l’integrazione tra GIS e BIM permette di geolocalizzare gli asset, tra cui appunto tutti gli impianti urbani, e arricchire il modello digitale con contenuti informativi necessari per gestire la successiva fase di management;
4. geolocalizzazione delle attività manutentive e dei luoghi di intervento:
   grazie all’utilizzo della tecnologia GIS è possibile individuare direttamente sulle cartografie le reti degli impianti urbani e accedere al contenuto informativo che le riguarda, compresa la geolocalizzazione del programma manutentivo.

Ad aiutarti nella progettazione, costruzione e gestione di città intelligenti, ci sono i geospatial digital twin che integrando la tecnologia IOT, permettono una gestione più “smart” delle città.  Prova gratuitamente questa rivoluzione  senza limiti di tempo con la dotazione di 1 mappa e 2GB per caricare modelli BIM, nuvole di punti e altri contenuti mappa.