Εφαρμογή της τεχνολογίας ΒΙΜ και των συστημάτων GIS στην ανάπλαση αδιαμόρφωτης έκτασης σε πάρκο στο Δήμο Σερρών

Abstract

Στον αστικό ιστό μέσω των διαδικασιών της αστικής ανάπλασης, αναζωογονούνται οι οικονομικές δραστηριότητες, αποκαθίστανται οι κοινωνικές λειτουργίες και βελτιώνεται η ποιότητα του περιβάλλοντος. Η εξέλιξη της τεχνολογίας βοηθάει σημαντικά στην λήψη και στην εφαρμογή δράσεων προστασίας του περιβάλλοντος. Οι απαιτητικοί χρόνοι σχεδιασμού, μελέτης και κατασκευής ενός έργου αστικής ανάπλασης οδήγησαν στην αναζήτηση νέων εργαλείων που θα διευκολύνουν και θα επιταχύνουν την υλοποίηση των παρεμβάσεων / κατασκευών με λιγότερο κόστος. Τα Συστήματα Μοντελοποίησης Κατασκευαστικών Πληροφοριών (BIM) και τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) αποτελούν τεχνολογίες που μέσω αυτών μπορούν να επιτευχθούν τα παραπάνω. Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας αυτής είναι ο σχεδιασμός και η εφαρμογή ενός σεναρίου αστικής ανάπλασης ενός αδόμητου χώρου εντός της πόλης των Σερρών, σε πάρκο αναψυχής μέσω ενός συνεργατικού μοντέλου BIM & GIS. Σκοπός της διπλωματική εργασία είναι η διερεύνηση της συνεργασίας των τεχνολογιών αυτών με απώτερο σκοπό την αναβάθμιση της ροής εργασιών μιας αστικής ανάπλασης σε όλα τα στάδιά της (προμελέτη - κατασκευή - συντήρηση) αλλά και τη μείωση του κόστους και χρόνου. Επιμέρους στόχοι που τέθηκαν ήταν η αξιολόγηση των δυνατοτήτων της τεχνολογίας BIM σε σχέση με τα συμβατικά εργαλεία και οι δυνατότητες που παρέχονται από αυτή, η διασύνδεση της τεχνολογίας ΒΙΜ και των συστημάτων GIS και τέλος η διερεύνηση της διάχυσης πληροφορίας από συστήματα GIS σε τεχνολογίες υπολογιστικού νέφους. Για την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας επιλέχτηκε προς μελέτη ένας αδιαμόρφωτος υπαίθριος χώρος (9200 τμ) εντός του αστικού ιστού της πόλης των Σερρών. Το πρώτο βήμα της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε ήταν η συλλογή δεδομένων (ορθοφωτογραφίες, τοπογραφικά διαγράμματα, περιγραφική πληροφορία κτλ.) καθώς και ο έλεγχος της αξιοπιστία και της ακρίβειά αυτών. Στη συνέχεια εισήχθηκαν τα δεδομένα και επεξεργάστηκαν από τα λογισμικά που επιλέχτηκαν (Archicad, SketchUp, Lumion, QGIS και GIS Cloud) με σκοπό το θεμιτό αποτέλεσμα με βάση τους στόχους που τέθηκαν. Όσον αφορά την τεχνολογία ΒΙΜ πρώτα σχεδιάστηκε σε δύο και τρείς διαστάσεις τόσο η υφιστάμενης κατάστασης της περιοχής μελέτης όσο και της πρότασης αστικής ανάπλασης. Ακολούθησε η ανάλυση των κατασκευαστικών σταδίων ώστε να υπολογιστούν οι ποσότητες των εργασιών που θα εκτελεστούν αλλά και του κόστους των εργασιών αυτών (προϋπολογισμός έργου). Επόμενο βήμα ήταν η προσθήκη περιγραφικής πληροφορίας σε κάθε αντικείμενο το οποίο είτε εισήχθηκε είτε σχεδιάστηκε. Η περιγραφικές πληροφορίες αφορούσαν την τοποθεσία (συντεταγμένες) αλλά και τεχνικές πληροφορίες (περιγραφή, προμηθευτής, διαστάσεις κ.α.). Ο χρονικός προγραμματισμός αποτέλεσε ένα ακόμα στάδιο της επεξεργασίας. Αρχικά έγινε μια κατασκευαστική προσομοίωση όπου δημιουργήθηκαν οι εργασίες που πρόκειται να υλοποιηθούν και σε αυτές προστέθηκαν ενδεικτικές ημερομηνίες έναρξης και λήξης. Κλείνοντας την επεξεργασία στο ΒΙΜ έγινε ο φωτορεαλισμός του μοντέλου. Τα επεξεργασμένα δεδομένα εξήχθησαν ώστε να εισαχθούν στο QGSIS με απώτερω σκοπό την μεταφόρτωσή τους στο σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών Υπολογιστικού Νέφους (GIS Cloud) στα θεματικά επίπεδα που δημιουργήθηκαν στο περιβάλλον του σε ποικίλες μορφές (διανυσματικά αρχεία - shapefiles, ψηφιδωτά – raster, πίνακες, υπερσύνδεσμοι κτλ). Τέλος, η πλατφόρμα GIS Cloud συνδέθηκε με την πλατφόρμα Kuula για την δημιουργία εικονικής πραγματικότητας. Με την παραπάνω μεθοδολογία δημιουργήθηκε ένας συνδυασμός πλατφορμών οι οποίες περιέχουν όλα τα στάδια μελέτης και κατασκευής της αστικής ανάπλασης. Διαθέτουν εργαλεία που βοηθούν στην ανάλυση και βελτιστοποίηση των λειτουργιών σε πραγματικό χρόνο και πλεονεκτούν σε κόστος, χρόνο και ποιότητα από ότι οι συμβατικές τεχνικές μεθοδολογίες.

In urban fabric through the processes of urban regeneration, economic activities are revitalized, social functions are restored and the quality of the environment is improved. The development of technology helps significantly in receiving and implementing environmental protection actions. The demanding planning, study and construction times of an urban regeneration project have led to the search for new tools that will facilitate and speed up the implementation of interventions / constructions at a lower cost. Building Information Modeling Systems (BIM) and Geographic Information Systems (GIS) are technologies with which the above can be achieved. The object of this thesis is the design and implementation of an urban regeneration scenario of an unstructured space in the city of Serres, in a leisure park through a collaborative BIM & GIS model. The aim of this thesis is to investigate the cooperation of these technologies with the ultimate goal of upgrading the workflow of an urban regeneration in all its phases (pre-planning - construction - maintenance) but also reducing cost and time. The sub-objectives that were set were the evaluation of the capabilities of BIM and GIS technologies in relation to conventional tools and the capabilities provided by them, the interface of these technologies and the investigation of dissemination of information from GIS systems to cloud computing technologies. For the preparation of this thesis, an unstructured outdoor space (9200 m2) within the urban fabric of the city of Serres was selected for study. The first step of the methodology that was followed was the collection of data (photographs, topographical diagrams, descriptive information, etc.) as well as the control of their reliability and accuracy. The data were then imported and processed by the selected software (Archicad, SketchUp, Lumion, QGIS and GIS Cloud) in order to obtain the desired result based on the objectives that were set. As regards BIM technology, both the current situation of the study area and the urban regeneration proposal were first designed in two and three dimensions. The analysis of construction stages followed in order to calculate the quantities of work to be performed and the cost of these works (project budget). Next step was adding descriptive information to each object that was either imported or drawn. Descriptive information concerning the location (coordinates) but also technical information (description, supplier, dimensions, etc.). Time planning was another stage of processing. First, a construction simulation was made where the tasks to be implemented were created and indicative start and end dates were added to them. Finishing processing in BIM, the photorealism was done. The processed data were extracted to be imported into QGSIS so that to upload them to the Geographical Information System (GIS Cloud) in thematic layers that created in various formats (vector files - shapefiles, raster images, tables, hyperlinks, etc. ). Finally, the GIS Cloud platform was connected to the Kuula platform to create virtual reality. With the above methodology, a combination of platforms, which contain all the stages of study and construction of the urban regeneration, was created. They offer tools that help analyze and optimize operations in real-time and have a cost, time and quality advantage over conventional technical methodologies.