校园电子沙盘的可视化表达

赵显豪 范昕昊 沈乃峰 纪宏伟 孙立伟

沈阳城市学院 辽宁省 110000

摘要：沙盘是按一定比例缩小的的模型。电子沙盘，它是利用多媒体设备将地形上的建筑及房间内的物体按尺寸、标高以虚拟的三维方式展现。在先进的电子信息支撑下，电子沙盘不仅能显示固定结构的信息，同时还能显示动态人、车、飞机、舰船 等具有移动能力的目标的现状，向人们展示自己的设计与理念。可以说电子沙盘将成为人们在工业开发的可行性设计、设计的主要手段。由于BIM在智能建造方面以其信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性等优点。BIM与电子沙盘的结合，实现了数据在电子沙盘中可视化、施工模拟和技术方案的可视化表达。

关键词：电子沙盘；BIM；可视化

1.引言

电子沙盘作为一个高科技的多媒体沙盘，备受青睐，近年来传统单调的沙盘已经逐渐被淘汰了，电子沙盘以简单明了、一目了然的方式展示所需呈现的内容，不受实体模型、空间大小的限制，既可以展示宏观项目，也可以展示微观世界，既可以展示项目外部，更可深入展示项目内部。展示手段先进，展示效果好，大量运用高科技展示手法，集声、光、电、互动项目、三维动画、影视等现代视觉效果之大成。BIM与电子沙盘的结合，实现了数据在电子沙盘中可视化、施工模拟和技术方案的可视化表达，使得沙盘具备科学管理和形象化的展示的能力，提高沙盘的可操作性，解决了BIM与电子沙盘两者单独使用时所产生施工展示的可视化程度低，整体的效果差的缺陷。

2.项目概述

现在的社会科技发展迅速，网络已经遍布全球，大多数人的生活几乎离不开网络，人们的生活节奏越来越快而对于沙盘来说，电子沙盘的便捷性也高于了传统的物理沙盘，于是我们小组开始研究了校园电子沙盘。

电子沙盘是相对于物理沙盘而言的，而每个人对电子沙盘的理解也不尽相同，总体来说电子沙盘就是融合多媒体技术、模型沙盘、投影技术等的新型沙盘电子沙盘也有着许多的种类：电子沙盘的分类很多,有纯数字内容的数字沙盘;有可以互动的互动沙盘;有带有投影幼能的投影少盘;有带有模型的模型电子沙盘;有带有大屏幕的立体仿真大屏幕少盘;有三维古建沙盘、有地产沙盘、有规划沙盘有展示沙盘、有展会沙盘等众多沙盘种类。相对于传统的物理沙盘电子沙盘可以融合更多的设计和新鲜元素，可以满足更多个性化需求，并且更新速度更快，对于当前的时代来说电子沙盘的吸引力更为突出。

本次校园电子沙盘项目准备将整个校园的的建筑模型、地形地貌、道路、操场、树木、路标、苗圃绿化等“搬迁”到三维虚拟现实场景中，并进行适化的修饰美化，制作成可操作互动的电子沙盘。通过BIM技术，对校园建筑、环境和设施等进行三维建模，真实还原学校整体环境。以三维可视化场景为依托，结合物联网技术和业务管理系统，实现校园智慧化管理。能够在三维虚拟场景中集成安防摄像头、机房设备、校车位置、智能设施的运行状态集，为实际的全局管控工作提供直观、友好的可视化界面。直观表达校园地理位置、内部功能分区、建筑设施用途。能够系统全面介绍学校情况、教学情况、专业情况，成为对外宣传的亮点窗口。一切为了学校的老师和学生，提供高效、便捷、安全和智慧的监督和管理服务。利用直观、可视、互动的三维信息化平台描绘出富有特色的校园风貌。 

2.项目流程分析

建筑信息模型技术（BIM）通过数字信息仿真模拟建筑物所有真实信息：1.三维几何形状信息2.非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格、进度和施工等信息。BIM技术系集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据。

BIM摒弃传统设计中资源不能共享、信息不能同步更新、参与方不能很好的互相协调、施工过程不能可视化模拟，检查与维护不能做到五路与信息的碰撞预测等问题。

将BIM技术与电子沙盘技术相结合，可以让校园更立体，对校园未来进行规划和扩建有很大益处。而且方便建筑物以及各种管道线路的后期维护与检测，让校园智能化，可视化。

本课题建立的电子沙盘模型是一个占地面积大约为1300亩，建筑数量为33幢的大学校园建筑群，通过BIM技术建立教学建筑的三维模型，通过电子沙盘技术建立虚拟模型，真实展现校园地形变化以及教学建筑的外形与分布，在参观者游览校园时，可以通过电子沙盘了解这个建筑的名称作用以及背后的文化涵义，强化学校的科学文化建设。

整个项目流程大致分为三步：1.对校园内建筑进行数据采集，2.依据采集的数据运用Revit进行BIM建模，3.最后建模完成后再建立电子沙盘，通过实地勘察和比较验证电子沙盘模型的正确性，分析项目流程的缺点和不足总结经验。

3.项目实施过程

研究内容：校园电子沙盘将占地1300亩的风景园林，33幢近26万平方米错落有致的教学建筑及建筑内部结构设施运用BIM技术建立校园的电子图纸。

拟解决的问题：1.运用BIM的建模技术与分析模型技术将所展示内容可靠化，经济化，准确化，使得展示内容清晰有序。

2.将BIM技术结合到校园电子沙盘中，从而将实际完整地呈现在校园电子沙盘中。

3.参观者可以快速，直观的了解到现实生活中的基础建筑数据。

项目创新之处：电子沙盘的出现是对传统实体模型沙盘进行一次完美的补充，将更丰富细致的大数据信息以高科技现代化的艺术形态向参观者展现。让参观者可以于同一时间完全沉浸在一个被三维立体投影画面包围的高级虚拟仿真环境中，对参观者来说是一种全新的体验，并能产生强烈共鸣。电子沙盘可以时刻动态展示不同比例下的全景沙盘，通过无缝大小随意缩放操作，甚至各角度旋转播放，让沙盘可向参观者毫不保留地展现完整内容。总体来说，电子沙盘的出现即使对传统沙盘的创新改革，又是现代高新科技的体现，在提高观众视觉同时又具有互动趣味性，更有利于知识传播，起到十分理想的宣传效果。

4.结论

BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合于一个三维模型信息数据库中，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用，以实现可持续发展。

为此我们在沈阳城市学院大学生创新创业项目中，特以 BIM 为基础，建立校园电子沙盘这一项目。校园电子沙盘通过建立虚拟的建筑、景物等三维模型，利用数字化基础，使其智能化，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，便于未来对建筑功能性和全周期寿命的应用管理。另外，此项目能够让参观者有一种身临其境的感觉，也为日后学校的数字化发展打下基础。

参考文献

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［3］ 周海涛，基于工作过程导向的ERP企业经营管理沙盘课程开发研究，科技创业家，2014年03期

［4］ 刘成，基于BIM的工程项目管理沙盘模拟实践教学研究，实验室研究与探索，2012年10期

［5］ 许立兰，高职沙盘模拟教学系统的设计与分析，湖南大学，2011年10月