BIM-GIS Integration Methodology for Infrastructure Projects,case study " Pericongo" Neiva - Santana - Mocoa road corridor

El presente proyecto pretende dar a conocer cómo a través de las nuevas tecnologías emergentes se puede explorar las posibilidades de crear modelos digitales mediante la integración entre tecnologías BIM (Building Information Modeling) y GIS (Geographic Information System). La integración entre estas dos tecnologías proporciona la facultad de generar un modelo sólido de la construcción, donde la información geográfica y los datos geométricos de diseños de la infraestructura se integran. La metodología BIM se utiliza para crear, gestionar y compartir la información del ciclo de vida de los proyectos de construcción, mientras que GIS se puede utilizar para almacenar, gestionar y analizar datos que describen el entorno, al integrar estas dos tecnologías se promueve una alta probabilidad de acierto en la toma de decisiones, contribuyendo a entender mejor cómo interactúan los activos dentro del entorno geográfico done se emplaza el proyecto. El objetivo de esta tesis es construir un modelo integrado de visualización y gestión de la información del sitio de la construcción, mediante el desarrollo planificado de un flujo de trabajo que vincula la recopilación, procesamiento, gestión y visualización de datos, al mismo tiempo que se integra la información geométrica representada por modelos de construcción y la información construida mediante la técnica de fotointerpretación de datos basados en Vehículos Aéreos No Tripulados. Con el fin de demostrar dicha integración entre las dos tecnologías, se llevó a cabo el estudio de caso denominado “Pericongo”, en el cual se propone desarrollar un proyecto de infraestructura mediante la propuesta de un túnel vial ubicado en el sector Pericongo corredor vial Neiva-Santana-Mocoa, en el Departamento de Huila. Los datos GIS, se obtendrán mediante la implementación de vehículos aéreos no tripulados y los datos BIM a través del software Infraworks especializado para diseño de carreteras. La integración de estos formatos se lleva a cabo mediante la tecnología FME (Feature Manipulation Engine) utilizado para desarrollar herramientas de transformación de datos basada en flujos de trabajo. Como resultado se obtendrá un modelo inteligente y centralizado de la implementación de un túnel en sector del Pericongo como solución vial que además permitirá facilitar a los ingenieros participantes tener una visualización de rápida adaptación y percepción profunda del entorno dinámico del sitio de construcción a través de la gestión, integración y visualización de la información.Tabla de contenido Resumen ......................................................................................................................................... 1 1 Capítulo 1: Introducción ...................................................................................................... 4 1.1 Planteamiento del Problema ........................................................................................ 8 1.2 Justificación ................................................................................................................. 12 1.3 Objetivos. ..................................................................................................................... 16 1.3.1 Objetivo General ...................................................................................................... 16 1.3.2 Objetivos Específicos................................................................................................ 16 1.4 Alcance ......................................................................................................................... 17 2 Capítulo 2: Antecedentes y Estado del Arte ..................................................................... 18 2.1 Antecedentes ................................................................................................................ 18 2.2 Estado del Arte ............................................................................................................ 20 2.2.1 Marco Internacional Histórico e Investigativo ....................................................... 20 2.2.2 Marco Nacional Histórico e Investigativo .............................................................. 22 3 Capítulo 3: Marco de Referencia....................................................................................... 26 3.1 Diferencias y similitudes entre BIM y GIS ............................................................... 27 3.2 Formatos de datos típicos involucrados .................................................................... 29 3.2.1 Industry Foundation Classes (IFC) ........................................................................ 29 3.2.2 City Geography Markup Language (CityGML) ..................................................... 30 3.2.3 Formato LandInfra .................................................................................................. 30 3.2.4 Formato LandXML .................................................................................................. 31 3.2.5 IMX Write ................................................................................................................. 32 3.3 Plataformas Integradas .............................................................................................. 32 3.4 Drones como herramienta GIS para la obtención de información geográfica...... 34 3.5 Ingeniería conceptual para diseño de túneles ........................................................... 36 3.5.1 Estudios y Diseños ................................................................................................... 37 4 Capítulo 4: (Metodología/Desarrollo/Materiales Y Métodos/Diseño Experimental) ... 38 4.1 Fase 1 Preliminares ..................................................................................................... 39 4.2 Fase 2 Trabajo de campo ........................................................................................... 39 4.3 Fase 3 Procesamiento de datos................................................................................... 40 4.4 Fase 4 Análisis de resultados ...................................................................................... 41 4.5 Fase 5 Conclusiones .................................................................................................... 41 5 Capítulo 5 Desarrollo de la Investigación ......................................................................... 42 5.1 Caso de Estudio ........................................................................................................... 45 5.1.1 Estudio conceptual – solución vial sitio crítico Pericongo en la vía entre los municipios de Timaná y Altamira. ...................................................................................... 45 5.1.2 Trabajo de campo – Obtención de información ..................................................... 66 5.1.3 Fotogrametría........................................................................................................... 69 5.1.4 Transformación de formatos ................................................................................... 71 5.1.5 Diseño Geométrico del túnel.................................................................................... 76 6 Análisis de resultados ....................................................................................................... 107 6.1 Integración BIM y GIS ............................................................................................. 107 6.2 Estudio técnico conceptual ....................................................................................... 108 6.3 Metodología de integración BIM – GIS y trasformación de datos ....................... 110 6.4 Diseño emplazamiento del túnel. ............................................................................. 115 6.5 Cantidades de excavación, relleno y concreto ........................................................ 119 6.6 Simulaciones virtuales .............................................................................................. 120 7 Conclusiones ...................................................................................................................... 123 7.1 Conclusión general .................................................................................................... 123 7.2 Integración BIM - GIS.............................................................................................. 125 7.3 Estudio técnico conceptual ....................................................................................... 125 7.4 Metodología de integración BIM – GIS y trasformación de datos. ...................... 126 7.5 Diseño obra lineal. ..................................................................................................... 127 7.6 Cantidades de excavación, relleno y concreto ........................................................ 128 7.7 Simulaciones y recorridos virtuales ........................................................................ 129 8 Recomendaciones .............................................................................................................. 131 9 Referencias......................................................................................................................... 132 10 Anexos ................................................................................................................................ 142 10.1 Estudio técnico conceptual - (Anexo No.1) ............................................................. 142 10.2 Elaboración de planes de vuelo - (Anexo No.2) ...................................................... 142 10.3 Paso a paso Fotogrametría - (Anexo No.3) ............................................................. 142 10.4 Trasformación de formato (.Las) a (. Recap) - (Anexo No.4) ............................... 142 10.5 Trasformación de formato (. Recap) a IMX - (Anexo No.5) ................................. 142 10.6 Creación de gemelo digital - (Anexo No.6) ............................................................. 142 10.7 Diseño geométrico - (Anexo No.7) ........................................................................... 142 10.8 Creación de sección trasversal software Inventor - (Anexo No.8)........................ 142 10.9 Trasformación de formatos de Infraworks a Revit - (Anexo No.9) ..................... 142 10.10 Trasformación de formatos de Infraworks a Civil 3D - (Anexo No.10) .......... 142This project pretends to show how, through new emerging technologies is possible to create digital models using the integration between BIM (Building Information Modeling) and GIS (Geographic Information System) technologies. The integration between these two provides the capacity to generate a solid model of the building, where the geographic information and geometric data of infrastructure designs are combined. The BIM methodology is used to create, manage, and share information on the life cycle of construction projects, while GIS can be used to store, manage, and analyze data that describes the environment, integrating these two technologies promotes a high probability of success in decision making, contributing to a better understanding of how the assets interact within the geographical environment where the project is located. The objective of this thesis is to build an integrated model for the visualization and information management of construction site, through the planned development of a workflow that links the collection, processing, management, and visualization of data, at the same time as integrates the geometric information represented by construction models of and the information built by the technique of photointerpretation based on Unmanned Aerial Vehicles. In order to demonstrate this integration between the two technologies, the case study called "Pericongo" was developed, in which it is proposed to build an infrastructure project through the proposal of a road tunnel located in the Pericongo sector of the Neiva Road corridor. -Santa-Mocoa, in the Department of Huila. The GIS data will be obtained through the implementation of unmanned aerial vehicles and the BIM data through the Infraworks software specialized for road design. The integration of these formats is carried out using the FME (feature Manipulation Engine) technology used to develop data transformation tools based on workflows. As a result, an intelligent and centralized model of the implementation of a tunnel in the Pericongo sector will be obtained as a road solution for this sector that will also allow the participating engineers to have a visualization of rapid adaptation and deep perception of the dynamic environment of the construction site. through the management, integration, and visualization of informationMaestrí