EIM数字孪生软件 | BIM+GIS轻量化引擎

EIM（Engineering Information Modeling）工程信息模型系统，是一个专注于解决建筑数据管理与复用问题的PaaS云平台。它对外提供三维建筑模型解析与Web可视化、建筑全生命周期数据管理、建筑数据与地理信息数据融合等服务。



作为专业级的建筑数据管理与应用的底层开发平台，EIM 实现将现实世界的物理建筑物映射到虚拟世界形成“数字孪生”，使建筑形成自包含、自展示、自服务能力，帮助用户快速应对复杂的业务场景需求。

EIM主要面向建筑行业软件二次开发商、建筑工程生态圈企业和个人创客。针对BIM全过程的不同领域，为城市基础设施（交通、电力、化工、海事、地下设施等）、住宅、商用楼宇、园区、小镇等数字建筑物提供专业级的底层技术解决方案。



基于EIM数字孪生软件的水厂项目示例

软件结构

EIM 包括数据管理、三维管理、BIM+GIS管理三大板块：



△ 数据管理：为 BIM 提供一个标准的数据管理方式，通过自定义业务数据模型及标准化的数据访问接口实现文档、项目、设计数据、进度、设备、沟通、组织、人员与权限等建筑数据全生命周期管理。

△ 三维管理：包括 EIM3D 三维处理引擎以及三维可视化引擎，提供从模型上传、解析到前端渲染的三维可视化一站式服务，具有IFC、Revit、iModel、OBJ、DAE、FBX 等国际通用的BIM模型以及常见的 DWG 二维图纸的解析服务，形成一套完整的模型构件数据库，并支持在 PC 端和移动端的三维展示以及互动操作，同时提供服务层 API 和 JavaScript API 支持二次开发。

△ BIM+GIS管理：作为面向BIM+GIS的数据管理和应用开发平台，集成GIS场景与BIM模型完整的数据，实现室内室外、地上地下的一体化浏览。

软件核心技术

△ EIM3D 三维引擎

EIM3D 三维引擎提供 BIM 模型后台处理计算服务和前端模型及数据展示服务，它一方面将各软件厂商封闭的 BIM 数据格式开放化，另一方面为建筑全过程信息、决策等系统的开发者和庞大的建筑标准体系之间建立桥梁，降低软件开发者进入建筑领域知识的门槛。

通过对国际、国内常见民用和工业建筑模型格式的支持，EIM3D 将 BIM 中的几何数据转换为大多数软件支持的三角面格式，以构件为粒度融合属性数据，最终向开发者提供 RESTful 形式的数据接口 API 及三维模型浏览组件，降低了开发者对繁杂的建筑及各类模型格式等知识的理解，也降低了开发者对建筑三维可视化的要求。



EIM3D 通过构件互用、数据压缩、按需加载等方法，轻量化 BIM，使得常规的计算机、手机、Pad 等都能通过支持 WebGL 的浏览器在线查阅 BIM，大大降低了对BIM使用的软、硬件需求。



△ 数据平台

EIM 具有一个强大的数据平台，它由一个建筑数据库和一种可配置的数据模型组成。

1.建筑数据库

由于三维图形的数据存储格式繁多、单组件数据量较小而整个图形数据量较大的特点，因此关系型数据库难以胜任。为了满足建筑数据库复杂、易变的数据结构存储要求，我司研发了EIM 建筑数据库——多模数据库，用于解决不同种类建筑数据，如三维几何数据、文档、结构化数据和关系型数据的存储和管理问题，自由的实现个性化定制需求。

EIM 建筑数据库支持灵活的数据结构存储方式，并可以混合使用。与传统的关系型数据库相比，EIM 建筑数据库对三维几何数据的处理速度更快；与文档型数据库比较，它占用的存储空间更少。



EIM 建筑数据库支持类似 SQL 的 AQL 查询语言，实现对数据的快速查询，简单易用。同时，它还内置了可扩展的建筑工程领域数据模型及基础API。

2.可配置的数据模型

EIM 内嵌了一套建筑工程领域的通用数据模型及 API，允许用户对数据模型进行客户化定义，并提供了一套定义数据的方法。基于 EIM 定义数据的规则，用户可以任意扩展成符合自己需求的数据模型，包括对象类、关系类、属性等的个性化配置，以满足不同类型应用程序的开发要求。



EIM 目前包含两类服务，即数据接口服务和业务服务。数据接口服务主要负责对外提供各类结构化、非结构化数据存取的通用接口；业务服务主要对外提供EIM特定业务组件接口。主要核心接口与服务如下：

数据接口服务：

·通用数据接口

·用户授权验证接口

·日志接口

·事务控制接口

业务服务：

·三维模型解析服务

·三维模型可视化

·工程图纸可视化

·地理信息可视化

·特定业务服务

3.BIM与GIS融合

EIM 的 BIM+GIS 融合技术能够构建智慧城市所需最基础最核心的城市基础数据库，作为城市各类智慧信息接入和承载平台。EIM 提供多源二、三维 GIS 数据及 BIM 模型的上传、解析、数据集成、浏览交互和管理，通过空间位置将 BIM 精细数据与 GIS 大场景数据无缝集成，实现浏览器上室内室外、地上地下一体化的浏览和交互。EIM 支持用户在线一站式的快速组织各类数据，搭建 BIM+GIS 基础应用。



软件功能

△ 三维解析与展示

1.三维处理引擎

1）模型上传和解析：EIM 三维处理引擎支持 IFC、RVT、iModel、OBJ、DAE、FBX 等国际通用的BIM模型的解析。



模型经过解析后可将原始模型中的非几何信息（如模型构件的设计属性等相关数据）和几何信息（如顶点、面片、材质等几何相关数据）提取出来，便于用户后续根据自己的实际应用所需而使用。

2） 场景树计算：场景树用于对场景中所有元素进行层次化的管理，为了方便场景元素的查找和显示，EIM3D 支持自定义的场景树，即根据用户自定义的规则创建和维护场景树，如按照空间关系（建筑群、建筑、楼层等）将整个场景划分为不同的区域，或者按照系统关系（暖通、电气、给排水等）对场景进行划分，只要用户自定义的规则遵循EIM3D 的场景定义格式，就可以按照用户的意愿来组织BIM数据。

3）模型数据查看和下载：模型数据计算完成后，EIM 提供模型数据的查看和下载功能。可获取模型id、模型key、构件数量、包围盒等模型信息，和获取模型所有的构件清单，以及模型中指定构件的属性，还可以下载模型的几何数据，或根据指定属性查询并返回满足指定属性的构件列表。

4）glTF格式文件导出：为了支持行业通用格式 glTF，EIM3D 提供 glTF 导出功能，可将原始模型转换为glTF（glTF与GLB两种类型）格式导出，并下载到本地。

5）模型外轮廓提取：支持模型进行轻量化展示，通过模型外轮廓提取功能实现模型在线轮廓快速显示。

6）模型对比：支持模型间的快速对比，依据前端显示效果分类，返回不同效果的对比结果集。

7）二维图纸信息管理：支持REVIT模型内的二维图纸在线提取，实现二维图纸的信息获取和二三维模型联动展示。



8）骨骼动画：支持 FBX 格式模型的骨骼动画，生动在线模拟模型的动画效果。

9）字体绘制：文字绘制功能可以在三维场景中添加三维形式的文字。

10）路网绘制：路网显示功能提供了基础的展示功能，可以在三维场景中绘制已经计算好的路网线路。

11）轴网显示：轴网根据原模型对应的二维图纸解析而来，数据从二维图纸2D格式转成3D渲染需要的格式。

2.三维可视化引擎

EIM 三维可视化引擎支持在 PC 端和移动端的三维展示和互动操作，完成对三维模型视图、构件以及一些复杂操作的实现。



1）多模型合并显示：支持多专业、多模型文件分别上传解析后放在同一个场景中进行合并显示，且模型格式支持多种混合格式，即放入场景的模型可以同时包含IFC、Revit、iModel、obj、fbx、dae格式。

2）带材质的模型展示：支持Revit、obj模型中材质的提取和展示，通过模型解析获取 Revit、obj 模型中的材质信息，在前端展示时真实还原建模情况。

3）大模型浏览支持：针对大数据量场景的展示需求，EIM 通过构件复用、高压缩处理、本地缓存等技术手段，实现三维模型的轻量化，从而支持大体量模型的流畅展示，和平移、缩放和旋转操作显示。

4）移动端直接浏览：采用B/S模式的免插件架构，支持PC端和移动端（移动端浏览器和体验版的APP）的三维展示和互动操作。

5）多功能操作支持：支持模型各类常见web端操作，例如漫游、复位、重做、剖切、离散、模型对比、快照、标签、测量、批注、属性查看、框选、隐藏、隔离、变色、线框化、聚焦等等。

△ 数据管理

EIM 为 BIM 提供了一个标准的数据管理方式，实现建筑数据全生命周期管理，数据涵盖建筑几何模型数据、项目管理数据、关系数据等，同时支持用户按照自身业务需求自定义数据及数据间关系，提供基于 RESTful 的数据接口服务，用户可通过接口访问数据驱动业务应用。基于这些数据，开发者可以轻松实现或扩展下列功能：

1.通用数据管理：支持对对象、关系数据的通用操作功能，如新增、删除、修改、查询。

2.文档类数据管理

提供文档存取服务，可存储和管理建筑生命周期中所有的模型文件、工程图纸与资料文档，支持的主要功能如下：

1）基本操作：提供文件夹/文档/物理文件的新建、上传、编辑、删除、重命名、下载、移动、转存、授权、分享包、回收站等基本操作。

2）工程文档在线浏览：基于Web浏览器，可实现二维工程图纸的在线浏览，支持的格式有：

·二维文件：dwg

·Office文件：docx、xlsx、pptx、doc、xlx、ppt

·图片文件：jpeg、png、gif、jpg

·其他文件：pdf、txt

3）文档版本管理：提供文档的版本管理功能，支持对文档的升版操作。

4）回收站管理：文件夹、文档删除后的恢复以及彻底删除操作。

5）分享包管理：实现文件的分享，方便工程项目中数据资料的交换和传输。

3.项目基础信息管理

创建/更新/删除项目、获取项目基本信息及项目列表等。

4.设计管理

构件空间位置管理（含场地、建筑物、楼层、房间等）、Tag功能位置管理、工艺系统管理等。

5.设备管理

设备及物料管理、按批次管理、分组管理等。

6.进度管理

WBS管理、作业活动管理、工作包管理、工程量管理等。

7.沟通管理

沟通记录管理、通知管理、公告管理等。

8.组织、用户与权限管理

组织管理、用户管理、角色管理、菜单管理、权限管理等。

9. 数据关联管理

实现任意数据、模型、文件之间的数据关联或同类对象之间的层次关系。

10.自定义数据

可在EIM已定义好的数据结构基础上，扩展数据结构，以满足不同的业务需求。

11.事务控制

支持业务事务控制，以保证关联业务数据的完整性、一致性。

12.数据操作日志

完整记录用户对数据的操作记录并提供查询接口。

△ BIM+GIS

BIM与GIS融合主要包括BIM与GIS数据的集成、浏览、管理，BIM+GIS应用的快速搭建和定制开发。

1.BIM+GIS 多源数据集成

提供 GIS 中通用格式的矢量、影像、倾斜和三维场景数据的上传、存储和管理，支持 BIM 数据的上传解析，通过空间位置将 BIM 精细数据与 GIS 大场景数据无缝集成。

2.轻量三维 Web 浏览交互

基于 WebGL 实现了轻量 BIM+GIS 三维浏览交互功能，以三维地球的形式提供丰富的数据浏览和交互操作功能，包括底图设置、测量、查询、漫游动画、室内导航、模型编辑、 挖洞分析、BIM 构件定位等。

3.BIM+GIS 应用快速搭建

提供在线快速搭建 BIM+GIS 应用平台，无需写代码，仅通过配置即可完成 BIM+GIS 应用创建。该应用可直接分享或复用或作为业务扩展开发的基础进行进一步的二次开发。


BIM+GIS应用搭建大桥地形示例