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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭弘淨
研究生(外文):Kuo, Hung-Ching
論文名稱:感測資訊於BIM之視覺化呈現及效益驗證
論文名稱(外文):Visualization of sensors information at BIM and benefit verification
指導教授:曾仁杰曾仁杰引用關係
口試委員:曾仁杰王世旭蕭汎儀王維志
口試日期:2019-11-01
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:土木工程系所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:建築資訊模型視覺化視覺化效益驗證網頁化
外文關鍵詞:BIMVisualization of sensors informationVisualizationVisual Benefit Verification
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近年來,建築物內配置各種感測器已經成為常態,但該資訊卻鮮少被整合與表現,反而失去原有的用意。然而建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)透過視覺化有效地改善了使用者看待建築的角度,將視覺化概念加入感測器的顯示,並將其資訊顯示於3D的空間內,或能將該資訊做更有效的利用。
在BIM模型中,可藉由文字與數字的表現方式來將環境資訊加入其模型中,但該方法在使用上並不直覺且使用步驟較為繁複,無法在第一時間便讓使用者了解資訊。由於BIM是將建築資訊以視覺化的方式呈現,將環境資訊藉由視覺化呈現或有著良好的契合度,而將環境資訊於BIM模型上以視覺化呈現,勢必需透過第三方程式的輔助來呈現,而根據不同的呈現方式,便需要選用不同的輔助工具。
本研究以Autodesk Revit為模型的建立工具,透過Autodesk Forge做模型的輕量化,將該模型放置到雲端,並以網頁的方式呈現。由於需在網頁上進行環境資訊視覺化的加入,使用的工具以Forge API與Javascript為主,該成果能透過搜集感測器資訊,並即時呈現視覺化結果。此外,視覺化的表現方法受到了Forge與BIM模型的限制,因此本研究另外以其他三種顯示方法與其比較之,了解其優勢與劣勢,並給予改善與使用建議。
In recent years, it has become the norm to install various sensors in buildings. However, the sensor information has seldom been integrated and presented, which cause the loss of the original intention. Building Information Modeling (BIM) has brought a great improvement in how information is presented by visualizing the data. The information could be used in a more effective way by applying the concept of visualization to sensor information and displaying it in 3D space.
In the BIM model, environmental information can be presented in the form of texts and digits. However, it is not intuitive and the steps are complicated, which makes users difficult to understand very quickly. Since BIM is used to show architectural design, it will be more useful to visualize environmental information. To achieve this goal, third-party auxiliary tools are necessary.
This study uses Autodesk Revit as a tool to build models. The model will be lightened its weights by Autodesk Forge, then be uploaded to the cloud and presented as a web page. Due to the need to visualize the environmental information on the webpage, the main tools we use will be Forge API and Javascript, which can collect sensor information and present visual results instantly. Meanwhile, how visualized information is presented is limited by the Forge and BIM models. Therefore, the study created a way to visual sensor information and also analysis its pros and cons, and gives suggestions to further improvement and application.
目錄
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 xi
一、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程 3
二、文獻回顧 4
2.1 資料視覺化 4
2.2 建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM) 7
2.2.1 模型輕量化 8
2.2.2 BIM與雲端服務 9
2.2.3 BIM與網頁 11
2.2.4 BIM與資料視覺化 14
2.3 空間環境資訊 15
2.3.1 舒適度指標PMV(Predicted Mean Vote) 15
2.4 動機 19
三、系統架構與設計 20
3.1 系統架構 20
3.2 系統設計 21
3.2.1 視覺化設計 21
3.2.1.1 傳輸限制 21
3.2.1.2 軟體限制 22
3.2.1.3 視覺化呈現方式 23
3.2.2 網頁化系統設計 23
3.3 系統實作 24
3.3.1 網頁伺服器 24
3.3.2 Forge的認證憑證 25
3.3.3 BIM模型於Forge的上傳與傳輸 26
3.3.4 環境舒適度PMV 27
3.3.5 PMV視覺化設計 28
3.3.6 視覺化環境資訊成果展示 32
3.4 小結 34
四、視覺化評估與驗證 35
4.1 實驗設計 35
4.1.1 驗證方法設計 36
4.1.2 題目設計概念 38
4.1.3 題目設計 39
4.2 問卷設計 47
4.3 驗證實驗 49
4.3.1 搜尋速度結果 49
4.3.2 題型A搜尋速度比較 49
4.3.3 題型B搜尋速度比較 53
4.3.4 題型C搜尋速度比較 60
4.4 驗證實驗結果 62
4.5 問卷結果 65
4.6 問卷與實驗結果比較 68
4.7 實驗結果討論 71
4.8 視覺化設計準則建議 71
五、結論與建議 73
引用文獻 74
[1] Frits H. Post, Gregory M. Nielson and Georges-Pierre Bonneau, " Data Visualization: The State of the Art", 2002.
[2] Manuela Aparicio and Carlos J, “Data visualization”, Communication Design Quarterly Review, Costa, November 2014, 3 (1): 7–11. doi:10.1145/2721882.2721883.
[3] Chad M. Parish, Philip D. Edmondson, “Data visualization heuristics for the physical sciences”, Materials & Design Volume 179 , 2019.
[4] Michael Friendly, "Milestones in the history of thematic cartography, statistical graphics, and data visualization", 2008.
[5] X. Li, J. Xu, Q. Zhang, “Research on construction schedule management based on BIM technology”, Procedia Engineering, pp. 657-667, 2017.
[6] D. Mehran, “Exploring the adoption of BIM in the UAE construction industry for AEC firms. International conference on sustainable design”, engineering and construction Procedia Engineering, pp. 1110-1118, 2016.
[7] 康思敏,莫仁維,曾雅愉,「BIM於建物全生命週期各階段之導入與應用」,土木水利,第四十一卷,第三期,2014年六月。
[8] 陳俊嘉,「BIM軟體之IFC相容性研究:設施管理應用為例」,國立中央大學,民國103年。
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[12] L.Y.Dinga, B.T.Zhonga, S.Wub, H.B.Luoa, “Construction risk knowledge management in BIM using ontology and semantic web technology”, Safety Science, Pages 202-213, 2016.
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[15] Kosara, R., J. Mackinlay, “Storytelling: The Next Step for Visualization”, IEEE Computer Society, pp. 44-50, 2013.
[16] Azhar, S., Hein, M., Sketo, B., “Building information modeling: Benefits, risks and challenges. Proc.”, 44th Associated Schools of Construction National Conference, Auburn, AL, 2008.
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[19] ISO 7730:2005, 2005.
[20] 吳宜儒,「結合BIM與感測技術視覺化室內空間舒適度」,國立交通大學,碩士論文,2018年七月。
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