Verso un digital twin urbano : integrazione fra BIM e GIS nel settore edilizio

The most recent forecasts regarding global population over the next thirty years show not only an absolute increase in the world population, but also the exponential increase in the share that will be concentrated in urban areas. In order to properly address the challenges arising from this, the entire construction supply chain and government structures will have to adopt and exploit the most recent applications deriving from research on digitization, in such a way as to be able to have integrated systems that allow, through the development of Digital Twins including entire urban areas, to be able to manage the entire city infrastructure under all the aspects that characterize it. However, before being able to have a real Digital Twin that allows the collection of data from physical models in real time, it is necessary that the virtual model associated with it can correctly represent entire urban areas. To achieve this goal, not only is an even greater diffusion among operators in the sector necessary of methodologies such as Building Information Modeling (BIM) which, in addition to detailed modeling, also allows for the development of a greater degree of collaboration between the subjects, but it is essential to integrate the latter with systems that are able to correctly manage the territory in which the buildings are inserted and all the information deriving from it, namely the Geographic Information Systems (GIS). The purpose of this thesis is to analyze how the concept of integration between BIM and GIS is now spreading in recent years not only within the scientific research sector through the development of various approaches and methodologies, but also and above all within more applicative contexts linked to its concretization. To this end, the concept of integration will be treated first under more theoretical aspects, related to the state of the art of the same, and subsequently, through the development of a case study, aspects more related to the operational implications of this concept will be analyzed.

Le previsioni più recenti riguardanti l’aumento demografico globale nei prossimi trenta anni dimostrano non solo un aumento in senso assoluto della popolazione mondiale, ma anche l’aumento esponenziale della quota parte che si concentrerà nelle aree urbane. Per poter affrontare in modo corretto le sfide derivanti da ciò, l’intera filiera delle costruzioni e le strutture governative dovranno adottare e sfruttare le più recenti applicazioni derivanti dalla ricerca sulla digitalizzazione, in modo tale da poter disporre di sistemi integrati che permettano, tramite lo sviluppo di Digital Twins comprendenti interi territori urbani, di poter gestire l’intera infrastruttura cittadina sotto tutti gli aspetti che la caratterizzano. Prima però di poter disporre di un vero e proprio Digital Twin che permetta la raccolta in tempo reale di dati dai modelli fisici, è necessario che il modello virtuale associato ad esso possa rappresentare correttamente interi territori urbani. Per raggiungere questo scopo è necessaria non solo una ancora maggiore diffusione tra gli operatori del settore di metodologie come il Building Information Modeling (BIM) che, oltre ad una modellazione di dettaglio, permette di sviluppare anche un maggior grado di collaborazione fra i soggetti, ma risulta fondamentale integrare quest’ultima con sistemi che siano in grado di gestire correttamente il territorio in cui sono inseriti gli edifici e tutte le informazioni derivanti da esso, ovvero i Geographic Information System (GIS). Lo scopo di questo elaborato di tesi è quello di analizzare come il concetto di integrazione fra BIM e GIS si stia ormai diffondendo negli ultimi anni non solo all’interno del settore della ricerca scientifica tramite lo sviluppo di vari approcci e metodologie, ma anche e soprattutto all’interno di contesti maggiormente applicativi legati alla sua concretizzazione. Al fine di ciò, il concetto di integrazione verrà trattato prima sotto gli aspetti più teorici, legati allo stato dell’arte dello stesso, e successivamente, tramite lo sviluppo di un caso studio, verranno analizzati aspetti più legati ai risvolti operativi di questo concetto.