BIM+GIS技术在公路工程建设中的应用

BIM+GIS技术在公路工程建设中的应用

曾雁

身份证号码：654201198610100040 新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐市 830000

摘要：目前，建筑信息模型(buildinginformationmodeling，BIM)技术已经成为各行业解决实际问题的重要生产力工具．在交通工程尤其是高速公路等带状工程项目中，融合BIM技术和地理信息系统(geographicinformationsystem，GIS)技术进行工程设计、施工建设及运营管养应用是未来的发展方向．基于此，对BIM+GIS技术在公路工程建设中的应用进行研究，以供参考。

关键词：BIM;GIS技术;公路工程建设;技术应用

引言

随着社会的快速发展，大数据、ＢＩＭ＋ＧＩＳ、物联网、人工智能等技术在交通工程中的逐步使用，使我国的交通建设行业也有了质的提升。交通运输部分别在２０１７年９月和２０１８年２月发布了《交通运输部办公厅关于开展公路ＢＩＭ技术应用示范工程建设的通知》和《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，要求围绕项目管理各阶段开展ＢＩＭ技术专项示范应用以及逐步开展智慧交通建设工作。ＢＩＭ＋（ＪＩＳ技术作为一项基础性应用，由于其三维可视及数据集成能力，将为工程ＢＩＭ应用及智慧交通提供有力的技术支撑。以公路工程设计及施工管理为研究对象，开展公路工程建设全阶段应用研究意义重大。

1BIM+GIS技术应用可行性

1.1技术可行性

近年来，GIS技术在各行各业应用广泛，倾斜摄影拍摄及数据处理在我国发展得如火如荼；BIM技术在公路工程管理平台运用成熟。围绕BIM和GIS技术融合，国内外许多学者或机构展开了相关研究。值得关注的是，随着网络和移动技术的普及，通过网络访问BIM和GIS的需求呈爆发式增长，HTML_5标准、WebGL等技术的出现极大地解决了三维空间数据在前端的可视化渲染问题，使通过网络在铁路建维一体化管理中应用BIM+GIS技术具备技术可行性。

1.2政策可行性

深化一体化建设，各公司部署或通过试点工作完善工作标准、健全推进机制、深化专业融合，提升运营管理水平和养护维修质量。BIM+GIS技术的应用能够有效避免运维人员查阅设备设施纸质资料，可协助其快速掌握设备设施建设、运维信息，甚至是设备实时检测监测的数据，并支持系统中模拟线路巡检、应急救援等重要工作，降低其重复前往现场的频率，大大提升了运营维护的工作效率。因此基于BIM+GIS技术的建维一体化管理平台符合时下政策、符合公路路降本增效的管理目标，具有政策支持基础。

2ＢＩＭ＋ＧＩＳ技术在公路工程中的应用优势

众所周知，ＧＩＳ技术主要应用于宏观区域，可集成空间地理信息、社会各要素等多种属性；ＢＩＭ技术主要应用于微观单体建筑，可完成构件级项目管理。然而在交通公路行业，工程往往为长线性布置，既要关注整体布局，也要关注细部结构，采用ＢＩＭ＋ＧＩＳ融合技术将很有必要。在设计阶段，充分发挥ＢＩＭ设计软件优势，在９８０５（２０２２）０２００１９０４设计效率、成果质量提升等方面着力，并解决二维设计面临的诸多问题。在工程施工阶段，以ＢＩＭ＋ＧＩＳ协同平台为基础，探索集成项目管理各内容、融合项目管理各要素，以“一个平台、一套数据、一个管理大脑”整体要求进行项目统筹管理，提升项目管理质量、水平及效率。

3ＢＩＭ＋ＧＩＳ技术在公路工程建设中的应用

3.1地形数据准备

采用Ｃｍｌ３Ｄ软件利用等高线数据进行原始地形三维网格曲面创建，地形曲面精度取决于原始测绘数据的精度。在三维地形曲面创建过程中，通常地形曲面创建出来后会检查出二维测绘成果产生的误差，因此需进行地形曲面的局部误差数据修改、添加曲面边界、设置地形坐标系统，并输出或输入到Ｉｎｆｒａｗｏｒｋｓ软件中。在Ｉｎｆｒａｗｏｒｋｓ软件中，通过Ｒａｓｔｅｒ工具对齐卫星影像数据，最终生成ＤＥＭ与ＤＯＭ叠和好的三维地形曲面。

3.2概念化道路建模

在Ｉｎｆｒａｗｗｋｓ软件中，道路路线通过绘制多段线的方式进行快速创建》路线细部参数通过平面微调结合纵断面视图方式进行设计；道路宽度、开挖及填筑边坡、桥梁、箱涵、路灯、标ｉｉ及标牌、绿化、护栏、管网等均采用属性设置、添加结构或者装饰的方式快速添加；道路交叉口及隧洞进口开挖等均由软件自动识别创建。

3.3航测技术

本项目前期，利用机载激光雷达扫描、高精度测绘技术，将获取高精度三维激光点云、高分辨率数码影像及经过数据处理获取的高清数字正射影像(digitalorthophotomap，DOM)、数字高程模型(digitalelevationmodel，DEM)、数字线划图(digitallinegraphic，DLG)、数字表面模型(digitalsurfacemodel，DSM)等道路数据．通过机载三维激光雷达测量，实现了地面三维坐标和影像数据同步，并快速实现地物真实形态特性再现，为合理选线提供了基础数据．通过航测数据建立的实景模型能够为BIM模型提供地理环境信息，多角度观看整个区域的地形地貌与实际情况，具有亲临真实场景查看的效果，可反复对局部及总体方案进行多角度仔细研判，特别是在宏观的地理环境查看方面具有显著的效果．通过航测点云数据，实测本项目沿线的国家保护植物红椿树的树冠三维位置．本项目在设计过程中利用BIM模型清晰且直观地展示了红椿树的位置，使设计人员能准确判断路线并确定绕避方案。

3.4搭建电子沙盘

基于ＢＩＭ技术对沙盘作业进行模拟，可通过ＢＩＭ技术论述道路工程起点和终点选择是否合理，并对拟定的备选方案进行模拟，比较不同方案的应用优势和主要缺点。在此过程中，设计人员应重点考虑的工程内容包括土地评价、环境资源分析、节能环保价值和社会效益评价。在满足上述要求后，选择最优的道路建设方案。在道路工程设计中，利用ＢＩＭ技术和ＧＩＳ地理信息技术，通过电子沙盘的方式，对各项影响因素进行分析，并做好关键节点选择，使得工程设计效果满足合同要求。这里要明确一点，使用ＢＩＭ与ＧＩＳ相结合的电子沙盘设计路径，可实现对各项资源和条件的充分考虑，电子沙盘的内容主要有地形地貌、水文特征、地质条件、产业布局、军事设施、城镇规划等，在汇集所掌握建设条件的基础上，对ＧＩＳ地模进行创建，为设计人员选择合适的道路规划方案提供有效的信息支持。电子沙盘所汇集数据应满足以下要求：一是受该项目影响区域的地形数据。二是和大范围地形相对的遥感影像。得益于ＢＩＭ技术的应用，设计人员可在计算机系统中对施工操作过程进行仿真演示，实现对工程施工状态和方法的有效评估。此外，ＢＩＭ技术的使用也有利于管理人员对道路工程整个设计工序进行把握。ＢＩＭ三维仿真演示技术应用后，能够提高工程可控制性，有利于消除潜在的安全隐患，促进工程有序开展。在具体设计工作中，可使用ＢＩＭ三维模型仿真演示技术，对道路工程设计进行仿真分析。

结束语

ＢＩＭ是建筑信息模型，强调以建筑工程中各项数据信息作为统计依据，通过数字信息仿真，对建筑物真实信息进行模拟，并将上述信息应用在工程策划、运行、维护等全生命周期中，将图纸转化为三维模型，为决策制定提供可靠的数据参考。在道路工程设计中，设计单位应明确道路的功能与定位，在充分考虑地形地貌等特征情况下，对ＢＩＭ技术加以应用，通过ＢＩＭ技术对现有设计方案与思路进行完善，以达到理想设计效果，确保道路工程顺利开展。

参考文献

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