GIS+BIM铁路工程建设管理应用

1、GIS+BIM 铁路工程建设管理应用GIS+BIM 铁路工程建设管理应用数据存储与共享数据存储与共享1数据存储铁路工程建设的空间、非空间数据的存储和集成共享十分重要。 GIS 储管理的数据不仅具有 一般属性数据 ，还包括与位置有关的 空间特征数据；空间数据可采用文件的形式存储，但是这种方式数据易丢失，也不能满足用户对空间数据并发访问的需求，因此，可采用统一的DBMS 存储间数据和属性数据，并在数据库上增加一个空间数据管理层，利用特殊的表结构来实现空间数据和属性数据的无缝集成等。小编：下面介绍一种 Oracle+ArcSDE 的数据存储架构。将铁路工程建设数据存储为 shp 格式，利用空间数据引

2、擎 ArcSDE 将数据批量加载到空间数据库中，并创建相关的属性表，在这些属性表与 ArcSDE 列相同的属性字段，空间数据与属性数据可以通过这个字段关联起来，实现地理空间数据与非空间数据在空间数据库的存储。2数据集成与共享2数据集成与共享以 SOA 作为基础架构，以 Web 服务段，搭建一个可复用的资源环境。使用标准的接口将既有的铁路工程业务系统的数据封装成 Web 服务，通过发布与调用完成使用过程。基于 架构的数据集成整合了业务系统积累的实时数据，将 和属性数据有机融合，通过应用系统级的共享，实现了数据的基础与共享。数据流程见图 1。图 1 数据流程图GIS-BIM 建模2GIS-BIM

3、建 模2GIS-BIM 建 模BIMBIM 模型中所集成的信息都可以通过 参数化的手段进行关联，一旦模型中某个参数发生改变，模型实体能自动地进行更改，这为铁路工程建设的精细化、可个参数发生改变，模型实体能自动地进行更改，这为铁路工程建设的精细化、可视化管理提供一种新的管理思路。但是铁路工程具备视化管理提供一种新的管理思路。但是铁路工程具备地理属性 ，因此还需要借助地理信息的空间分析，将 地理信息的空间分析，将 GIS-BIM 两者有效融合，构建一个具备 空间场景的三维工程建设模型，对施工环境和施工现场有效的监督与管理，为用户提供一个既可工程建设模型，对施工环境和施工现场有效的监督与管理，为用户

4、提供一个既可以全局把控又可以精细管理的技术手段。以全局把控又可以精细管理的技术手段。1基于参数化规则快速建模技术的 GIS 模型构建1基于参数化规则快速建模技术的 GIS 模型构建数可以定义各种几何特性，按照一定的公式或者数学法则相互关联，从而通过设定构件参数建立模型，可选择应用参数驱动模型的手段建立三维场景。该技术思想是在一个GIS 环境下，制作二维矢量数据 (含高程信息)， 调用GIS属性数据，利用参数化规则文件驱动生成模型。选用CityEngine 软件，通过编写 CGA 规则，提取二维数据属性，激活二维数据对象，参数化驱动生成三维模型，同时能够产生大范围的模型及多种建筑物样式。这样生成

5、的三维模型具备地理属性，便于编辑与操作。参数化规则建模示意图见 图 2。图 2 参数化规则建模示意图CGA 规则建模的基本思想是 定义规则 ，并反复优化设计更多的模型细节。CGA 规则可对模型进行平移、拉伸、旋转、切割、贴纹理、模型替换等操作，常见的命令见 图 3，构建的模型见 图 4。图 3 常见操作命令图 3 常见操作命令图 4 参数化规则建模构建模型2基于数据格式转换的 GIS-BIM 数据融合BIMBIM 是 基于IFC 扩展语义要素，形成存储标准，3D GIS 是应用CityGML 三维模型数据标准的存储框架，因为存储和表达的差异，二者不能各自在软件平台上互相友好支持，目前，关于IF

6、C 与 CityGML 整 合 主要在转换框架的设计、基于标准扩展机制的整合、基于数据格式的转换。下面介绍一个信息模型在 BIM 和 GIS 领域及其软件平台间 衔接的方法，提出一种基于 FME 格式转换软件平台对模型进行处理分析和应用，实现精细模型的跨地域展示，其流程见 图 5。整；在整；在属性RVZ 的中间格式保留了大部分 BIM 信息；从模型体量来说，RVZ 格式的文件体量是原文件的1/7，因此转换的 GIS 模体量小，信息比较完整。对比见图 6，效果图见 图 7。图 6 BIM 格式与 GIS 格式比对图 5 BIM 与 GIS 数据转换流程研究思路是应用数据格式转换软件FEM 将 B

7、IM 模型放入 GIS 环境中。BIM 模型来自 Revit 软件的RVT 格式，利用 FME 在Revit 软件里的插件，将RVT 格式转换为一种中间格式RVZ，然后将RVZ 文件导人FME 软件平台中，按照要素特征，调整配置合理的参数，最终转换为shp 格式文件，利用 ESRI 软件功能处理所有文件，这种方式导出模型的姿态与原始 Revit 模型相一致。从外观上来讲，这种格式转换方式不需要人工干预，颜色和透明度会保持比较完图 7 BIM 转换为 GIS 模型对比图 7 BIM 转换为 GIS 模型对比3基于倾斜摄影的三维地形模型构建铁路工程建设地理信息系统引入铁路工程建设地理信息系统引入

8、倾斜摄影技术，通过在飞行平台上搭多台传感器 (目前常用的是五镜头相机)，从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取完整准确的地面物体。采集影像数据后，利用建模软件将采集的数据进行建模，地物建模采用Smart 3D 软件，通过计算机图形计算，成点云，点云构成格网，格网结合照片生成赋有纹理的三维模型。区域整体三维建模方法生产路线见 图 8。文中采用的场景数据由无人机采集，无人机航拍的影像经过建模软件处理可以产生一些数据格式，铁路工程建设地理信息系统基于 ESRI 软件，生成适用于 ESRI 软件的 spk 格式。实现了利用无人机+Smart 3D ，构建了施工的场景模型。图 8 区域整体三维建模方法生产

9、路线图应用案例目前，基于 GIS-BIM 技术构建的铁路工程建设地理信息系统在 郑万铁路试点应用，辅助高铁建设管理。在郑万河南线第 2 标段 40 km 范围内实现了倾斜摄影和三维建模及 GIS-BIM 的综合展示功能。通过无人机 5 个角度倾斜摄影，生成点云并贴图，最终生成地表模型。飞行摄影范围包括：线路两侧各 100 m、梁场和拌合站等，采用 WGS84 ( World Geodetic System 1984) 坐标系，飞行高度在 150 m200 m，比例尺精度设置为1:500 ，形成的场景见 图 9。图 9 基于倾斜摄影的场景模型应用参数化规则建模技术，为郑万第2 标段 40 km

10、建立桥梁的三维型。基础数据结构见 图 10，以铁路工程桥梁为例，提取数据的属性信息， 形成二维数据面，见图11，然后对其数据进行拉伸，将二维数据转换成三维模型。并对模型进行细化、切割、替换、贴纹理，使模型更趋近现实，构建完成的三维场景可以基于WebGIS 技术发布服务，用户可以在端查看，见图 12。该结构模型的精度可以达到所需的颗粒度，生成局部场景的效果图及关键施工工艺过程的展示动画。图 10 梁体数据结构图 11 具备属性数据的面要素图 12 三维铁路桥梁服务图铁路工程建设地理信息系统基于互联网建设，集成共享铁路工程管理平台铁路工程建设地理信息系统基于互联网建设，集成共享铁路工程管理平台业务数据，以决策支持的可视化为目标，以地理信息技术为支撑，服务铁路工业务数据，以决策支持的可视化为目标，以地理信息技术为支撑，服务铁路工程建设各参与方的二三维一体化支撑系统。目前，该系统已在一些铁路工程建程建设各参与方的二三维一体化支撑系统。目前，该系统已在一些铁路工程建设单位进行试点应用，取得良好的效果。在未来的发展中，设单位进行