山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法与应用研究

为解决山地轨道交通隧道在BIM建模中存在的隧道线路偏差大、隧道构件复杂繁多、属性添加效率低以及呈现效果单一等问题,提出一种基于Revit+Dynamo+Excel及EVS软件的山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法。结合隧道线性工程特点,对Revit内置Dynamo插件二次开发,实现隧道快速精准的参数化建模和批量定义属性参数。提出基于EVS软件建立隧道三维地质体模型的方法,制定地层建模和岩性建模的实现方式和标准流程,结合隧道BIM模型全面实现隧道建设过程中的可视化。依托施家山隧道项目,基于Cesium框架实现了BIM模型、GIS地表和地质体三维模型的集成,实现三维可视化模型与模型属性、数据信息等可交互式操作。实践表明,Geo-BIM建模方法可以快速地对隧道BIM模型及其三维地质模型进行建模,通过集成后的模型信息之间能够表现出很好的交互效果,具有良好的工程应用价值。     

铁路工程地质选线三维可视化技术与评价方法研究

研究目的:针对山区铁路地质选线中的地质条件复杂、线路方案多、论证周期长、方案决策难的问题,研究三维可视化地质选线技术和GIS工程地质评价方法,实现地质选线和评价方法的模型化、定量化和系统化.研究结论:通过研究多源地质信息集成、遥感信息提取、三维地理建模以及工程地质评价方法,建立三维可视化GIS集成体系,实现地质资料管理、空间分析、专题图制作、三维浏览功能,从而有效提高山区铁路地质选线的效率和可靠性.     

基于IFC标准的地质模型数据存储研究

以建筑信息模型(BIM)技术为基础,对国际IFC标准体系结构和扩展方法进行深入研究分析,针对现有实体中缺少表示工程地质数据的现状,结合工程地质专业BIM技术应用需求,以工程地质为研究对象,分析基于三棱柱建模法的地质模型组成结构、地层划分、数据处理和建模过程,在IFC ADD2基础上定义地质数据存储所需的实体和属性,并开发SmartGeology地质软件平台,实现地质模型的创建、数据存储和实体验证等功能。通过软件平台中试验工程数据的验证,证明了基于IFC地质模型实体扩展方法的可行性,有利于地质模型数据的标准化,促进地质模型数据的交换。     

宜万线熊家湾不良地质体勘察及评价

通过宜万铁路熊家湾复杂不良地质体的勘察和稳定性分析评价 ,提出工程措施意见 ,并从工程地质角度提出改线的建议     

长大隧道三维可视化遥感地质解译技术应用

研究目的:向莆铁路长大隧道众多,在地面地质调查中存在地形高差大、地质构造复杂、植被发育、基岩露头少、勘察周期短、大面积地质测绘难等问题,难以快速准确地获取大比例尺区域工程地质信息。研究结论:基于研究多源地质资料信息化集成、三维可视化遥感影像建模和三维可视化遥感解译方法,建立了向莆铁路戴云山—高盖山段的线路、地貌、地质等三维场景,进行地貌特征、断裂构造和不良地质的定量解译。解译成果可有效指导地质调查,减少外业工作量,保证长大隧道大比例尺地质调查精度。     

铁路工程地质BIM技术方法研究

工程地质专业作为各个设计专业的基础,可为智能铁路设计提供基础地质数据。但三维地质建模技术在类似轨道交通和公路、铁路等线性工程方面尚不成熟。基于京张高铁项目,采用地层面剖切法、横向拟合拉伸方法、三棱柱法分别对地质体进行建模,并总结出了适用于铁路工程的BIM三维地质建模方法。     

虚拟钻孔技术在水利水电三维地质建模中的应用

为修正三维地质建模的结果与实际分布情况的差别,在CATIA软件基础上开发的水利水电三维地质建模平台上引进虚拟钻孔技术修正三维地质模型。系统分析三维地质模型误差的主要来源,包括建模初始资料与地质建模方法;介绍虚拟钻孔技术在水利水电三维地质模型中的适用范围,并提出虚拟钻孔技术修正三维地质模型的方法;以某大型水利工程为例,结合虚拟钻孔技术在三维地质建模平台上的建模流程,系统阐述其在三维地质建模平台上修正地质模型的过程,计算结果达到了修正的目的。研究结果表明：虚拟钻孔技术的引进能一定程度提高三维地质模型的精度,该技术可以为其它的三维建模与可视化研究所借鉴。     

沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线方案研究

研究目的:在建沪昆客运专线黄果树至北盘江段位于克地亚坝陵河与北盘江深切的山区,地形地质条件异常复杂,线路方案选择受地质条件的制约较为严重.因此,开展沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线技术研究不仅可以最大程度避免线路穿越高瓦斯地层、密集采空区以及岩溶强烈发育地层所带来的工程安全隐患,而且对于地形地质条件复杂的其它山区客专地质选线工作具有一定的指导作用.研究结论:通过对线路各方案的环境地质条件、主要工程地质问题的深入调查、分析,建立起了地质选线评价的GRC模型,确立了地质选线评价指标体系及各指标体系的权重值.利用GRC模型对必选方案进行了评价,CK、C4K、C19K方案分别得分73.3、74.3、73.5分,因此,CK为最后选定线路方案.该方案绕避了大规模的滑坡、错落、坍塌等不良地质体及丙坝煤矿矿区,同时还最大限度地绕避了岩溶强烈发育地层.     

基于GIS的风沙地区铁路选线不良地质环境建模及线路优化设计研究

风沙地区铁路选线主要受制于地质因素、环境因素，实现沿线区域地质环境建模是减灾选线及线路优化设计的基础。为提高沙害区线路方案设计的效率与水平，借助遥感技术实现铁路沿线风沙灾害信息识别与提取，设计多源异构地质数据的入库规则与存储方式，建立基于GIS的风沙地区铁路选线不良地质信息库，实现灾害数据的统一管理；利用获取的选线区域矢量、栅格、专题数据，基于GIS建模功能构建风沙区选线地质环境模型，实现不良地质信息的多维表达与空间分析，通过可视化的立体选线方法进行线路方案的优化设计。以格库铁路某沙害区选线为例，建立线路三维地质环境实体模型，通过分析风沙流对平面穿越和立体绕避2个线路方案的危害程度，得到了较为合理的设计结果。研究表明，本方法能够为今后风沙地区铁路选线设计提供一定的技术支撑。     

中铁二院BIM研究成果介绍

<正>中铁二院线路、测绘、地质、隧道、桥梁、路基、站房等专业,以宝兰客专石鼓山隧道、沪昆客专北盘江大桥、渝黔铁路新白沙沱大桥、西成线江油北站、海南西环铁路东方站等项目为基础,开展了三维建模及相关应用研究工作,取得了一定的成果。地质专业:基于CATIA平台,解决了地质专业多维曲面拟合、复杂几何体剖切等技术难题,完成了成贵线千斤磅隧道、宝兰线     

铁路数字化选线三维地质环境建模方法

铁路数字化选线设计达到实用水平的关键是复杂地质区域的数字地质选线技术。本文采用插值n次Bézier曲线和三次参数样条曲线分别实现不同类型地质对象在三维地质环境中的矢量化表达;采用CDT构建方法建立地质对象约束TIN模型,基于纹理定位和影像纹理坐标计算方法,实现栅格解译影像的定位和表达;实现将铁路数字化三维选线的矢量数据、栅格数据一体化的三维地质环境建模方法。根据直观地质遥感解译影像,建立OBB包围盒算法,自动判断线路与地质对象的空间冲突。在三维地形环境的基础上,建立超地图模型,实现三维地质环境和三维地理信息的统一集成和应用。实例表明,本文的三维地质环境模型能够较好满足复杂地质区域的数字选线要求。     

基于变异系数法对地质钻探信息模型及数据库研究

为了将繁杂多变的地质钻探数据信息进行整理,进而建立起模式规范一致的工程地质信息数据库,提出了数据库多级管理的方法,将设计人员的信息录入与内核操作分为不同层级。同时满足设计者对信息录入的需求和系统对数据管理的标准。在系统当中使用"概念体"的地层分配模式,并提出变异系数的概念,对研究区域进行"最优层位"排列。"概念体"模型通过变异系数的比较,将研究区域中的"最优层位序列"作为一个基本单元,条理清晰地反映出复杂多变的地质信息,将具有不同岩土层顺序的诸多钻探点归纳为相似的结构,对地层模型里难以反映的地层翻转、内容缺失的难题提供解决方案,便于后面的数据处理和数据插值。     

基于多源数据的伊阿铁路工程地质遥感解译及选线

新建伊宁至阿克苏铁路位于南天山地区,极高山区遍布常年积雪和冰川,自然环境恶劣、交通不便,地面调查难以开展,给方案研究带来很大困难。为了快速准确地获取铁路选线所需的各类工程地质信息,采用基于遥感数据、地质资料、地形资料等多源数据的工程地质遥感解译方法,通过建立统一坐标系的工程地质遥感解译平台,对控制线路方案的地形地貌、地质构造和不良地质进行解译,并总结西北高寒山区典型的流水地貌、风蚀地貌、冰川地貌,以及区内地质构造和不良地质的遥感解译标志,给出伊阿铁路选线工程地质遥感评价意见。研究表明,采用基于多源数据的工程地质遥感解译方法,可以快速获取选线所需的各类工程地质信息,有效提高遥感解译的工作效率和准确率,为方案研究提供可靠的地质依据。     

三维遥感可视化技术在高盖山隧道工程地质调查中的应用研究

基于遥感、地理信息系统平台研制的工程地质三维遥感可视化技术，可以实现三维空间信息反演、地形分析、勘察资料编辑管理、制定专题图层及线路漫游功能，客观真实再现地形地物、地貌地质状况，为线路地质选线、工程地质条件评价和分析提供一体化的信息平台。以新建向莆铁路高盖山隧道工程为例，重点论述运用三维遥感可视化技术进行隧址地质构造、不良地质的调查研究情况。     

矿区三维可视化技术研究

三维可视化是当前数字矿山理论及其技术研究领域的关键问题之一。介绍地质数据来源、类型和特征 ,明确了三维地质模拟的目的、任务以及流程。在现有的三维地质模拟的数据模型和数据结构基础上 ,结合大柳塔矿井具体地质特征 ,提出了“区别对象分别建模”的建模方法 ,建立矿井地表、地质体、采矿工程的可视化模型。通过研究空间离散数据组织和管理 ,结合大柳塔矿井钻孔实际情况 ,最终设计了钻孔数据库并实现了三维环境中的可视化。采用以上地质模型对大柳塔矿井进行实际应用 ,地质效果分析表明 ,达到了预期的研究目标     

浅谈隧道施工综合超前地质预报的应用技术

通过隧道超前地质预报,了解隧道所处地质条件,预测不良地质体位置规模,分析可能出现的地质灾害,提出符合实际的地质灾害预防和治理措施。单一的超前地质预报方法难以应对复杂的地质情况,以常规工程地质分析法为基础,长距离宏观指导性预报与中短距离跟踪预报相结合,形成一套综合性的超前地质预报体系,能保证预报准确率,确保隧道工程施工的顺利完成。     

GMS三维地质模型在铁路地质勘察中的应用

地质体三维可视化是近年来铁路工程地质的发展方向。为了利用现有二维地质勘察成果直接快速地建立三维地质模型,以蒙西至华中地区运煤通道铁路裴庄隧道地质资料为基础,针对GMS数据特点开发地质资料自动转换程序,建立隧道周围63.54 km2范围内的三维地质模型。通过DEM和叠加遥感影像,真实再现裴庄隧道及周边地区的地形地貌和地层分布情况,为隧道方案比选提供了可视化手段,有助于提高地质工程师对场地复杂地质条件的认识和评价,同时对提高设计质量也具有一定的意义。     

箱梁三维实体自动建模方法研究

三维实体模型能够直观、完整地反映立体的几何与特征信息。在对结构特征、模型变量与建模过程进行分析的基础上,总结箱梁结构的建模规律,提出适合于不同类型桥梁结构的建模方法及建模中应注意的问题。借助VC++和ObjectARX工具,通过创建图形实体及其面域,形成建模参数,运用AcDb3dSolid类建立的对象容器,建立桥梁结构三维实体的拉伸、扫掠和放样接口函数,并对立体添加颜色或材质。运用图形变换和布尔运算,对三维实体进行整体组装,实现了桥梁结构三维实体自动建模。     

三维“大场景”遥感技术在西康高铁地质勘察中的应用

包家山越岭段地形地质条件复杂、岩石软硬不均、不良地质和断裂构造发育,为西康高铁地质选线带来较大的困难。为提高勘察效率和质量,根据区域地质资料、三维大场景遥感影像特征及野外调查,建立工作区地质构造解译标志,对其地质构造、地层岩性及不良地质体进行遥感判释。综合三维大场景立体遥感技术和野外调查手段,建立岩类基本的遥感影像解译标志,以便对岩性进行综合判释;调查验证测区的地质构造及不良地质体的分布状态及规模,分析滑坡等不良地质现象的分布、规模及其特征。取得了较高精度的遥感地质解译信息,判释准确率较高,为铁路选线方案提供重要依据。     

基于BENTLY平台的地质三维建模技术研究

对铁路地质三维建模方法进行总结,并探讨铁路地质三维建模思路。论述Bentley平台下的地质建模方法:将工程区域内的环境和钻孔数据录入Bentley数据端,在Bentley图形端制作岩性分界面,然后对规则块体进行切割,得到有体积的网格或者智能实体;最后给地质属性赋值,得到铁路三维地质体模型成品。研究表明,基于Bentley平台的地质体模型成品可以很直观地表达岩层在三维空间下的分布状态,经过属性赋值后,可以轻松地查询到岩层参数,弥补了传统二维设计在铁路设计中的缺点和不足。