基于BIM+GIS+UE的城市轨道综合交通枢纽三维可视化展示系统的设计与应用

为直观展示城市轨道交通综合枢纽（简称：城轨枢纽）规划和设计成果，促进相关方对工程规划和设计方案达成一致理解，确保城轨枢纽规划与设计的合理性和可实施性，采用建筑信息模型（BIM）、三维地理信息系统（GIS）和开源的虚幻引擎（UE,Unreal Engine）相结合的技术方案，开发了城市轨道综合交通枢纽三维可视化展示系统（简称：三维展示系统）。该系统利用城轨枢纽项目既有的BIM数据和3D GIS数据，基于UE运行环境，完成空间数据预处理与融合、典型场景渲染处理以及环境要素添加，构建效果逼真的城轨枢纽三维实景仿真模型；提供自然采光模拟和监控视频模拟功能，满足车站地下结构引入自然采光的效果分析与评估、视频监控点辅助设计等专项设计要求。三维展示系统提供便捷易用的人机交互界面，方便用户将枢纽规划和设计成果定制和输出为视频、高清效果图和规划影像图，满足现场模拟、设计验证、成果汇报、设计沟通、工程管理等多种应用需求。     

无人机倾斜摄影与BIM技术在牵引变电所选址中的应用

针对传统牵引变电所选址方法可靠性低的问题，提出一种将无人机倾斜摄影和BIM技术相结合的选址方法，利用倾斜摄影三维实景模型和BIM模型可视化的特性进行融合分析选址。首先，让无人机在外业现场执行特定的航拍飞行路线，从低空垂直正向和斜向多个角度拍摄现场地面环境图片；接着，在计算机倾斜摄影数据处理软件中生成密集点云、关联地表纹理、重构现场三维实景模型；然后，在三维地理信息分析软件中实现三维实景模型与牵引变电所BIM模型融合；最后，在集成的三维演示环境中直观地观察和分析牵引变电所与拟选所址三维空间的位置关系，提取拟选所址区域的风险点位，自动调取风险点位关联图片，为选址方案的最终确定提供更多维度的决策支持。在工程实例中进行了方案验证，在拟选所址区域共发现8处风险点位，利用三维实景模型测量风险物体尺寸，结合数百张关联的航拍图片辨识风险物体外观，在三维实景模型中精确规划所址方案，在满足功能需求的前提下尽量规避风险点，减少征拆工程、土建工程、外电工程的投资。结果表明，本文提出的方法相比传统人工现场判视方法，能从更多维度对现场进行记录和分析，选址结果可靠性和经济性更高。     

无人机倾斜摄影技术在铁路行业的应用研究

随着以无人机为飞行平台、搭载高精度传感器的倾斜摄影技术日益成熟,大量倾斜摄影项目应运而生。在铁路行业,无人机倾斜摄影技术从带状地形图、断面图的生成到实景三维模型的制作都展现出巨大的应用前景。本文深入研究无人机倾斜摄影的原理和特点,分析倾斜摄影技术在铁路勘察设计、施工建造、运营管理不同阶段的应用,并对该技术目前存在的问题进行探讨。     

基于倾斜摄影的城市轨道交通三维实景环境建模方法

城市轨道交通线路三维规划设计需要更加真实、准确和完整的城市三维实景环境,而现有的建模方法在精度、速度和真实度上已无法满足这种要求。采用倾斜摄影技术,实现了城市三维实景环境快速建立和模型单体化的建模方法,建立具有全要素并带有高精度地理信息的城市三维实景环境,满足线路三维规划设计要求。基于3DGIS(三维地理信息系统)和二次开发技术,实现了三维场景融合和三维实景环境下的线路规划设计及方案的三维漫游展示,为城市轨道交通三维规划设计提供了新的解决方案。     

无人机航测地形数据+BIM创建城市道路施工环境模型探讨

为实现城市道路施工项目周边环境的快速分析,为场地布置、施工方案优化、施工进度模拟、道路改造方案调整、征地拆迁范围确定等提供准确的决策依据,将无人机航测获取的实景地形模型与BIM技术建立的道路结构物参数模型进行融合,建立和更新城市道路施工环境模型,快速获取地物、地貌、影像等空间信息。该模型真实反映了施工环境的变化,可快速提取场地布置、道路交改所需的平面图,方案优化所需的面积、长度、工程数量等,还可实现施工场景的三维漫游,为施工方案优化提供了丰富的空间信息数据,具有空间信息丰富、模型信息准确、环境信息真实、模型更新速度快和可视性强等优势,是城市道路施工信息化、智能化的体现。     

实景三维影像融合在高速铁路竣工验收中应用

研究目的:现阶段高速铁路竣工验收主要通过人工现场检查方式,存在效率低、验收归档数据不直观和难追溯等问题。针对上述问题,提出利用高精度实景三维开展竣工验收应用。研究主要解决单一实景模型无法直接应用于工程竣工验收的瓶颈难题,通过数据获取、三维建模、影像融合算法构建、可视化软件开发和竣工验收示范性应用,打通实景三维影像融合技术竣工验收应用全流程。研究结论:(1)研究表明以精确内外方位元素为数据源,利用模型与影像融合算法可实现高精度三维场景下无人机原始影像投射与动态融合;(2)基于实景模型影像融合方法可满足虚拟三维环境下铁路竣工验收中初步观感、定量几何量测分析、专项整治调查应用等方面工作需要;(3)除高速铁路竣工验收应用外,模型影像融合方法可应用于天窗期运营线病害检测,防洪和外部环境排查等方面工作。     

基于BIM的实景建模技术研究与施工应用

随着倾斜摄影技术的不断发展与进步,实景建模技术逐步在工程建设领域凸显出其重要作用。在总结实景建模技术工程应用经验的基础上,通过对无人机航拍精度分析、实景数据空三处理等深入研究,探索形成完整的技术应用路线。创新性地将实景建模技术与BIM实体模型深入融合,使其在临时工程规划、辅助征拆、灾害调查和方案论证等方面发挥了显著作用,不仅提高了规划设计的准确性,而且有效降低了返工浪费的风险,同时为三维真实场景逆向复原提供了全新手段,具有广泛的应用和推广价值。     

倾斜摄影测量技术在铁路工程中的精度分析及应用

作为三维可视化大场景的基础,倾斜摄影测量技术实现了铁路工程空间数据的直观化和可视化.基于倾斜摄影测量技术的野外控制点布设方案作为三维模型精度控制的关键步骤,目前尚未制定相关技术标准.基于某铁路建立试验区设计了14种像控点布设方案,对不同方案的空中三角测量精度和模型精度进行分析,总结出最优像控点布设方案.此外,以多个铁路...     

基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统

针对常规平面地形图二维场景存在的缺乏立体感、不直观的问题,提出基于多源空间数据的铁路三维大场景构建方案、铁路三维大场景构建技术流程及数据格式标准化、数据预处理、数据轻量化处理和数据组织管理方法。同时,设计研发了铁路三维大场景应用系统,阐述了系统研发目标、总体架构和系统功能。实践证明,所设计的系统可以为铁路设计人员提供一个更加直观、全面、真实的三维空间设计环境,能够满足铁路工程线路三维虚拟踏勘、专业设计验证和方案三维展示分析等勘察设计工作需要,提升铁路勘察设计数字化、智能化水平。     

倾斜摄影测量辅助城市地铁前期规划研究

为了解决地铁线路建设前期涉及的地铁保护区设置、征地拆迁、管线迁改及交通疏解等规划管理问题,采用了以倾斜摄影测量技术为辅助的三维数字化规划管理方法。首先利用无人机搭载倾斜摄影相机获取沿地铁规划路线的倾斜影像,并通过空三解算、影像密集匹配、不规则三角网构建及纹理映射等进行三维实景重建。然后结合数字正射影像、数字高程模型及建筑信息模型等数据,构建多图层的地铁沿线三维地理信息系统。在此基础上,运用空间信息量算、缓冲区分析、叠加分析以及网络分析等空间分析技术完成上述前期规划管理工作。以某市地铁线路的前期规划管理为例,验证了该方法的有效性和科学性,克服了传统方法数据采集效率低、分析结果不直观以及无法与地理坐标相对应的不足,实现了地铁建设前期的数字化规划管理。     

城市轨道交通三维系统制作与应用探讨

分析我国当前轨道交通现状,充分利用既有航空影像,将三维数字城市技术、参数化建模技术、视频制作技术有机结合,研究探讨轨道交通项目三维系统制作方法;具体介绍三维系统在轨道交通项目的勘察设计、汇报展示、物业开发、施工建设、运营维护等方面的应用。     

免像控无人机高清倾斜摄影三维建模精度分析

对于大落差山区,常规无人机倾斜摄影测量往往难以顾及山脚等重点关注区域,为达到测图精度并将模型转换为工程所需坐标系,通常需要布设大量可靠的外业像控点,然而,在地灾体上人工布设测量像控点的难度极大。结合西南山区某铁路山体滑坡抢险项目的内外业工作,利用Phantom4 RTK无人机在不同航高、不同角度进行免像控模拟倾斜摄影,通过航线优化设计及对曝光点进行坐标转换,完成重点关注区域的高精度模型三维重建。研究表明,相较于传统无人机倾斜摄影,新方法可减少1/3的内外业工作,精度可达到1∶1 000比例的三维模型精度要求。     

GIS-BIM在铁路工程建设管理中的应用研究

针对当前铁路工程项目地域广泛、工程复杂,传统的管理模式不能满足多维信息的共享与管理,开展基于GIS-BIM技术在铁路工程建设管理中的应用研究。采用快速建模方法构建大范围三维铁路工程结构物;通过基于数据转换的GIS-BIM融合技术实现铁路工程建设和工程结构的精细化管理;基于倾斜摄影技术,快速真实描述客观场景。利用GIS-BIM技术,构建工程建设环境,工程模型的三维场景,工程结构物模型,实现模型和铁路工程建设项目信息共享与集成、铁路工程建设项目信息化管理。基于GIS-BIM技术构建的铁路工程建设地理信息系统在郑万（郑州南站—万州北站）铁路试点应用,效果良好,此研究可为铁路工程建设信息化、可视化管理提供参考。     

基于WebGL引擎的铁路工程BIM+GIS平台研发及(设计阶段)应用

随着铁路行业BIM设计软件和二次开发插件的不断完善，铁路工程中的BIM设计方法正日趋成熟。为了更好地解决BIM软件自身在整体组装、周边地理信息融合、模型尺度表达、一致分析、全局定位存在的不足，提升设计模型集成和信息共享的效率，解决设计人员对设计区域场景立体感不足、多源信息获取不直观、设计专业间交互欠缺及汇报展示过程效率低等问题，依托某铁路项目，开展了针对铁路工程的BIM+GIS平台研究。平台整体采用B/S模式，后台通过融合多源GIS数据、多专业BIM设计模型数据和项目专业人员角色权限数据的综合数据应用构建方案，实现了多源数据的融合与入库；前端以WebGL引擎为底座，开发实现基于设计阶段的场景应用。在此基础上，平台实现了基于人员角色权限的多源异构GIS数据和多专业BIM模型数据的整合与共享，实现了场景数据基础管理、三维空间分析、三维标注与绘制、定位展示查询和快速建模等功能。通过某铁路实际应用验证表明，该BIM+GIS平台准确还原线路周边地理、地质环境，在方案优化、专业接口优化、专业设计优化、差错漏碰冲突检查及可视化交付方面提高了专业内部和专业间的协同设计效率，减少了设计中的差错漏碰及丰富...     

倾斜摄影与BIM融合在大跨度拱桥可视化施工中的应用

BIM实景建模精度低一直是指导桥梁施工急需解决的难题。为顺利进行空间Y型钢箱肋拱桥施工并提高施工精准度和效率,以陕西省泾河大桥为研究对象,针对构件形式复杂、施工精度要求高的特点,融合BIM技术和倾斜摄影技术建立精细化、可视化模型,对桥梁施工进行全过程指导。结果表明：BIM技术应用可以较好地进行施工方案优化,利用BIM技术虚拟施工可以提前规避图纸问题,快速统计工程量,进行三维可视化技术交底;此外,利用BIM+智能建造技术提出基于BIM的三维动态吊装监测技术,完美解决了施工高精度要求;对无人机倾斜摄影与BIM技术进行多源异构数据结合,可显著提高施工方案编制信息获取效率与准确性。研究结果为复杂桥梁工程结构的高效精准施工提供重要参考和借鉴。     

BIM+GIS数据集成技术在铁路桥梁施工管理的应用

随着铁路智能化技术的发展,开展BIM、GIS等信息化技术应用研究,实现铁路工程项目的设计、施工及运维全生命周期信息化管理,具有巨大的应用价值和广阔的前景。针对京雄城际铁路固霸特大桥项目,以应用BIM技术构建的高精度三维铁路工程结构物模型为载体,以无人机倾斜摄影技术生成的GIS数据集成大场景为核心,实现铁路工程项目信息化管理,提升了铁路建设项目智能化建造水平。在京雄城际铁路四桥六线并行段、桥梁装配式一体化段进行BIM+GIS数据集成技术应用,取得了良好效果,为铁路工程建设信息化、可视化、数字化、智能化施工管理提供参考。     

铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计要素系统研究

为解决在二维矢量图中进行铁路选线设计工作时缺乏立体感、不直观的问题，基于SuperMap iObjects. Net GIS组件，采用组件式开发技术研制了铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计优化系统。围绕该系统的设计思路，详细介绍了系统的架构、数据库、功能及界面设计；围绕系统开发关键技术，分别阐述了三维场景中线路方案显示及参数化交互技术、基于最小影响域的线路平纵断面及三维中心线自动更新方法、系统与CAD动态联动实现原理、基于WebService的三维地形模型高程计算、GIS三维模型快速生成方法。该系统综合运用了BIM与GIS技术，采用航测影像、卫星影像、激光雷达点云等多种数据源对铁路沿线及周边的三维大场景进行构建，通过系统研发的各个功能模块能在构建的三维大场景中开展线路虚拟踏勘、专业调查、二三维联动设计、GIS三维模型快速布设、成果展示汇报等工作。系统的应用可以满足铁路设计人员三维选线设计的基本需求，能够进一步提高铁路选线设计效率。     

缩短互通立交三维模型建模时间的方法研究

互通立交因其空间结构的复杂性,平面图不能直观反应,必须使用三维效果图才能更清楚的表现出主桥、地面及各条匝道间的复杂空间结构关系。互通立交模型制作是将用户提供的平面资料转化为三维模型的复杂过程,涉及到平面、立面多个参数的控制。在投标项目规定的制作时间有限,客户设计方案常常发生变化的情况下,缩短建模时间对整个项目的时间控制具有重大意义,是保证竞投中设计方案完整直观展现及标书文件高质量的关键。     

动车组转向架检修系统中虚拟装配动画设计与实现

围绕CRH3动车组转向架虚拟装配动画制作,综合考虑转向架结构和编组特点,将三维建模、三维动画制作、多媒体影音技术结合,起来设计出一套转向架虚拟装配动画的制作方案.利用Pro/E建立零件三维装配模型,模型导入3ds Max进行装配动画制作,利用Premiere完成动画的后期制作.很好地提升了复杂产品虚拟装配动画制作过程中建模与动画制作的灵活性,提高了相似模型动画制作的重用性,降低了动画制作的复杂度.     

GIS+BIM技术在轨道交通工程建造管理中的应用研究

为更好地发挥信息化技术在轨道交通工程建造管理中的作用,针对传统项目管理方式难以解决的建造过程中信息集成、数据高效传递、业务与应用分离等难题,结合GIS+BIM技术特点,以全面提升工程管理效率和技术管理手段为目标,分析二者融合在轨道交通工程建造管理中的应用。通过对BIM模型高效渲染、轨道交通三维立体一张图、海量实景三维模型管理、BIM模型坐标转换及BIM模型元数据建立等关键技术研究,设计和研发了基于3DWebGIS的轨道交通工程建造管理系统,实现了BIM模型结构解析与定位、海量实景三维模型入库、BIM模型元数据管理、质量安全管控、三维形象进度展示等功能。依托西安地铁8号线试点工程中的应用表明,本系统不仅融合多源异构数据建立了轨道交通三维立体一张图,还实现了建造过程中以BIM为核心的精细化管理,有效提高了多方参与的项目管理质量,为轨道交通工程信息化提供技术参考。