基于BIM技術的地模的建立和使用

邢 煜 苗永慧

(1.江蘇省交通科學研究院有限公司，江蘇 南京 210000; 2.中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

基于BIM技術的地模的建立和使用

邢 煜1苗永慧2

(1.江蘇省交通科學研究院有限公司，江蘇 南京 210000; 2.中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

從地形圖數據的快速化轉換與無人機測繪兩方面，介紹了基于BIM技術的地模建立方法，并探討了模型的處理技術，闡述了地模在工程領域的應用，有利于加快工程建設的信息化發展。

BIM技術，三維模型，地形圖，測繪技術

1 概述

BIM技術的興起使得二維的圖紙設計向三維設計轉變，橋梁設計開始變成了實景的展示、帶有信息數據的真實模型，并且鏈接圖紙、工序、流程、造價等信息，傳統的CAD地形圖也無法滿足現有的需要，我們開始尋找其他的方式來承載、反映、使用地形及地質的各種信息。

2 地模建立

2.1 地形圖數據的快速化轉換

公路設計的最為基礎的數據就是地形數據，部分設計階段三維建模也需要一定量的精細化模擬，目前BIM軟件對地模的構件原理基本是通過識別地形圖中的高程的點及等高線數據形成地模，在網面上蒙上衛星圖片的處理方式，其他建筑物或構造物上的高程點，道路、水田、河流、建筑物形狀、管線等信息無法實現真實模擬，地質結構的土體分層，鉆孔資料轉換成為土層的三維模型等諸多問題均需要花費大量的精力人為進行處理。

帶地模地質橋梁模型見圖1。

2.2 無人機測繪技術

傾斜攝影獲取的傾斜影像經過影像加工處理，通過專用測繪軟件可以生產傾斜攝影模型，模型有兩種成果數據：一種是單體對象化的模型，一種是非單體化的模型數據。

單體化的模型成果數據，利用傾斜影像的豐富可視細節，結合現有的三維線框模型(或者其他方式生產的白模型)，通過紋理映射，生產三維模型，這種工藝流程生產的模型數據是對象化的模型，單獨的建筑物可以刪除、修改及替換，其紋理也可以修改。無人機技術建立建筑物群見圖2。

非單體化的模型成果數據，后面簡稱傾斜模型，這種模型采用全自動化的生產方式，模型生產周期短、成本低，獲得傾斜影像后，經過勻光勻色等步驟，通過專業的自動化建模軟件生產三維模型，這種工藝流程一般會經過多視角影像的幾何校正、聯合平差等處理流程，可運算生成基于影像的超高密度點云，點云構建TIN模型，并以此生成基于影像紋理的高分辨率傾斜攝影三維模型，因此也具備傾斜影像的測繪級精度。

3 模型處理

3.1 采用識別現有地形圖建立地模

模型建立后貼衛片，效果并不能完全的展示現實的環境，無法識別建筑物、構造物等信息，僅為基本的地面走勢、識別的測量點及等高線信息，后期如有進一步需要，也可以對照地形圖進行部分信息的手動恢復，或采用MicroStation，3dmax等進行編輯，效果比較一般，也基本能夠達到可視化模擬的效果，大批量的處理工作量巨大，對大型項目及效率難以支持。

或采用城市構建的軟件如CityEngine結合GIS數據和衛星圖片進行地形的建造，流程為根據地形的GIS數據形成地形，蒙衛星圖片，通過定義規則包括房屋、樓層、植物、道路、水、公園等的模型及貼圖自動排列。手動與編程處理地模見圖3，圖4。

3.2 航拍地形圖的處理

在各個基礎資料詳細的情況下生成的文件是可以直接使用的，但必定有些照片的拍攝、遮擋物、GPS信號數據丟失、軟件識別問題、工程要求等會產生模型上的問題，需要進行后期的一個處理。航拍地模后期處理見圖5。

4 地模應用

1)虛擬現實的一個模擬，模擬真實環境的場景，直觀的展示工程的實施情況，模擬真實的行車、照明、鳥瞰、漫游等(見圖6)。2)高精度的航拍地?？梢詼y量，可以在三維的模型上直接提取坐標、標高、距離(見圖7)。3)可以通過三維的航拍模型形成地形圖，即去掉構造物的地形。可以切出任意位置的地面線，形成等高線等(見圖8)。4)可以對構造物進行分類并賦予信息，房屋、道路、水塘、燈桿、廣告牌等，并且分類統計數量，外業的數據是可以在實景地模上完全處理的(見圖9)。

5 結語

BIM技術的發展引領了工程領域的重大變革，信息化的模型將成為工程記錄、存儲、應用的重要形式，地形圖的數據化要求也將越來越高，隨著BIM平臺化的發展，云技術、大數據的應用，地形數據的記錄和應用也將更加廣泛。

[1] 錢 睿.基于BIM的三維地質建模[D].北京:中國地質大學,2015.

[2] 張 鄰.基于BIM與GIS技術在場地分析上的應用研究[J].四川建筑科學研究,2014，40(5)：327-329.

[3] 魯 洋.BIM技術在公路設計中的應用展望[J].山東交通科技,2015(13)：126-127.

The establishment and application of the ground model based on BIM technology

Xing Yu1Miao Yonghui2

(1.JiangsuCommunicationsAcademyCo.,Ltd,Nanjing210000,China; 2.No.2RoadSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,CCCC,Wuhan430056,China)

From the fast transfer of topographic map data and the survey and mapping of the unmanned aerial vehicle, the paper introduces the floor mold establishment methods based on BIM technique, explores the mold treatment technique, and illustrates the application of the floor mold in engineering fields, so as to accelerate the informationized development in the engineering construction.

BIM technique, three-dimension model, topographic mapping, mapping technique

1009-6825(2017)03-0208-02

2016-11-16

邢 煜(1982- ),男，工程師； 苗永慧(1988- )，女，工程師

TP319

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