BIM+GIS技术在城市道路建设中的应用研究

苟 源 芳

(攀枝花学院土木与建筑工程学院，四川 攀枝花 617000)

1 概述

BIM是Building Information Modeling的简称。从字面意思看就是:建筑信息模型。BIM是一个完备的信息模型，能够将全工程项目在全生命周期中的各个阶段的工程信息、过程以及资源都集中在一个模型里，使工程的规划、设计、施工、管理建设的每个阶段的有关人员都能从中得到他们所需要的相应的信息，并且这些信息是及时可靠的。同时在BIM模型中的信息是可以得到共享的，以及可以针对每个施工阶段进行模拟分析，使得项目的各个参与方都能够同时获得资源并及时做出改正，且具有三维可视化等特点[1]。

GIS是英文单词Geographic Information System的缩写，英文直接翻译过来为地理信息系统，是一种处理地理空间数据的信息系统。GIS不仅仅具有空间数据的获取、存储、显示、编辑等功能，同时还具有管理、分析、处理输出以及应用的功能，它是一种可以用来输入、储存、查询、管理、分析显示地理位置数据的计算机系统。

BIM与GIS的巧妙结合可以为城市的道路建设提供一种全新的数字化、可视化、可量化的管理工具，同时也是推动城市道路建设从传统的微观管理方式向现代化、智能化、宏观化管理方式迈进，从而可以大大提升管理效率，缩短设计周期，提高城市道路建设的针对性、有效性。

2 BIM+GIS技术在城市道路建设中的优势

BIM模型具备直观的3D可视化效果、碰撞检查、对施工现场进行模拟等功能，近年来，在国家相关政策的强力助推下，全国各个建筑行业都在积极学习BIM技术，并且在道路建设中的应用也逐渐趋于常态化，同时GIS具有公共的地理定位基础，具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，其系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析能力和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息，随着GIS理论的完善和技术的发展，GIS的应用领域也越来越广。BIM与GIS的巧妙结合，可以同时展示微观与宏观数据，运用在城市道路的建设中将使道路建设更加趋于完美化。下面就对BIM+GIS技术应用在城市道路建设中的优势进行分析。

2.1 具有可视化

我国传统的工程建设的设计方法是来源于图纸的，然而图纸所表达出来的内容是静态的、死板的终极状态，缺乏连续的建筑施工呈现，不利于设计师更清晰直观的理解。然而BIM设计的核心为三维设计，在整个道路建设设计过程中，使用全专业的BIM模型，能够碰撞检查和设计纠错出城市道路建设中的不足，其设计效果均是可视化的。相对于传统二维设计，设计师对设计城市道路建设之间，以及设计城市道路建设与城市道路周边人行车辆等安全问题、周边建筑物环境之间的交互关系把握更加清晰准确，使设计方案的表达、沟通更加直观；GIS能提供三维可视化的整体空间BIM分析，使城市道路建设的空间数据的图形表达与属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市道路修建设计师提供了一个直观和理性的工具[2]。

例如：城市道路勘察的设计是一个从宏观设计到微观设计的过程，首先要确定好线路的基本走向，然后再依据城市房屋建筑的位置，对建筑物拆除分析，以及对周围花草树木的破坏性进行分析后，再对线路走向和坡度进行选择[3]。BIM能对城市道路修建的线路路径进行模拟，但对线路的实际设计外观并不关心，而结合GIS就可以对线路的设计外观也进行巧妙的模拟分析，有利于道路修建设计师在设计的时候更好的设计，修建出既实用又美观的城市道路。

2.2 能够使信息得到共享

一方面，在城市道路修建施工的过程中，产生的有关信息都比较多，因此需要对整个道路修建施工过程的有关信息进行整理分析，然而这些信息对于一般人而言可能会是一个很重的工作量，但是如果运用BIM技术来将这些信息进行整理、归纳的话，那么这些庞大的工作量就能够得到减轻。使用BIM技术既能够方便参与者对信息的整理，又能够及时的向各个参与方提供该城市道路修建工程与有关的信息，从而为施工提供方便。同时我们需要在实际城市道路修建施工的时候把相关的城市道路修建信息提供给GIS技术，利用GIS技术对该城市道路建设工程中的有关工作进行管理、分析处理，提早发现施工过程中可能遇到的问题，对其中可能存在的问题进行解决，提高工作的效率。通过BIM技术与GIS技术的巧妙结合，能够使整个城市道路修建施工有着相应的监督，并且保证每一笔资金的使用都是合理的，对该工程起到了监理的作用。

另一方面，在城市道路修建完成后，通过GIS技术可以获取人们的位置，并且进行一系列分析，了解人们当前的地理情况，共享所有相关的信息。例如：通过GIS技术，人们可以通过手机等电子设备获得自己所在的地理位置，知道自己距离下一站公交车还有多远，下一趟公交还有多久到达，自己要乘坐多久的公交车才能到达目的地，在乘车途中过了几个红灯，几个绿灯；司机也可以知道某段路的路况怎么样，交通是否拥挤；交警也可以通过GIS技术知道哪里发生了车祸，并在第一时间做出救援等等。

2.3 全生命周期管理

在设计阶段，通过BIM与GIS技术可以检查分析出城市道路周边管线碰撞的问题，如果发现了不同阶段与专业间的冲突与矛盾，这将有利于提高城市道路建设工作的效率，在施工阶段，借助BIM与GIS技术的结合可以对城市道路周边的大体情况进行了解与分析，同时将不同专业人员的二维图纸中所涉及到的问题，及时的反馈给设计单位，让他们进行施工图的修改，这样既减少了多次返工机率，又节约了时间以及资源。因为BIM具有绘制工程量清单的功能，所以可以在施工快要完成的阶段，在建模的过程中，将工程造价的信息精确的计算出来，为竣工结算的准确性提供有力支撑，方便以后的管理工作。

并且利用GIS技术开发的城市道路全生命周期管理软件能够克服传统管理模式的缺点，有效地支持道路投资、建设、接养等工作机制的完善，既能够对城市道路信息管理的地图浏览、查询定位、动态监测和统计决策功能进行实现，又能够实现对城市道路建设的前期立项、施工建设、竣工备案、道路移交、道路养护到拆迁进行全生命周期管理，为城市道路数据的挖掘、断堵头路治理、打通道路微循环和缓解交通拥挤工作提供科学的决策支持[4]。

3 BIM+GIS在道路建设中的应用研究

3.1 在道路交通规范设计中的应用

BIM技术可以更高效的帮助我们在道路建设中设计道路模型，同时可以根据经常使用的设计规范设计出基本的交通指标，比如交通标识以及路面现况等，利用内置的一些部件，如行车道、人行道、盲人道等复杂的车道组件创建出属于自己的部件。依据BIM技术，可以自动的生成施工平、立、剖面图，设计者可以因为施工图和标注始终处于最新的状态而集中精力的优化它们的设计，使自己的设计更加的完美。使用外部参考和数据快捷键可生成多个图纸的草图，这样在工作流程中便可利用与模型中相同的图例生成施工图纸[5]。一旦模型变更，可以很快地更新所有的施工图，并对施工图进行模拟，而GIS则根据模拟情况对道路进行地理位置的定位以及空间的分析，更能完善对道路场景的展示，确保信息的完整性，使得浏览的信息更加全面。

3.2 对道路交通进行的模拟

BIM+GIS技术对道路交通建设具有较强的分析和模拟能力。BIM技术在道路交通设计的过程中，可以将设计的图纸进行模拟，并且可以与现实的环境保持一致。GIS技术则可以将设计的图纸进行分析，并在模拟中发现存在的问题，对设计方案进行及时的调整。应用BIM+GIS可视化特点对施工人员进行技术交流，使施工人员更好的了解施工进程。BIM+GIS可以提供对施工形象进度、各作业面的施工过程进行三维形象化的展示和分析，生动直白的使施工人员能及时准确地掌握施工信息以及施工技术，大大的减少了施工过程中可能出现的问题，同时可唤起工人的热情，提高了施工交底的质量。

4 结语

BIM+GIS技术的结合使城市道路在建设过程中具有可视化，能够使相关信息得到共享，让每个参与者都能第一时间掌握项目的动态，及时做出准确的反应，实现信息的互联互通和数据的交互共享多条线间、跨部门协作和动态化管理，并且具有全生命周期管理，能对道路建设的每一个时期都进行管理。在未来几年乃至更长远的时间内，随着BIM技术的广泛应用，与BIM+GIS技术相关的系统将得到更为广泛的开发及使用。