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摘要：随着我国社会经济和行业应用的飞快发展，各级地方政府越来越重视城市基础设施的建设。市政道路作为城市基础设施重要的组成部分，长期以来，相关管理部门主要围绕着如何提高市政道路施工过程的安全性、施工监管的科学性、施工质量与规划设计的一致性、施工效果与周边环境的协调性等诸多方面出台了一系列的标准导向和政策支持。通过制定相关标准和指导意见规范施工工艺方法，并以信息化技术建立可共享和交流的管理体系，实现市政道路施工从前期设计、施工过程监管、工程质量控制全生命周期的管理，从而提高企业施工建设整体管理水平。本文主要分析和研究了GIS+BIM技术在市政道路施工中的作用。
关键词：信息化；道路施工；GIS；BIM；
1市政道路施工存在的难点
1.1前期规划呈现多元化
市政道路工程前期规划所需整合、分析的信息非常多元化，需要对各方多源的相关成果方案进行梳理、分析、借鉴和吸收，以便与上下层规划相互衔接。目前这部分工作主要是依赖人工方法识别，耗费大量时间与精力，且受人为因素影响较大，缺少信息化的解决手段。
1.2成果文件不易读取
传统施工规划成果管理主要由以下两种形式：一是纸质文件通常以资料册、文件夹等贴码分类装订收编；二是电子文件通常按照一个规划项目建立总文件夹，下设若干个子文件的树状结构方式进行管理。不同项目规划资料分散在不同部门，存在信息隔离，无法有效共享、缺乏统筹组织；数据管理凌乱分散，造成资源壁垒，数据难以得到高效利用。
1.3施工组织协调难度大
施工项目从立项到施工许可证办结，涉及到项建书、可研、初步设计、施工图设计等各个阶段的方案征询、行政审批工作。当遇到工程方案复杂、实施周期长的项目，由于经手人员较多、经办人员变动等，还可能存在经办人了解信息不全面、引起误解或做无用功的情况。特别是在规划编制过程中，设计人员一般从城市路网的分布、布局等宏观层面上进行规划控制，当遇到土地权属与规划红线相冲突的问题时，通常利用二维图纸进行标记，或以文字说明形式提供施工单位。因此施工单位就不能准确的理解和获取设计真实意图，这样不仅导致影响整个施工的进度和质量，而且严重的会造成不必要的经济财产损失。
2基于信息化的市政道路施工解决方案
针对市政道路工程各实施阶段，梳理现有的处理机制和工作流程，利用BIM、GIS、Web、无人机倾斜摄影等技术，构建一个能够容纳与市政道路工程规划条件相关的多源异构信息的数据中心，完成信息的处理、共享和利用。同时，将规划图、文、表处理于一体，贯穿规划办理事务的全过程，完成办公信息的规划处理、流程规范化、图文电子化传递、科学审核处理。政府相关部门和建设单位可以通过控制结构的空间位置，进行计算分析功能，比较不同规划方案的合理性、经济性和对环境的影响，提高沟通和决策能力，为市政道路施工提供一套协同管理和直观分析的信息化解决方案。
2.1空地联合影像融合建模技术
斜斜摄影测量是基础测绘、数字城市、智能城市等领域获取数据的主要手段。它是近年来测绘领域发展起来的一项高新技术。该技术从1个直透镜和4个斜透镜同步采集图像，获得丰富的地面高分辨率图像信息。它不仅能反映地物的情况，高精度地获取建筑物的纹理信息，而且能通过先进的定位、融合、建模等技术生成真实的三维环境模型。与传统的航空摄影测量相比，倾斜摄影测量可以获得一次飞行后直线、前后、左右的地面印象信息。同时，通过POS系统可以获得每个曝光印模对应的方位和姿态信息，从而获得真实场景三维建模的图像和姿态文件。该方法获得的数据具有真实性高、可测性强、元素齐全等特点。但是，由于建筑物等地上实体的遮挡和摄影视角的差异，使得近地面和建筑物侧面的数据丢失，细节不清晰。针对传统空中三角测量算法只能针对下视摄影的问题，研究低空倾斜影像数据和地面影像数据联合配准技术。空地联合影像融合建模是指将倾斜摄影测量获取的影像与近景摄影测量影像相融合得到实景三维模型。实景三维模型空缺数据联合生成的思路是：将无人机倾斜摄影测量和地面近景摄影测量系统获得的数据作为实景三维建模的基础数据，利用vrtk图像测量仪采集建筑物底部和周围表面的数据。图像定位后，得到后续关节建模所需的效果包，根据前向交会原理，根据近景摄影测量效果包，用“尖点”后提取的特征点坐标作为斜角图像航三角测量的图像控制点，空位数据的坐标系是一致的。然后结合倾斜真实场景模型和地面vrtk数据对建筑物模型进行精确的单体建模，最后在三维场景中对单体模型进行重置。无人机倾斜摄影数据和车载摄影数据联合处理的技术过程如图1所示。
2.2矢量驱动建模技术
BIM模型中通常包含了营建标的在全生命周期的工程应用中所需要的数字组件及其工程属性信息，这些组件多以参数化的形式定义，对组件的描述也可以根据需求而做得十分细致。建筑工程的全生命周期涉及到的各参与方，都可利用BIM技术进行协同作业，提高沟通协调效率，缩短工期，减少因错误所造成的返工与损失。GIS技术则是用来采集、存储、管理、分析和呈现地理空间信息的系统，对整个地球空间上的信息进行宏观分析与管理，具有极强的空间综合分析能力，常被用来协助工程规划设计，以及城市中与地理空间有关的各类管理分析。基于BIM+GIS的矢量驱动建模技术，主要是将BIM模型导入GIS场景时，读取BIM模型的坐标系信息，自动计算与GIS坐标系的转换公式，并依据公式将BIM模型的所有坐标转换为GIS投影坐标，完成GIS与BIM的集成。针对Revit模型、GIS数据、空地联合影像融合模型等，通过分析格式之间的差异，在保证模型信息不丢失的前提下，基于格式扩展与转换技术，实现多模型无缝融合。矢量驱动建模技术是以工程的平纵线型为矢量驱动的主要依据，对工程里程的坐标、标高和车道数等相关信息进行设置，通过算法实现工程模型大批量快速建立，缩短建模时间，提高建模效率。该技术的研究及开发能够有效解决传统模型构建的工作量大、专业性强、建模成本高等问题。
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图1倾斜摄影数据与近景摄影数据联合处理流程图
2.3基于实景影像与BIM融合的工程规划空间分析技术
实现工程规划空间分析，首先应建设基于BIM的中心数据库，这是工程管理实现的硬件基础和关键步骤。基于BIM的中心数据库作为信息流的枢纽，是以底层信息的组织融合、分析应用技术为基础，集成了各类信息处理专业软件、信息分析软件、开源数据平台功能的“数据仓库”。中心数据库能够连接不同的对象数据、过程和资源，涵盖了工程前期规划阶段实施过程中产生的所有有效信息量，并能够将信息类型复杂、数据格式多样的底层数据标准化，使信息传递过程完整记录、可查询并具有信息标准化和信息追溯能力，能够支持项目生命期中动态的信息创建、共享、更新和管理，保持信息的清晰度和一致性。在建设中心数据库的基础上，通过基于实景影像和BIM模型，研究方案的各类控制性指标与周边环境的各类控制性指标空间分析技术，实现对所影响的周边建筑区域、河道、铁路和电力等相关指标的分类统计，辅助决策分析。
3结语
市政道路工程具有施工工艺复杂、施工造价高、预防预判难度高、涉及权属单位较多、人员协调难度大等特点。本文利用BIM+GIS技术结合，创建一套可容纳市政道路工程规划条件相关多源异构信息的数据中心库，具备工程管理、场景浏览、量算分析、统计查询等功能的信息化施工推演系统。实现市政道路从传统的二维图纸施工到三维工艺模拟沟通方式的转变，将施工程方案比选、施工工序推演、竣工交付效果展示等各个环境直观展现，进而提高了业主与施工单位的沟通和决策效率、保证了工程建设的安全和质量。
参考文献：
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