隨著BIM技術應用于道路領域全壽命周期的各個階段，地質勘察與測量專業也對BIM技術進行了較好的應用。測量領域在早期就有了采集三維地形地貌信息的思路，但是早期由于軟件和硬件設施技術的落后一直無法在三維方向取得突破，隨著BIM技術在全行業的興起，其成熟度宜愈加明顯，現代測量學在各類工程項目中積極引進BIM技術以適應未來的地質勘察與測量技術發展趨勢。

地質勘察三維模型在建筑行業得的大力發展及應用，但相較而言水利水電工程是目前三維模型地質勘察應用最好的領域。道路工程不同于建筑行業其它單體工程，其通常以帶狀分布，道路工程建設項目主體體量較大，一般從幾十公里到幾百公里不等，對于道路建設來說，主要受限于地理地質條件和自然環境的影響，其重要組成部分如橋梁涵洞工程、隧道工程、路基邊坡工程、主線等都受地理地質條件影響明顯。任何地形地質條件的變化或測量失真均能引起橋位、橋型、線位和隧道施工工藝的重大調整，這將對道路工程帶來不可預知的投資風險。

因此，與建筑行業BIM技術信息模型建立的側重點不同，道路工程前期的地質勘察與測量模型的建立是非常重要的，其有效解決了長大線路選線難題和自然環境惡略地區的選線工作，同時提高了道路工程選線的設計工作效率。在道路工程設計準備階段對路線帶狀區域進行三維地質地形建模，結合道路、橋梁、隧道、防護等專業的不同需求，在同一信息平臺上規避各專業不利影響因素，協同工作是非常重要的，數字化三維地質地形信息模型將能夠采用BIM技術3D模擬手段直觀地展示真實準確的地形地質環境，將地質構造和地形趨勢直觀立體地展示出來，這為設計師準確判斷地形地質真實狀況和處理方案的確定提供了良好的技術支撐。在BIM技術的保駕護航下，工程師更有條件選擇科學合理的建設方案，更有可能做好設計與施工之間的順利銜接，同時也將大大減小工程建設的風險。道路工程三維建模主要有以下步驟：

1.道路三維建模流程

（1）地形資料

對采用傾斜攝影技術采集的地形數字表面模型數據進行建模前濾波操作，并在三維建模環境下精細檢查編輯，獲得道路工程區域的DEM數據，裁剪出道路工程建模范圍。

（2）項目基點確定

項目基點的主要作用是為項目定位，其與實際測量點的意義相同，是設計過程采用的參考坐標原點，在BIM技術中通常采用項目基點與測量點之間的相對關系來進行設計與實施的聯系。

（3）模板庫準備

在項目BIM技術設計階段，道路專業成員需首先進行道路模板庫的建立，成型的模板庫中主要包含了瀝青路面結構層、支擋防護結構、排水構造物、路緣石、交通標志構造物等。模板庫建立完成后，BIM技術設計人員只需根據項目需求在概念廊道中根據設計技術指標添加道路構造物模板。

（4）三維模型的創建與渲染

根據設計需求，在道路模板庫中選取各構件單體模型，并設置與設計相符的參數，創建道路三維模型。完成BIM道路設計模型的創建后，根據特定場景對主體模型進行相應的渲染，并添加外部渲染的景物、如設置季節、日照及云層等。下圖為渲染后的三維地質模型和三維地質模型。

2.地質建模流程

道路工程領域地質BIM三維建模軟件主要以理正軟件應用居多，其建模步驟主要分為以下幾步：

1）導入DEM數據生成地表模型；

2）導入鉆孔資料；

3）導入工點平面布置圖，并進行數據處理；

4）導入道路縱斷面圖并進行處理；

5）生成各層面；

6）根據資料編輯層面；

7）最后，生成三維地質模型。

通過以上步驟設計師可得到道路工程全線及各重要工點的地質實況，利用BIM技術地質展示軟件，設計師可對三維地質模型進行可視化解讀和簡單地力學參數計算；對于復雜工點的更高級需求，比如橋梁工程、隧道等的力學分析與設計則需要基于三維地質模型二次開發的高級軟件進行深入處理。

張巍（蘭州交通大學）

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