在近几年苏北终于开始密集地修建铁路。其中，盐通铁路是国家“八纵八横”高铁网第一纵—沿海铁路的一部分。新建盐城至南通铁路北起盐城站(与徐宿淮盐铁路贯通)，南至在建沪通铁路南通西站，全长156.686km。

    历史上苏北少修铁路的一个重要原因在于，苏北虽然是平原，但是地质条件不佳，是著名的黄泛区。所以，我们以此为例学习一下BIM地形建模技术在高速铁路测绘中的应用。

    铁路BIM地形建模技术：　基于铁路BIM需求，充分利用航空摄影测量、机载激光雷达、GPS测量、三维地理信息等技术，为设计专业提供周边三维地形模型。依据航测获取的点云数据，或者利用航空摄影测量技术获取高分影像数据，经过一系列的数据处理(如空三加密、点云滤波等)，得到数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)，通过地形曲面创建、地表材质铺贴以及地形裁切三大步骤，最终形成铁路沿线的铁路BIM地形模型。

    铁路BIM地形建模流程

    在铁路项目中，测绘专业主要负责全线地形三维场景创建。这项工作是其他各专业开展设计的基础，具有十分重要的意义。

    CATIA平台下的三维地表模型

    路基专业：

        三维地形模型能够直观审视设计工点区域的土地使用情况，制定合理的征地拆迁方案，减少不必要的经济损失。

        三维场景能够真实反映设计工点全部的实际情况，为二维设计专业提供连续的设计参考。如带挡墙路基坡度的确定，仅凭借于二维断面图无法全面了解边坡环境的起伏变化，可视化的三维场景能够提供有效的放坡参考。

        为合理安排排水口位置提供可靠的依据。

    三维场景展示路基设计工点区域周边环境

    桥梁专业：

　借助地形模型能够准确判断涵洞位置的设计是否合理;通过桥墩位置和周边地物的空间位置关系，判断桥墩位置是否合理；由路桥过渡交接处的BIM模型，可以对路桥之间衔接的合理性作出判断。

    三维地形为桥墩位置设计提供参考

    隧道专业：

    三维地形模型可为洞口设计提供可靠的依据。

    铁路BIM地形建模在盐通铁路中的应用

    盐通铁路BIM地形建模采用了bin格式的dem原始数据，通过点云分类技术提取地面点，于地形范围框内生成地表模型。将影像图进行缩放后，沿带状地形进行投影，模拟盐通铁路所经区域的真实场景，关键步骤如下。

        地形曲面制作 在CATIA软件中导入地面点云数据，通过设置合理的构网间距生成地形曲面。

        地形曲面贴图 在CATIA设计中创建包裹材质，然后加载对应的影像图，根据地形坐标、施工坐标系偏移值等参数，经过一系列计算得到铺贴比例值，将材质影像投影到地形曲面，完成贴图。

        地形曲面裁切 为保证相关专业(路基、站场和隧道)特殊工点的模型不被地表覆盖，根据专业需求，按照裁切范围线对地形模型进行切割。

    技术问题探讨

    软件平台选择

    支持地形模型创建的BIM软件有很多，如AutodeskREVIT、Bentley、AutoCADCivil3D、CATIA等。结合BIM项目各专业间协同设计的技术要求以及软件自身的限制条件，从以下几个方面进行对比分析，最终选择CATIA软件平台来进行建模。

    ·数据承载能力:CATIA软件平台有较强的数据承载能力，可一次性加载数十公里级长度的地形点云数据，在点云数据的批量处理方面有较大优势，且生成的地形模型与实际线路区域高程点拟合较好。

    ·材质贴图质量:点云数据生成的地形曲面只能表达线路途经区域的地面高低起伏，而地形影像能真实反映工程区域的地物地貌，为项目工程的规划和设计提供可靠的依据。因此，影像贴图的质量是影响整个地表模型信息表达的重要因素，也是影响场景观赏效果的关键所在。相较于其他软件，CATIA软件在铺贴0.2m分辨率的影像时不存在影像虚化的现象，可将清晰度的损失降到最低，满足了信息表达的基本要求和观赏效果的最佳状态。

    ·裁切工具灵活:地形模型是其他各专业展开设计的依托和基础。为符合工程实际情况，需要测绘专业对有需求的设计工点进行地形裁切。CATIA灵活的切割工具能够处理复杂的闭合范围曲线，可操作性更强。

    案例分享：阳大线项目（阳泉-大寨）

    站前专业建模

    借助全参数化设计及模板重用机制，站前线路、站场、轨道、路基、桥梁、隧道6个专业在前期基础上快速补充了一级铁路工程模板库，建立了105类、4万个构件。

    将阳大铁路分成6段，应用自建参数化模板，完成全线站前主体工程的BIM模型。

    站后专业建模

    站后专业发挥后发优势，在较稳定的软硬件平台、技术积累和管理经验的基础上，快速建立了大量专业模板，初步完成了部分主体工程BIM设计。

    借助同一平台，实现站前站后BIM信息的完美结合。

    地质建模与土方计算

    梁桩基础的钻孔工程量与不同地层钻孔长度相关。地质体模型为准确计算工程提供了充足的信息，通过桩与地质体之间的布尔运算，获取了准确的工程量。

    设计优化与系统协调

    桥梁专业：通过Excel表格，在骨架线上自动生成定位坐标系，来控制桥墩、桥台、桩基承台、简支梁与连续梁的放置位置

    隧道专业：可沿三维骨架线自由滑动洞口模型，选择最佳洞口位置

    隧道详图：锁脚锚管、型钢钢架、格栅钢架、排水系统等节点详图设计，施工交底更加准确生动

    下游扩展应用

    BIM模型成功导入铁三院基于3DGIS系统研发的TSDI_RIM平台，实现构件级的铁路工程进度、质量、安全管理功能，并开始在施工现场应用。

    (版权声明：本文部分内容转载自：铁路BIM联盟文章，版权归原作者所有）

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