随着BIM技术应用于道路领域全寿命周期的各个阶段，地质勘察与测量专业也对BIM技术进行了较好的应用。测量领域在早期就有了采集三维地形地貌信息的思路，但是早期由于软件和硬件设施技术的落后一直无法在三维方向取得突破，随着BIM技术在全行业的兴起，其成熟度宜愈加明显，现代测量学在各类工程项目中积极引进BIM技术以适应未来的地质勘察与测量技术发展趋势。

地质勘察三维模型在建筑行业得的大力发展及应用，但相较而言水利水电工程是目前三维模型地质勘察应用最好的领域。道路工程不同于建筑行业其它单体工程，其通常以带状分布，道路工程建设项目主体体量较大，一般从几十公里到几百公里不等，对于道路建设来说，主要受限于地理地质条件和自然环境的影响，其重要组成部分如桥梁涵洞工程、隧道工程、路基边坡工程、主线等都受地理地质条件影响明显。任何地形地质条件的变化或测量失真均能引起桥位、桥型、线位和隧道施工工艺的重大调整，这将对道路工程带来不可预知的投资风险。

因此，与建筑行业BIM技术信息模型建立的侧重点不同，道路工程前期的地质勘察与测量模型的建立是非常重要的，其有效解决了长大线路选线难题和自然环境恶略地区的选线工作，同时提高了道路工程选线的设计工作效率。在道路工程设计准备阶段对路线带状区域进行三维地质地形建模，结合道路、桥梁、隧道、防护等专业的不同需求，在同一信息平台上规避各专业不利影响因素，协同工作是非常重要的，数字化三维地质地形信息模型将能够采用BIM技术3D模拟手段直观地展示真实准确的地形地质环境，将地质构造和地形趋势直观立体地展示出来，这为设计师准确判断地形地质真实状况和处理方案的确定提供了良好的技术支撑。在BIM技术的保驾护航下，工程师更有条件选择科学合理的建设方案，更有可能做好设计与施工之间的顺利衔接，同时也将大大减小工程建设的风险。道路工程三维建模主要有以下步骤：

1.道路三维建模流程

（1）地形资料

对采用倾斜摄影技术采集的地形数字表面模型数据进行建模前滤波操作，并在三维建模环境下精细检查编辑，获得道路工程区域的DEM数据，裁剪出道路工程建模范围。

（2）项目基点确定

项目基点的主要作用是为项目定位，其与实际测量点的意义相同，是设计过程采用的参考坐标原点，在BIM技术中通常采用项目基点与测量点之间的相对关系来进行设计与实施的联系。

（3）模板库准备

在项目BIM技术设计阶段，道路专业成员需首先进行道路模板库的建立，成型的模板库中主要包含了沥青路面结构层、支挡防护结构、排水构造物、路缘石、交通标志构造物等。模板库建立完成后，BIM技术设计人员只需根据项目需求在概念廊道中根据设计技术指标添加道路构造物模板。

（4）三维模型的创建与渲染

根据设计需求，在道路模板库中选取各构件单体模型，并设置与设计相符的参数，创建道路三维模型。完成BIM道路设计模型的创建后，根据特定场景对主体模型进行相应的渲染，并添加外部渲染的景物、如设置季节、日照及云层等。下图为渲染后的三维地质模型和三维地质模型。

2.地质建模流程

道路工程领域地质BIM三维建模软件主要以理正软件应用居多，其建模步骤主要分为以下几步：

1）导入DEM数据生成地表模型；

2）导入钻孔资料；

3）导入工点平面布置图，并进行数据处理；

4）导入道路纵断面图并进行处理；

5）生成各层面；

6）根据资料编辑层面；

7）最后，生成三维地质模型。

通过以上步骤设计师可得到道路工程全线及各重要工点的地质实况，利用BIM技术地质展示软件，设计师可对三维地质模型进行可视化解读和简单地力学参数计算；对于复杂工点的更高级需求，比如桥梁工程、隧道等的力学分析与设计则需要基于三维地质模型二次开发的高级软件进行深入处理。

张巍（兰州交通大学）

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