虚拟现实技术的发展使得观察者能够借助计算机模拟增强对危险场景的理解与认识。本文针对火灾场景下的人员疏散，结合虚拟现实与数值模拟开发了原型系统AutoEscape。系统采用FDS对火场的发生发展进行模拟，基于GIS技术设计并实现了疏散计算引擎。在此基础上，构建了虚拟现实表现模块，结合数值模拟结果对场景各要素的分布状况及行为特征进行综合描述。应用实例表明，系统有助于观察者对火场人员疏散形成深入全面的认识，从而为应急疏散演习、消防救援指挥等提供虚拟训练环境。

被誉为建筑业第二次变革的BIM技术在全球各国掀起了一股研究与应用的热潮，在我国结构设计方面的应用也越来越广。减隔震结构相比一般的抗震结构略有不同，本文以高烈度区某高层RC剪力墙基础组合隔震结构为例，应用BIM技术采用Revit软件搭建整体结构模型。首先创建各部分结构模型，通过软件参数化创建减隔震装置的族；接着通过明细表统计选用的减隔震装置的力学参数，随后通过爆炸分析图来可视化诠释减隔震结构的组成及关系；最后通过Revit、Robot和Yjk三种软件双向链接尝试模型信息共享，探索BIM技术在高层减隔震结构中的应用。

在国家会议中心二期基坑项目中，为解决基坑深度大、周边环境复杂、工期紧张、支护形式多、安全要求严格的难题，在设计、施工全过程使用了BIM技术。设计阶段利用BIM技术正向设计的理论，结合三维可视化的特点，充分考虑周边建筑、构筑物及管线、地铁、环隧、下沉式道路的变形控制要求，对地下和地上环境进行了精细化的建模，优化设计方案。在施工过程中使用BIM技术进行施工方案和工序模拟，同时将物料、机械、安全监测等方面的信息集成到模型里，利用相应的管理平台进行质量、安全、进度等方面的管控，提升项目精细化管理水平。利用BIM技术，打破了传统方式基坑工程设计、施工及监测之间的隔阂，同时为总承包方和业主方提供相应的数据模型，使得各方高效沟通，方便后期工程建设和运维。

BIM软件中获取管线排布信息的过程较为复杂，本研究基于Unity3D提出了一种两次投影的方法，通过BIM云平台功能模块的开发应用，对机电管线排布信息的获取方法进行优化。通过获取物体的顶点坐标，对顶点坐标进行两次投影，根据投影后的坐标快速准确地计算出三维世界中顶点之间的距离，通过编程实现在终端设备上动态显示管线信息。运用此方法可以实现管线排布信息的信息化及可视化，为现场施工与设计意图保持一致提供便利，为管线工厂预制加工提供准确信息。

数字孪生是数字化转型的重要落脚点, 数据治理是数字孪生物理实体与虚拟实体交互融合的核心, 城市信息模型CIM平台是面向数字孪生的数据治理的重要支撑平台。本文分析了面向数字孪生数据治理的范围与内容, 基于CIM平台提出了数据治理框架, 对基于工作流的数据治理与基于分层分级的多源数据可视化等技术进行了研究, 提炼出上海市CIM平台数据治理建设成果。通过研究与实践证明, 本文提出的数据治理框架具有可行性、扩展性和开放性, 可为数字孪生背景下数据治理研究与应用实践提供参考。

在机场、道路等大型基础设施建设的过程中，根据土体类型、按照一定的坡度直接放坡是边坡处理的常见方法之一。现有BIM软件的相关功能虽能在一定程度上满足坡脚线推算和边坡土方量统计的需求，但在机场地势优化设计的参数正向设计过程中，反复使用软件功能的时间成本较高，不利于最终方案的得出。针对该问题，本文提出一种坡脚线的推算方法，即通过建立坡面和地面的数学模型，依托Civil 3D平台进行二次开发，实现了坡脚线的自动生成及可视化。与已有的传统作图法及BIM的相关功能相比，其具有适合计算机求解、计算速度快等优点，在机场地势优化设计等需要多次建模求解的过程中具有较高的应用价值。

桥梁健康监测是保障大跨度桥梁运营安全的重要技术手段。为了有效处理并可视化展示桥梁健康监测系统中的海量数据，提高数据与模型的交互性，本研究以长江沿岸某特大跨径铁路桥梁的健康监测系统数据为对象，运用Revit二次开发技术，阐述实现健康监测数据可视化及预警的过程和效果。结果表明：该方法基于Revit平台，将健康监测系统数据库与Revit软件相结合，构建了桥梁监测信息查看与管理以及桥梁状态安全评估的可视化预警平台，成功实现了监测数据的可视化查看和安全预警功能。

针对地铁工程项目可视化管理中存在的模型精细化不足、数据集成与展示不充分及真实性欠缺等问题，本研究提出了利用GIS和BIM技术作为解决方案，提升地铁工程实景三维建设的效果。首先研究构建了地铁工程实景三维平台的建设框架，分析了数据集成与融合、动态层次加载、模型轻量化与显示等关键技术。随后以深圳地铁14号线工程为案例，进行了实景三维可视化平台的建设与功能应用。案例涵盖了工程建设管理图、空间分析可视化、多视角场景漫游及BIM可视化与属性查询等内容，实现了地铁工程项目多源异构数据与模型的集成，提供了多尺度的实景三维可视化展示，为项目管理与决策提供了有力支持。

传统的安全预警手段存在信息传递不灵活、表达效果不直观等问题，且现阶段在盾构隧道中基于BIM技术的深化应用尚未得到广泛重视。为解决这些问题，引入BIM技术实现快速可靠的盾构隧道结构分析及安全预警可视化方法。首先借助插口程序及代码实现BIM和有限元（FEM）间的模型及数据转换，从而实现基于BIM建模的快速有限元分析，再利用BIM的可视化优势将计算得到的结构安全系数直观地表现出结构的安全状态，从而实现基于BIM及FEM的盾构隧道结构安全预警可视化技术。结果表明，提出的安全预警可视化表达方法对隧道工程具有良好的效果。

为了解决园林景观工程中BIM技术在多专业集成难度大、三维模型可视化效果差、景观设计效率低以及场景交互体验感差等应用难题，本文采用BIM+虚幻引擎技术，以深圳市安托山自然艺术公园为例，开展设计阶段在可视化交互的应用研究。运用虚幻引擎导入体积和表面积算法，实现三维土方算量可视化交互问题的求解。采用Dynamo+ArcGIS技术获取苗木名称、定位等基本信息，并通过虚幻引擎中的脚本编辑器实现景观信息模型批量创建，集成各专业模型和数据；通过添加视域分析和碰撞检测等可交互蓝图模块，完成景观与常规专业模型的碰撞检测结果的输出和景观敏感点位置的确定。研究表明：通过BIM与虚幻引擎结合技术，改善了场景可视化交互体验，除了能进一步提升景观模型的设计效率和质量，还能起到深化设计的作用，为园林景观项目设计应用提供精细化的指导作用。