铁路工程作为大型基础设施，不仅建设周期长、消耗资源多，相比建筑工程，铁路建设的施工技术也更为复杂，同时还要面临自然环境的考验，将铁路建设与建筑信息模型(BIM)结合是未来铁路工程新的发展趋势。本文阐述了BIM技术在青连铁路青岛西站中的应用，包括：组织架构、软硬件搭建、深化设计、BIM+GIS应用、基于BIM协同办公云平台的工程建设项目管理过程等内容，展示了BIM应用效果。工程实施结果表明，BIM的应用为提升铁路行业工作效率、增加效益带来了显著效果。

针对大型高铁站房所具有的特点和施工难点，利用私有云计算平台，开展施工全过程的BIM技术应用、BIM+智能设备应用、BIM创新应用等，提高工程建造管理水平，以BIM和GIS为基础，建立钢结构全生命周期管理平台，集成智慧工地各业务系统，形成基于BIM的三维智慧工地管理体系，为工程的顺利实施奠定了坚实的基础，也为铁路站房迈向智能建造贡献了力量。

针对二维设计专业协调困难、可视化程度低、汇报难以理解及异地沟通不便等问题，本文在方案决策中探索BIM+GIS数据集成应用，形成一套低成本、高质量的数字化设计体系，促进方案决策的科学性。利用游戏引擎高渲染优点，融合二维数据、BIM、GIS、灯光、绿化和实景三维等数据，开发高质感方案协同汇报系统，实现可视化征拆分析、多专业协同设计和动态方案比选等场景应用。该设计体系于蓝谷至胶东国际机场快速通道工程进行实际应用，以高效数据生产为前提，多源数据融合为核心，场景集成应用为手段，数字化方案决策为目标，实现高质量数字化方案设计，提高各参与方之间协作与沟通效率，提升工程建设质量，进一步促进数字化设计在交通工程中的落地应用，为推动交通数字化转型奠定基础。

随着基础设施建设的发展，桥梁养护管理面临巨大挑战。基于数字孪生的桥梁养护管理平台，本文结合数字孪生、BIM、GIS及物联网等技术，提出该平台总体架构及技术架构，研究了包括三维环境性能优化与设备数字孪生映射的平台关键技术，实现了平台各类具体功能。该平台已在江苏省泰州市引江河大桥及其他类似桥梁进行了应用，优化了管理手段，提高了养护效率，并推动了养护管理手段的数字化转型。

围绕机场净空条件对于机场的设计与管理的重要性，本文基于三维可视化、GIS及BIM技术，提出了一种快速机场三维净空评估可视化方法。该方法首先通过参数化等方式快速建立并融合机场障碍物限制面以及机场主要建筑物、飞行区、地形等三维模型，生成周边已有障碍物三维建筑；其次在三维图形引擎中通过地理配准技术完成整个机场及其净空的孪生映射，开展障碍物评估可视化仿真，实现以多种地理坐标输入的机场周边新建建筑的定位、限高计算与分析及批量输入输出等功能；最后打包形成机场三维净空评估可视化信息平台原型系统，为设计阶段和管理运行阶段提供便捷高效的分析工具。

本次研究以绿色建筑的理念作为核心思想。第一部分运用BIM技术对既有的教学楼——“明志楼”进行空调能耗、日照、疏散等多种分析，以分析结果为参照依据：一方面对明志楼的中央空调系统、智能光照系统的可行性进行了验证，并采用正向设计的方法完成了明志楼的中央空调系统设计；另一方面为保证学生的安全及教学工作的正常开展，我们通过疏散模拟得到的数据，对教学楼的集中拥堵点进行分析，在教学楼结构无法改变的情况下，通过优化教室的排课情况减少疏散时间，使教学楼的运行维护更加高效经济。在研究的第二部分，考虑到未来新能源汽车将会成为主流趋势，我们GIS+BIM技术得到校园的地理及建筑信息，通过问卷调查的方式向教师们收集了各方面信息，以这些数据为基础模拟未来在校园车辆饱和情况下如何布置汽车充电桩，在节约成本的同时满足校园内教职工的车辆充电需求。

罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程是珠江三角洲水资源配置工程在深圳市内的配套项目之一，输水隧洞跨越城市建成区，建筑物安全性要求高。本文结合BIM和GIS技术，基于达索3D Experience平台，融合多元信息化，开展工程全专业正向协同设计及应用，建立了长距离输水隧洞工程勘察设计BIM应用体系。项目BIM应用实施过程中，以业务流程驱动正向设计，结合企业自主研发的系统软件，实现了数字化勘察应用。同时结合BIM+GIS技术，通过参数化建模、仿真分析等手段，实现了以解决应用问题为导向的线性工程智能设计，提升了长距离城市输水隧洞工程设计的准确性和工作效率。在三维出图应用上，首创安全监测符号化出图方法，填补了行业内相关领域的空白。项目BIM技术的成功应用，保障了设计进度，并为工程建设期及运维期智慧工程应用提供了数据基础，其成果可为同类工程提供参考。

针对航空工业厂区EPC项目科研生产要求高、涉及管线种类众多、工艺复杂及敷设方式特殊的问题，本文探索BIM与GIS的数据融合，形成了一套标准的BIM与GIS集成技术路线(数据融合、功能集成、集成应用)，构建起统一的三维地下管线信息系统。不仅可解决规划设计阶段航空工业厂区复杂工艺管线的竖向设计问题，为EPC项目的采购施工提供更精确的计量计价参考，而且能实现对航空工业厂区地下管线信息的集中管理、统一调配和资源共享。对本文的研究还将为航空厂区智慧运维系统建设提供标准统一的底层数据及接口，并为智慧工厂的建设建立起基础数据平台，实现数字化成果从单一建筑交付向全套完整的数字资产交付拓展。

在Cesium中展示大体量集中的三维模型需要进行渲染性能优化。Cesium原生方法效果不稳定，同时会降低渲染效果。为了尽可能避免该问题，提出相机状态变化期间高性能渲染机制，在相机状态变化期间停止加载图元，且仅在此期间采用会降低渲染效果但可提升性能的参数设置与算法，保证模型加载期间的渲染效果。同时提出基于堆的三维瓦片绘制命令限制方法，通过该方法可直接限制绘制命令数量，降低GPU计算量。实验证明，相机状态变化期间高性能渲染机制可行。在该机制中提升最大屏幕空间误差（max screen space error，MSSE）以及限制绘制命令对提升渲染性能的效果均显著优于降低分辨率比例（resolution scale，RS）。而限制绘制命令对渲染性能提升的稳定性优于提升MSSE。

基于数字化场景技术的高速公路大数据管理系统综合运用了BIM模型、工程数据、GIS平台和大数据管理等多种技术手段，实现工程虚拟场景与公路管理业务的交互和融合，提升公路设施的数字化管理水平。本文重点分析了BIM模型适配到数据平台的路径和方法、数据管理平台的可视化技术框架和场景应用功能模块等相关技术。为了提高数字化场景的应用效率，系统采用QEM轻量化原理，编制面向BIM模型的轻量化算法，展示了数字化场景技术在公路工程的各种大数据管理场景应用，具有通用性和实用性。