《城市轨道交通BIM建模中坐标转换相关问题》
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摘 要：在城市轨道交通工程开展期间,BIM建模受到了广泛的应用,不过从实际情况来看,还有着一些缺陷,其中表现为BIM建模坐标系和工程图纸坐标系不相符,针对于此种现象,就需要制定出有关的对策.在文章中,以某项城市地铁结构内的BIM模型举例说明,提出了相应的坐标转换方式,把地方坐标系转换成BIM模型内的地理坐标系,在确定定位的基础上达到地铁建设环节信息化和可视化的目的,从根本上确保城市轨道交通安全开展.
关键词：城市轨道交通;BIM建模;坐标转换;相关问题
中图分类号：U239.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）01-0072-02
Abstract： During the development of the urban rail transit project, BIM modeling has been widely used, but from the actual situation, there are still some defects, such as the inconsistency between the BIM modeling coordinate system and the engineering drawing coordinate system. in view of this phenomenon, it is necessary to work out the relevant countermeasures. In this paper, taking the BIM model in the subway structure of a certain city as an example, the corresponding coordinate tranormation method is put forward, and the local coordinate system is tranormed into the geographical coordinate system in the BIM model, so as to achieve the purpose of informationization and visualization of subway construction on the basis of positioning, and fundamentally ensure the safety of urban rail transit.
Keywords： urban rail transit; BIM modeling; coordinate tranormation; related problems
在城市轨道交通工程建设期间,包含的规模较大,自身具备周期性长的特征,各项专业之间的协调工作量非常高,再加上地铁工程受到相关因素的影响,一直发生工程变更现象,使得工作效率较低,质量受到了影响.而在城市运行进程加快的背景下,城市轨道交通运行进程加快,轨道交通建设工程提出的要求极高,一般是多条线同期进行规划和建设,建设阶段还划分为先后,这样的话,便增加了投资方管理的难度.所以,就需要明确存在的问题,从根本上提高城市轨道交通运行效率和质量.
1 城市轨道交通工程
城市轨道交通作为城市和城市公交运行的基础,属于运输客流的关键,其中,城市轨道交通项目是否在规定期限内完成并且实施,对于城市居民日常出行、正常工作和满意程度有着直接的影响.对于城市轨道交通工程来讲,属于一项绿色交通工具,本身有着能耗小并且污染性低等一系列的特征,有利于加快城市运行进程,通过开展城市轨道交通项目施工作业来加快城市的运行进程,解决城市中心人口密度比较大的现象.从中看出,城市轨道交通属于未来城市交通规划和建设的主流趋势,可以提高市民出行效率,减少空间,增强生活质量.
2 BIM建模中的坐標转换情况
当前阶段,社会领域对城市轨道交通工程的关注度极高,而BIM技术的应用,为实现该项目标提供了良好的支持.BIM技术是以三维可视化为根本的设计方式,重复性利用相关的信息,通过详细地探究促使工作安全开展.
坐标系作为测量和绘图的依据,一般是由坐标原点、坐标轴指向和单位长度进行明确定义的.在城市轨道交通运行期间,包含的要点是非常多的,大体上涉及到了地理坐标系、空间直角坐标系和地方坐标系等多方面.其一,地理坐标系,该种类型的坐标系是采取三维球面对地理表面位置进行探究的,目的是经由经纬度来应用地球表面点位.其二,高斯平面坐标系,采取横切椭圆柱投影方式创建规范性的平面直角坐标系统,将子午线和赤道的交点作为一项坐标原点,其中,子午线的投影是纵坐标轴Y,而赤道的投影则是横坐标轴Y.其三,地方坐标系操作原理是处于局部区域内构建平面控制网的过程中,根据实际情况,投影到具体选定面内,或者是应用地方子午线为子午线的一项直角坐标系.
在城市轨道运行期间,可以采取创建地铁结构BIM模型的方式对地铁建设方案进行改进和优化,强化地铁建设环节中的安全管理力度,降低不良事故和安全隐患出现的概率.对于BIM建模人员来讲,应当结合工程图纸中的具体地方坐标来定位结构模型,具体落实到以地理坐标系为主的GIS地球模型内,地方坐标系和地理坐标系之间的转换精度直接影响着地铁铁路各项工点结构模型连接的准确性,经由上述两个环节来达到转换坐标的目的.第一项步骤,把地方坐标系转换成高斯平面坐标系.第二项步骤,采取高斯-克吕格的方式计算出地理坐标系.
3 高斯投影反算公式
在上述公式内,L表示为起点经度,L0是子午线精度,tf等于tanBf,?浊2f等于e2cos2B,e属于椭球第一偏心率,Mf等于a（1-e2（1-e2）（1-E2sin2Bf）-3/2,a是椭圆长半轴,?浊2F等于et2cos2B;NF等于a（1-e2sin2BF）-3/2.
4 城市轨道工程中的应用
BIM技术属于一项复杂的信息化系统,在具体设计期间,施工方和运维方需要加深交流,以此使信息处于项目全周期运行中合理的应用,而将建筑信息模型应用到城市轨道交通工程中,可以使项目设计、建造以及决策等工作处于可视化状态中实施,加深相关人员对于具体现象的了解,减少误差出现.本文以某项城市轨道工程举例说明,要想满足地铁建设信息化和现代化的管理要求,需要创建标准的BIM模型,采取合理的方式来提升地铁建设环节的安全性,从而确保整体质量.
对于BIM模型进行创建的过程中,主要是处于GIS地球模型基础上实施的,以地理坐标系为基本的定位坐标系,地铁施工图纸内的定位坐标是以任意坐标系为主,而采取何种方式把图纸坐标系转换成GIS地球模型中的地理坐标系,是BIM建模期间需要重点探究的一项问题.应用合理的方式转变地方坐标,将其转换成地理坐标,基本流程图如下所示：
（1）此项地铁线路南北长度大约是473km,从11个控制点内经由图纸内获取地方坐标,通过手持GPS获得地理坐标,从已知控制点内来看,可以选择4个公共点为训练样本,对四参数值进行计算,剩下的7个点则是当成检验样本.具体训练样本数据表格如表1所示.
（2）计算四参数.结合上表中的相关数据,采取高斯-克吕格投影方式将其转换成高斯平面坐标系,借助MATLAB获取四个参数值.具体如表2所示.
（3）地方坐标转高斯平面坐标;使用已经获取的四参数值来计算出7个检验样本的高斯平面坐标,如表3所示.
5 结束语
从以上论述来看,在本篇文章中,引进了合理的转换方式进行工作,经由此种方式转换而成的地理坐标出现误差的概率非常小,可以达到高精度转换不同坐标系的目的,而BIM建模者还可以依照图纸给出的两车站和相同区间内的中心里程点区域坐标,转换成和GIS地理模型要求相符合的经纬度坐标,加深车站和区间之间的联系性,从中看出,该种方式可以有效应用到BIM建模坐标转换过程中存在相关问题的分析环节中,提升整体效果,全面解决BIM建模坐标和施工图纸不相符的现象,其有着极高的应用效果和价值.
参考文献：
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此文结论:此文是一篇关于对不知道怎么写城市和轨道和交通和转换和相关论文范文课题研究的大学硕士、轨道交通本科毕业论文轨道交通论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.
轨道交通引用文献:
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