【2023地理设计组一等奖】基于GIS的桥梁隧道三维建模与可视化

作品介绍

1 设计背景和意义

随着我国基础建设规模不断扩大和深入，构建桥梁可视化管理模型，全面推动智慧桥梁，已成为现代隧道桥梁建设行业的发展趋势。传统的桥梁建模工作需要复杂的算法设计并需要熟练编程实践技能，实现周期长。开发自主知识版权的桥梁建模软件系统或专用插件是桥梁、隧道可视化的重要技术趋势。

图1 研究区域概况图

本项目以湖北省恩施土家族苗族自治州的四渡河大桥为例，通过大桥测量数据、和数字高程模型等多源数据作为研究数据源，在Arc GIS pro平台下，利用Python语言结合Arcpy包编程和Model Builder可视化建模，通过组合调用ArcToolBox工具箱中的多种工具，在数据自动预处理的基础上通过构建模型实现地层体、复杂隧道和悬索桥、桥梁公路的自动建模，并通过ArcScene实现模型的可视化分析。

2 设计思想和技术路线

本作品设计的主要思路是将基建工程分解为一系列GIS数据处理、文件转换和空间分析操作。通过ModelBuilder结合ArcToolbox工具箱中的多种工具实现高程数据、桥梁隧道点位信息、桥梁隧道基础信息数据等资料等多源多尺度建模数据的自动预处理，实现桥梁隧道三维模型的自动构建以三维可视化展示。构建桥梁隧道基础建设模型可视化系统并对其进行可视化和分析。