26924582_基于BIM+GIS的铁路征地拆迁系统综合应用研究

主题

策

划

基于BIM+GIS的铁路征地拆迁系统

综合应用研究

22

倪苇

1，

，刘彦明

1，

，石硕

2

2.中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安

（1.中国铁建BIM工程实验室，陕西西安710043；

710043）

摘要：随着我国铁路建设的快速发展，征地拆迁已成为铁路项目建设的重要前期工作之一。

针对当前征地拆迁工作中存在的任务量大、范围广、管理不直观等问题，提出基于BIM+GIS服

务的铁路征地拆迁管理系统，采用主流微服务架构实现征拆信息综合展示、计划进度管理、基

础数据管理、文件档案管理、移动端APP等功能，满足征拆对象的高效可视化、参数化和信息

化需求。为铁路工程项目管理人员提供征拆所需的信息汇总和综合分析，并为辅助决策、提高

工作效率提供技术支持。

关键词：BIM；GIS；征地拆迁；铁路工程

中图分类号：U270文献标识码：A文章编号：1672-061X（2022）01-0014-06

DOI：

10.19550/.1672-061x.2021.10.21.002

0引言

近年来，我国铁路工程建设进程加快，已达到每

审批及开工许可都极为重要

［2］

。铁路项目作为线状工

程，跨度大、范围广，由于前期线路方案的不稳定性，

参建各方无法明确征地拆迁的具体内容和费用构成，

建设过程中难免变更优化方案，对项目前期的勘察设

计精度要求较高，不能漏项，并要及时发现存在的问

题、及时研究处理。同时，国家高度重视环境、水土

保持的监督检查和生态文明工程建设，重视建设及运

营期的安全管理，对建设用地范围、类型精度提出了

更高要求。

年近8000亿元的固定资产投资规模

［1］

。征地拆迁作为

铁路建设项目的前置制约性工程，对铁路建设项目的

基金项目：

中铁第一勘察设计院集团有限公司科技研发项目

（21RJ39）

第一作者：

倪苇（1988—），男，高级工程师，硕士。

E-mail：****************

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目前征地拆迁做法需要大量人工调查，建设单位

和地方政府无法直接参与现场核对工作，导致问题滞

后解决。基于二维图纸的平面信息无法实现拆迁数据

量的准确测算，缺少空间对象关系表达

［3-4］

。根据航片

确定的地类与现场调查的不符，用地范围与环保区域发

生冲突无法及时发现，现场使用的数据时效性低。征拆

过程中形成的数据大多以Excel表格或纸质文件形式分

散存储管理，数据的有效性和完整性难以得到保证。

基于上述现状，以高清正射影像DOM配准高精度

数字高程模型DEM建立三维实景空间

［5］

，叠加二维设

计方案，三维BIM模型及相关征拆信息，可将倾斜实

景、工程设计、外部环境集成于同一平台，对全线征

地拆迁最新进展情况进行可视化展示

［6-8］

（见图1），

掌握工程对象与征地拆迁对象之间的空间关系

［9］

。为

项目征地拆迁及相关工作提供全过程快速、高效、准

确、形象、共享的平台服务，以此为基础可以拓展项

目建设管理服务内容，乃至运营期项目资产管理等。

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术，基于VUE+ElementUI实现前端页面的展示与交互；

微服务层是对业务逻辑的独立封装，主要包括计划进

度服务、文件管理服务、统计报表服务、数据管理服

务等；存储层包括结构化数据库（MySQL）、非结构化

数据库（MongoDB）、分布式文件存储系统（Hadoop）

及资源缓存（Redis），负责响应服务层对数据的请求。

1.2系统功能设计

系统根据铁路征拆的业务功能进行划分，形成7个

子模块，主要包括征拆实景、计划进度、现场数据、

验工计价、统计报表、数据管理和权限管理。系统功

能设计见图3。

2

2.1

应用实践

征拆信息综合展示

通过BIM+GIS可视化手段，实现二、三维场景下

的征拆区域总体情况展示，通过饼图、柱状图等数据

可视化方式，实现征拆进度、费用情况的总体展示；

通过对土地、房屋等征拆对象的空间化信息管理，实

现空间交互查询、地学辅助计算和对比分析。

信息综合展示是通过集成行政区划信息、红线区域

与里程桩号信息、三维实景模型、周边环境信息、项目

竣工信息等基础数据，以展板的方式对征拆进度、征拆

对象、征拆工作量进行可视化展示和信息综合分析，并

图1BIM+GIS虚实结合直观反映工程与地理环境相对关系

提供测量和管理的基础工具，如量测工具（包含面积、

距离量测）、图例图层工具（包含地图服务、影像服务、

地图要素和实景数据服务）、线路里程定位工具、视图

工具（包含方向指北、放大缩小、漫游拾取、二三维切

换、视角锁定等功能）。征拆信息综合展示见图4。

1总体框架

基于BIM+GIS的铁路征地拆迁系统不仅需要与已

建成的系统进行集成，还应满足未来建设信息化系统

的需求

［10］

。系统采用基于微服务架构的SpringCloud技

术，分离每个独立的业务功能，通过HTTP协议进行

REST服务间通信。区别于传统面向服务（SOA）的集

中式管理多层架构模式

［11］

，微服务模式不仅具有自治

自由伸缩和负载均衡的特点。

性管理的特点，还具有适应互联网的高并发、高可用

2.2计划进度管理

通过制定计划批次，根据里程范围、行政区划或三

维场景中选定区域来设定征拆区域的时间点，对影响工

期的关键对象单独制定征拆计划。系统实现征拆计划进

度管理，主要功能包括计划下达、计划管理、单项进度

上报、区域进度上报、进度可视化管理。系统实现征拆

进度计划的创建、修改、查询和详情信息，对重点征拆

对象实行单独管理，记录其主要征拆信息（见图5）。

1.1系统架构设计

系统总体架构分为访问层、呈现层、微服务层和

存储层（见图2）。其中，访问层即终端应用层，支持

PC端和移动端设备；呈现层采用主流的前后端分离技

2.3统计分析

根据《征拆协调部管理办法》和《铁路公司征地

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PC端移动端

访问层

呈现层

服务组件

监控&保护

Hystrix

熔断保护

微服务层

Security

安全控制

Sleuth

日志收集

服务组件

治理&配置

Eureka

服务治理

Server

服务发现

Config

统一配置

计划进度

统计报表

文件管理

数据管理

springCloudBusspringCloudspringCloud

消息总线Task 任务调度Stream 数据流

存储层

文件系统数据库缓存

图2系统总体架构

图3系统功能设计

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图4征拆信息综合展示界面

图5计划进度管理界面

拆迁验工计价实施细则》完成对征用土地信息表、“三

电”改迁工程数量、用地界桩、红线附近结构物数量、

征用土地数量、拆迁构筑物数量、拆迁完成数量等内

容的统计分析。系统提供统计报表生成、详情和导出

等功能，实现对项目数据的分析和统计。统计分析功

能界面见图6。

计数据、调查数据。其中基础地理信息数据主要包括

点、线、面等矢量要素数据、卫星影像数据、三维实

景数据、图层要素数据，其中面状要素以行政区划为

主，主要包括坐标范围、名称等属性，点状要素以地

名、道路名、名称注记为主；线状要素主要是线位和

红线数据，包括红线数据的范围、版本；图层要素数

据是对GIS数据的分组，便于对主题相关的要素信息进

行分类和查看；设计数据以线位数据为主，实现对线

2.4基础数据管理

基础数据主要包含地理信息数据、红线数据、设

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图6统计分析界面

位数据的版本和参数进行管理；调查数据主要包含标

段数据、责任区域管理数据、行政区划数据、土地统

计类型数据、土地用地类型数据、构筑物统计数据、

“三电”管线迁改统计数据、土地权属类型数据等。

系统提供基础数据导入工具，实现地理信息、红

线、设计与调查数据的入库存储和可视化展示，便于进

行空间分析统计。基础调查数据录入操作示意见图7。

图8移动端APP功能界面

3结束语

以铁路工程为基础，借助BIM、GIS、互联网+等主

流技术，建立以项目、实景环境及征拆对象为核心的实

景征拆系统，实现对铁路全线征拆对象虚拟场景的高效

可视化、参数化和信息化，满足各级征地拆迁部门统一

管理业务数据的同时达到协作共享的终极目标，为铁路

工程征地拆迁工作提供科学决策和支持。

参考文献

图7基础调查数据录入

［1］赵晓怡.铁路征地拆迁存在的问题浅析［J］.管理

观察，2019（9）：60-61.

［2］何伟，田鹏.轨道交通征地拆迁信息管理系统设

计与实现［J］.城市勘测，2020（1）：13-18.

［3］王维高，朱明，赵见，等.BIM和GIS技术在某高速

公路施工建设管理中的应用［J］.山西建筑，2020，

46（23）：114-116.

2.5移动端APP

通过开发安卓移动端APP，实现现场数据的录入、

存储、分析和统计，如地块数据（包含征拆对象名称、

类型、权属、对应工程、所属区划、补偿类型、用地

类型、实际面积、征拆单位等信息）、房屋数据、构筑

物数据、“三电”管线迁改数据、青苗补偿数据、补偿

信息、价格字典等。

移动端主要功能包括离线地图缓存

［12］

、地理标记

数据同步、征拆对象信息同步、征拆地图查看及对象

交互、现场调研数据录入等（见图8）。

［4］肖波，白皓，冉光炯，等.基于GIS的高速公路可视

化征地拆迁技术应用研究［J］.科学技术创新，

2021（5）：99-102.

［5］倪苇.GIS在铁路BIM全生命周期中的综合应用

探讨［J］.铁道建筑技术，2018（10）：117-119.

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［6］王志勇.无人机倾斜摄影辅助GIS+BIM技术在公

路中的应用［J］.山西建筑，2021，47（7）：178-180.

［7］柏文锋.倾斜摄影测量辅助城市地铁前期规划研

究［J］.铁道勘察，2019，45（3）：30-33，37.

［8］白磊，潘海湾.倾斜摄影技术助力BIM+GIS在轨

道交通工程中的应用［J］.建筑技术，2020，51（7）：

［9］陈明.基于GIS+BIM的高速公路征地拆迁管理系

统［J］.中国交通信息化，2018（9）：141-143.

［10］柏勇，周元华，刘辉.基于SOA的征地拆迁信息

849-850.

策

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管理系统设计研究［J］.地理信息世界，2018，

［11］石硕，倪苇.基于BIM+GIS技术的铁路工程管理系

统研发与应用［J］.铁路技术创新，2020（4）：30-34.

［12］郑雪锋.基于Android的移动征地拆迁信息系统

设计与实现初探［J］.信息系统工程，2017（10）：43.

25（4）：119-122.

责任编辑曲昳

收稿日期2021-10-21

ResearchonComprehensiveApplicationofRailwayLandAcquisitionand

DemolitionSystemBasedonBIM+GIS

NIWei

1,2

,LIUYanming

1,2

,SHIShuo

2

(MEngineeringLaboratory,Xi’anShaanxi710043,China;

ailwayFirstSurveyandDesignInstituteGroupCoLtd,Xi’anShaanxi710043,China)

Abstract:

WiththerapiddevelopmentofrailwayconstructioninChina,landacquisitionanddemolitionhas

essthecurrentproblemssuchashigh

workload,broadscopeandindirectmanagementinlandacquisitionanddemolition,arailwaylandacquisition

anddemolitionmanagementsystembasedonBIM+nstreammicroservice

architectureisadoptedtorealizethefunctionssuchascomprehensiveinformationdisplay,scheduleand

progressmanagement,basicdatamanagement,documentsandarchivesmanagement,andmobileAppforland

acquisitionanddemolition,soastomeettherequirementsforefficientvisualization,parameterizationand

erforminformationsummaryand

comprehensiveanalysisnecessaryforlandacquisitionanddemolitionforrailwayprojectmanagementpersonnel

andprovidetechnicalsupportfordecisionmakingandworkefficiencyimprovement.

Keywords:

BIM;GIS;landacquisitionanddemolition;railwayproject

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