0 引言

水利工程施工具有工期长、场景复杂、涉及多专业协同等特点，对施工进度、质量、安全及资源的一体化管理提出高要求。传统管理模式依赖人工记录与分散化数据处理，易出现信息割裂、进度与现场实景脱节、风险预警滞后等问题，难以适配精细化管理需求。BIM技术擅长构建精细化三维模型，GIS技术具备宏观空间分析与地理信息整合优势，二者融合可为施工全过程可视化管理提供技术支撑。但当前“BIM+GIS”在水利施工管理中的应用缺乏系统设计，数据融合、功能适配及业务协同机制尚未完善。基于此，聚焦水利工程施工场景，设计一体化可视化管理系统，探索技术融合下的管理优化路径，为提升水利施工管理效率与精准度提供保障。 

1 BIM+GIS技术应用于水利施工管理的核心要素分析

1.1 水利工程施工全过程的管理维度与关键需求

水利工程施工全过程含前期准备、施工实施、竣工验收阶段，需围绕多维度管理明确关键需求。管理维度涵盖进度（把控土方开挖、混凝土浇筑等工序衔接）、质量（监控原材料、工艺及实体检测）、安全（关注高空/临水作业风险与防护）、资源（统筹人材机调配）、成本（跟踪费用与预算偏差）管理。关键需求为：打破进度、质量、安全等各管理维度的数据壁垒，建立统一数据交互通道以实现信息实时共享与跨部门联动；通过可视化技术直观呈现施工场景与进度、质量等核心数据的动态对应关系，提升管理决策的直观性与精准度；具备多维度风险预警能力，依托实时数据监测及时识别施工异常并自动发出预警，切实保障水利工程施工全过程有序、高效推进。

1.2 BIM与GIS技术的融合适配性及功能互补性

BIM与GIS技术在水利施工管理中具有高度融合适配性与显著功能互补性。适配性体现在二者均以空间信息为核心，BIM的微观精细化建模能力与GIS的宏观空间分析能力可形成技术协同，支撑施工多尺度管理需求。功能互补上，BIM能构建含几何、属性信息的精细化三维模型，精准呈现构件细节，满足质量检查、工序模拟等需求；GIS擅长整合地形、水文等地理数据，通过空间查询、叠加分析等功能实现施工宏观规划、资源调配及大范围风险评估。二者融合后，BIM可为GIS提供精准工程数据，GIS能拓展BIM应用场景，如优化施工总平面布置、实现施工进度与现场实景动态关联^[1]。

1.3 系统设计的技术约束与工程适配原则

系统设计需考量技术约束与工程适配原则，保障落地性与实用性。技术约束上，需解决BIM与GIS数据（如Revit、shp格式）的格式转换、坐标统一及精度匹配，避免数据丢失偏差；兼顾施工区复杂地形与弱网环境下系统流畅性，及大数据处理的硬件承载能力；确保与现有施工管理软件的互联互通。工程适配需遵循实用性，聚焦核心需求设计功能，剔除冗余；坚持动态适配，依施工周期与工况变化调整功能及数据采集；兼顾易用性，设计简洁界面适配管理人员习惯，降低使用门槛^[2]。

2 水利工程施工全过程可视化管理系统的设计体系

2.1 基于“BIM+GIS”的系统架构与功能模块设计

以“BIM微观建模+GIS宏观空间分析”为核心，构建分层递进的系统架构与适配水利施工管理的功能模块。系统架构分为数据层、融合层、应用层：数据层整合BIM模型数据（构件参数、施工进度）、GIS地理数据（地形地貌、周边环境）及施工业务数据（质量检测、安全记录）；融合层通过数据格式转换、空间坐标匹配技术，实现BIM与GIS数据的深度耦合；应用层围绕施工管理需求，设计五大功能模块——进度可视化管理（模型与进度联动展示）、质量追溯（构件质量数据关联模型标注）、安全风险管控（危险区域GIS空间定位与预警）、资源优化配置（人员设备GIS分布与调度）、实景对比分析（BIM模型与现场实景融合校验），确保各模块功能互补，形成覆盖施工全流程的管理闭环。

2.2 施工全流程数据整合与可视化呈现机制构建

建立施工全流程数据整合标准与多维度可视化呈现机制，打破信息割裂壁垒。数据整合方面，制定统一的数据采集规范，明确BIM模型（构件属性、施工工序）、GIS地理信息（坐标系统、地形精度）及业务数据（检测报告、进度计划）的格式要求与关联规则；通过接口开发实现与施工管理软件（如进度管理、质量检测系统）的数据互通，自动同步更新数据，确保数据实时性与一致性。可视化呈现机制上，针对不同管理场景设计差异化展示形式：进度管理采用“BIM模型时间轴动画+GIS区域进度热力图”，直观呈现整体与局部进度偏差；安全管理通过“GIS地图风险点标注+BIM模型隐患三维定位”，精准识别风险位置；质量追溯采用“模型构件点击查数据+质量趋势可视化图表”，实现质量信息一键溯源，提升数据解读效率与管理直观性^[3]。

2.3 系统与施工管理业务的协同联动及应用流程设计

设计系统与水利施工管理业务的深度协同机制及标准化应用流程，保障技术与业务高效衔接。协同联动上，建立“系统-业务”双向反馈机制：系统实时推送进度预警、质量异常等信息至对应岗位，接收管理人员指令并自动更新模型数据；打通现场作业层连接，通过移动终端实时上传施工数据，实现“现场-后台”同步。应用流程按施工逻辑分三阶段：准备阶段导入BIM与GIS数据，完成信息配置与规则设定；实施阶段按周期更新数据，开展动态监控调度；验收阶段用系统整合数据生成可视化报告支撑评估。同时制定操作规范与培训方案，确保管理人员熟练应用，最大化系统效能。 

3 结语

    针对水利工程施工管理的复杂需求与传统模式局限，研究围绕“BIM+GIS”技术融合，构建了涵盖架构设计、数据整合、业务协同的施工全过程可视化管理系统。该系统通过BIM与GIS的功能互补，实现了施工进度、质量、安全等信息的一体化整合与可视化呈现，有效解决了数据割裂、管理粗放等问题。 其设计既适配水利工程施工的场景特性，又深度衔接管理业务流程，为施工管理提质增效提供了可行技术方案，对推动水利工程管理向数字化、精细化转型具有重要实践价值。未来可进一步优化数据融合精度与智能预警功能，探索与AI、物联网等技术的结合，持续提升系统的综合管理效能。

参考文献

[1]刘计成.基于BIM+GIS的水利工程施工场地三维规划与动态管理[J].区域治理,2025(19):0076-0078.

[2]刘威.基于BIM技术的水利工程施工全过程协同管理研究[J].水上安全,2024(10):61-63.

[3]赵鹏.水利工程设计中BIM技术的应用分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2025(7):141-144.