1、“兩新一重”為交通出行建設規劃帶來新格局
今年5月22日公布的政府工作總結報告，確立了關鍵扶持“兩新一重”的建設規劃方針：即進一步加強“新基建”，加強新型城鎮化建設規劃，加強交通出行、水利工程等主要工程建設。主要交通工程包含高速公路、高速鐵路等優選項目，不但是短時間內關鍵的項目投資方向，而且也是行業長期投資的目標；不僅僅要高質量建設規劃，也要長期性的高質量運營管理維護，因此必須要有創新型信息化技術手段的基本保障。全新一代三維GIS（地理信息系統）技術，將支撐主要交通工程的建設管理運用。
交通運輸部在近期內諸多信息化政策文件中也都明確表示促進以BIM（建筑信息模型）技術為核心的三維技術在交通設計、建設規劃、運維管理等階段的全方位運用，實現精細化管理規劃設計、動態化的工程施工管理和智慧化的運營管理養護，結合多源時空數據信息，建設規劃BIM+GIS數據可視化平臺，大幅度提高交通出行基礎設施建設規劃和管理能力。
智慧交通是交通出行行業信息化的發展趨勢，而三維GIS是智慧交通運用必不可少的基礎之一。智慧交通不單單是指交通設施的建設管理會更加的智能化、智慧化，而且通過將交通實體目標信息轉化為可展現、可深入分析、可管理的三維虛擬目標，可搭建現實世界與虛擬世界并行處理的“數字孿生”體系，這將是未來智慧交通運用的主要工具與核心模式。
2、全新一代三維GIS技術
1）在主要交通工程建設中的運用
交通工程建設，尤其是主要交通工程建設，包含了規劃設計、建設施工、運營養護等諸多領域。全新一代三維GIS是搭建交通設施全方位數字化的重要基礎。首先，它能夠提供搭建三維交通設施全要素情景的功能；次之，在全要素三維場景下，它能夠基于BIM數據信息為規劃設計提供方便快捷的深入分析與展現技術；再次，它還能夠與BIM和IoT（InternetofThings，物聯網）結合，為建設規劃施工提供施工場地、施工過程的精細化管理功能，為運營管理養護提供更加智能和方便快捷的深入分析與管理能力。
2）搭建基于全新一代三維GIS的交通設施全要素基底
智慧交通建設規劃的基礎是全方位的交通設施數字化，交通設施數字化的成果，一定是可展現、可計算、可管理的三維交通設施全要素空間基底。交通設施空間全要素基底，是依據交通設施業務需求，搭建精細化管理的設施模型目標數據信息，包含交通設施二維矢量與影像數據信息、交通設備設施三維模型數據信息、交通設施周邊環境二維、三維數據信息等。它不但能夠承載傳統交通出行建設規劃、管理、養護等業務，也是交通設施監控、運行大數據挖掘等新業務方向的運用基礎。
基于新的測繪技術，通過BIM建模、傾斜攝影測量、激光點云采集等新型數據信息，可以搭建出精細化管理交通設施三維基底，并且通過累加視頻信息、交通動態性狀態信息、IoT設施設備狀態信息、氣象、災害等環境信息，搭建出一套支持交通設施管理、運行、養護的全要素基底。
3）BIM+GIS輔助交通設施規劃設計
行業內各設計單位在重要工程項目中廣泛選用BIM技術進行設計。BIM設計數據信息成果，結合GIS多源數據信息展示與分析能力，可以在設計階段為客戶提供設計過程的分析計算能力和直觀性的設計成果展示能力。
GIS在設計過程中為設計師提供精細化的三維空間分析能力，支持將BIM設計模型迅速導進GIS軟件平臺后，通過BIM數據信息與地形數據信息的嵌入，如下圖所示，可以將道路模型與高精密地形精確融合，實現道路模型在地面上正確展示；還可以提取BIM模型數據信息的建設界限范圍，并且將提取結果與地形數據信息累加，可以實時精確計算設計方案中所占地域界限及其統計設計方案中建設土地、人口等信息，為設計人員提供更加方便快捷的選線分析能力，協同設計單位合理選線。
當最終設計方案明確后，將BIM模型導入GIS平臺內，與地形、影像、傾斜等環境數據信息累加，可以為建設單位、業主單體完善全面的展示設計方案。支持對多源異構數據信息進行綜合性的場景優化和服務發布，設計方案可以通過在線的方式提供給相關各方在線訪問 與查詢，還可以通過手機端對三維場景進行訪問 。
4）全新一代三維GIS技術協助交通設施實現智慧建設
智慧建設是交通建設的主要發展趨勢。基于BIM數據信息，通過累加建設環境數據信息與施工現場的實時動態數據信息，可在GIS三維基礎軟件平臺搭建一個動靜結合的施工虛擬環境。在三維環境中可以將繁雜的建設過程信息與BIM模型中精細化管理的交通目標進行關聯，實現交通建設過程的精細化管理，并基于IoT實時數據、施工過程進度數據信息與三維目標結果，實現施工過程的動態性管控。
交通重要工程項目中的BIM模型數據信息一般而言可達到部件級的精度，GIS支持海量精細化管理模型目標加載展示與分析計算等功能，可以將浩大繁雜的工程建設數據信息與建設目標進行關聯管理，所有的建設圖紙、方案、監理過程數據信息、物料供給數據信息等都可以與BIM數據信息中具體的設施部件關聯，在三維GIS場景下實現對這些施工信息的查詢、統計及可視化渲染。
5）全新一代三維GIS支持交通設施在線運維管理養護
對于交通出行關鍵工程建設，高效智能的養護管理，是保障交通設施不斷運作的關鍵工作。基于全新一代三維GIS的交通設施養護，可以監管每一個交通設施部件監理運營管理檔案，實現交通設施養護工作的動態性呈現與綜合分析。GIS具備海量三維數據管理、計算與呈現功能，可以將多個養護工段，甚至是整條線路部件展開集中式統一監管，為設施養護的綜合分析決策與信息挖掘打下基礎。
GIS提供了優良的三維場景優化與發布功能，可以支持大范圍交通設施運營管理養護三維應用的在線發布，養護人員不論是在Web端還是手機端，都可以直接充分利用網絡加載三維場景，查看分析設施部件信息，并依據需要展開動態性渲染。
借助GIS的多源數據融合功能，可以將各種檢測信息與BIM模型在三維場景內展開分析呈現，充分利用三維空間位置關系精確分析交通設施的狀態，預測分析各種災難信息對交通出行的影響，實現設施運營管理養護智能化。
3、全新一代三維GIS技術
1）支持搭建道路運輸“數字孿生”
“數字孿生”是道路運輸行業信息化發展的一個關鍵的方向和應用場景，也是“智慧交通”可視化呈現的關鍵手段。“數字孿生”是在搭建的要素全面完整、信息豐富的交通出行三維虛擬場景基礎之上，疊加動態性交通出行的狀態信息，生成一套與現實世界同步，可展示、可測量、可控制的動態性虛擬場景，不但可以在虛擬場景中同步現實世界，而且充分利用搭建交通信息模型，還可以在三維虛擬空間中實現對交通管理控制的仿真模擬，以實現在虛擬空間中對現實世界的科學研究與預測分析。
“數字孿生”的實現，其核心是三個技術支持：大區域交通出行三維場景迅速搭建，海量動態性交通信息實時呈現，道路運輸模型的呈現與模擬。
2）參數化建模技術搭建高精度三維地圖
“數字孿生”首先要可以迅速搭建一套完整的交通出行三維場景。參數化建模技術，是在道路二維矢量數據的基礎上，依據道路設施分布、設計參數等信息，結合道路所在地形，充分利用GIS空間模型算法，自動生成三維道路模型，與道路實際形狀基本一致。用戶充分利用簡易的數據輸入，依靠GIS軟件，就可以實現大范圍交通設施迅速建模。相對于手工BIM建模的成本周期更少，相比傾斜攝影測量和激光點云數據的精度更高，非常適用搭建大范圍交通出行三維場景。還可以支持大范圍參數化模型與重點工程的BIM模型的融合應用，支持更完整的交通出行應用。
另外參數化建模可以配合三維模型產生公路交通規則拓撲信息，精確的將車輛定位信息、交通事件信息等動態性信息三維模型上進行精確疊加，支持三維導航、道路運輸管控等應用。
3）三維GIS場景下的實時動態交通監管
交通設施管控與運轉監管中的動態數據在5G技術與北斗技術的加持下，時效性愈來愈強，數據量越來越大，在三維場景中將海量動態性數據加載呈現，并進行管控、統計、分析，是“數字孿生”場景搭建的第二個關鍵技術。
GIS支持三維場景中多源海量動態性信息的疊加呈現、統計與分析，不但可以將北斗高精度定位信息在三維場景中同步動態性呈現，并且能對接IoT流數據服務，將交通設施中傳感器信息在三維場景中以可視化的方式進行動態性呈現。后臺管理搭建電子圍欄等分析服務，對軌跡、形變等信息進行分析監管預警，統計其運轉損耗，實現交通設施管控的實時管控。
GIS不但支持“BIM+GIS+IoT”三維服務在WebGL“零客戶端”應用，并且支持手機移動端的服務調用與應用呈現。“數字孿生”服務不再拘泥于管理單位內部，利用互聯網還可以實現對應用的廣泛性發布。
4）高精度地圖下大場景交通模擬仿真呈現
除了與現實世界信息同步，“數字孿生”場景也需要可以支持交通模型的分析運算與結果呈現。
交通仿真軟件可以根據OD信息，分析計算一段時間內公路交通變化數值。GIS支持在三維場景中，將變化數值利用道路拓撲規則轉換為每一條車道上的車輛模型運動軌跡，通過將抽象化的數值變化呈現為動態性的虛擬場景，為交通模擬仿真分析提供交通模擬呈現的功能，利用可視化的技術讓專業的數據可以為更多的非專業人士所精確了解，從而為專業數據搭建更多的應用場景。