城市轨道交通工程的方案设计是一项综合性工作，具有牵涉面广、复杂性强、责任重大等特点，通常受城市规划、地形地貌、工程地质及水文地质条件、地面与地下建筑物和地面交通状况等多因素影响。传统的基于二维平面的方案比选和设计方法通常难以整合城市三维建筑物、地质、道路、管网等重要信息，导致方案比选出现失误、设计出现偏差的情况频频发生。例如出现新建工程与城市既有地下管网、建筑物交通设施等发生冲突，进而发生设计变更，可能导致大量拆迁、改造和改移工作，对工程建设及沿线区域的环境产生重大影响。
近年来随着城市轨道交通快速发展，方案设计也逐步由二维平面向三维实体转变。特别是地理信息系统（GIS）技术为轨道交通设计和方案比选提供了良好的技术支撑。GIS系统基于空间数据库，展示大场景方面具有很好的优势，但是细节显示却存在较大的不足，难以给线路比选提供更有力的指导。
BIM和GIS的融合可以深化多领域的协同应用，为城市轨道交通工程建设的信息化、可视化管理提供技术手段，提高各阶段信息共享水平，节约成本，避免浪费。基于GIS-BIM技术构建的城市轨道交通工程建设地理信息系统在长沙地铁试点应用效果良好，BIM模型中所集成的信息都可以通过参数化的手段进行关联，一旦模型中某个参数发生改变，模型实体能自动地进行更改，这为城市轨道交通工程建设的精细化、可视化管理提供一种新的管理思路。但是城市轨道交通工程具备地理属性，因此还需要借助地理信息的空间分析，将GIS-BIM两者有效融合，构建一个具备空间场景的三维工程建设模型，对施工环境和施工现场有效的监督与管理，为用户提供一个既可以全局把控又可以精细管理的技术手段。
