張 菖, 陳志文, 韋 猛, 黃 俊

(1.成都理工大學(xué) 地球物理學(xué)院，成都 610059; 2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，成都 611756)

基于BIM的三維滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法及應(yīng)用

張 菖1, 陳志文1, 韋 猛1, 黃 俊2

(1.成都理工大學(xué) 地球物理學(xué)院，成都 610059; 2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，成都 611756)

提出了一種基于BIM的三維滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法。應(yīng)用CATIA軟件建立三維滑坡地質(zhì)模型，將反映該三維模型形態(tài)的空間點(diǎn)集和拓?fù)潢P(guān)系存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中；基于云平臺(tái)架構(gòu)，將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化和模型有限元計(jì)算的結(jié)果反饋到模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過(guò)對(duì)模型數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)迭代、增量處理和模型重構(gòu)，建立BIM地質(zhì)災(zāi)害模型動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)滑坡三維模型的動(dòng)態(tài)變化和協(xié)同。

BIM；三維建模；滑坡；監(jiān)測(cè)

滑坡作為最常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型，威脅人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全?；碌刭|(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。目前對(duì)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警采取的主要措施有建立群測(cè)群防體系、開(kāi)展汛期巡查、排查災(zāi)害隱患點(diǎn)、對(duì)重大災(zāi)害隱患點(diǎn)實(shí)行監(jiān)測(cè)等。這些方法難以保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，無(wú)法保證邊坡的臨滑預(yù)警。近年來(lái)，隨著移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等信息技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化和智能化日漸成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。王威等[1]建立了基于GIS的三維地質(zhì)建模監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)；黃建等[2]概述了新一代信息技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用；黃露等[3]提出了基于云計(jì)算的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享機(jī)制；張紹華等[4]系統(tǒng)論述了支持協(xié)同治理的BIM云平臺(tái)建模與架構(gòu)。

BIM(Building Information Modeling)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。筆者構(gòu)建以BIM滑坡地質(zhì)災(zāi)害模型為基礎(chǔ)的云計(jì)算框架，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和后臺(tái)ANSYS有限元分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量地質(zhì)災(zāi)害多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速集成、分析和反饋，提高了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的時(shí)效性。

1 模型的構(gòu)建

BIM滑坡三維建模主要分為3個(gè)部分：創(chuàng)建三維幾何模型；信息入庫(kù)，即將滑坡體空間幾何信息、工程地質(zhì)信息和監(jiān)測(cè)信息等導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)；三維監(jiān)測(cè)模型的動(dòng)態(tài)可視化，即將數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和三維幾何模型連接，實(shí)現(xiàn)三維模型的信息化和協(xié)同變化，建模流程見(jiàn)圖1。

圖1 BIM滑坡三維監(jiān)測(cè)建模流程Fig.1 Modeling flow chart for 3D monitoring for BIM landslide

1.1 滑坡區(qū)域三維幾何模型

本文利用主流BIM軟件CATIA構(gòu)建滑坡區(qū)域三維地質(zhì)模型。該軟件具有強(qiáng)大的曲面造型功能，可以比較快捷地利用基礎(chǔ)工程地質(zhì)信息創(chuàng)建三維地質(zhì)模型[5]。

1.1.1 地表曲面模型的建立

根據(jù)勘察范圍內(nèi)的工程地質(zhì)平面圖，提取反映滑坡區(qū)域的地形數(shù)據(jù)。利用CATIA中的DSE模塊，導(dǎo)入離散點(diǎn)數(shù)據(jù)生成點(diǎn)云(圖2)。通過(guò)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯優(yōu)化得到地表模型網(wǎng)格面，在QSR模塊中得到地表曲面模型數(shù)據(jù)(圖3)。

圖2 地表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)Fig.2 Surface point cloud data

圖3 地表面曲面模型Fig.3 Surface model of ground

1.1.2 滑坡體模型的建立

在GSD模塊中，將地表曲面模型拉伸得到實(shí)體模型。通過(guò)分析鉆孔數(shù)據(jù)、剖面數(shù)據(jù)和其他地質(zhì)資料，得到地層分界面的點(diǎn)數(shù)據(jù)或者巖體分界面的產(chǎn)狀等數(shù)據(jù)信息。通過(guò)插值處理，得到不同地層分界面或巖體分界面。按照從新到老的規(guī)則依次將各套地層從實(shí)體模型上剝離，圖4為剝離得到的某地層實(shí)體模型。圖5為利用巖體分界面在實(shí)體模型上切割巖體模型。

構(gòu)建完成的三維地質(zhì)模型即初期的BIM模型，要根據(jù)地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)復(fù)核和修正，直到符合實(shí)際情況為止[6]。

圖4 某地層實(shí)體模型Fig.4 Physical model of a formation

圖5 切割得到巖體模型Fig.5 The model of rock mass obtained by cutting

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

基于BIM三維地質(zhì)模型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分為2部分。

1.2.1 地質(zhì)災(zāi)害GIS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

地質(zhì)災(zāi)害GIS(Geology Information System) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)搭配ArcSDE(空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎)，用于ArcGIS對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息的訪問(wèn)和管理。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)包括基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和專(zhuān)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)[7]。基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)包括地形圖、影像圖、數(shù)字高程圖等。專(zhuān)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)主要是將現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理入庫(kù)，用于后續(xù)的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)處理和解釋。

地質(zhì)災(zāi)害GIS數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖見(jiàn)圖6。圖中：GeoTopologModel表示滑坡幾何形態(tài)信息表，主要存儲(chǔ)了表征三維模型空間形態(tài)的點(diǎn)集和拓?fù)潢P(guān)系，與之相關(guān)的還有巖性填充物信息表(Lithology)和滑坡區(qū)建筑物信息表(BuildingInfo)；GeoDynamicModel表示滑坡三維計(jì)算模型；LineTagIfo表示滑坡測(cè)線，包括測(cè)線位置、走向等信息；DrillSensorInfo表示鉆孔相關(guān)信息，包括孔位、地層分布和埋深等；MeteoTagInfo表示滑坡區(qū)域氣象信息，主要包括降水、氣溫等；ServeyTagInfo表示水文信息。

1.2.2 地質(zhì)災(zāi)害變量字典

地質(zhì)災(zāi)害變量字典建立本地端及與之相關(guān)的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)節(jié)點(diǎn)或工作站的系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)RTDB(Real Time Database)的源。提供對(duì)地質(zhì)災(zāi)害與防治項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)報(bào)表與實(shí)時(shí)趨勢(shì)分析(圖)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、模型及其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行邊界形態(tài)、曲線、棒圖、直方圖等形式的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視，并基于該模型進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與解釋。另一方面，地質(zhì)災(zāi)害變量字典還建立本地端及與之相關(guān)的SCADA節(jié)點(diǎn)或工作站的系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的源，對(duì)RTDB進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。

圖6 地質(zhì)災(zāi)害GIS數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖Fig.6 E-R diagram of geological disaster database

地質(zhì)災(zāi)害變量字典E-R圖見(jiàn)圖7。其中：MUnitTable表示測(cè)線、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等；SwitchTable表示傳感器等監(jiān)測(cè)儀表；TagTable表示監(jiān)測(cè)的變量如位移、應(yīng)力等；NodeInfoTable表示節(jié)點(diǎn)信息列表；AlarmArray表示報(bào)警信息列表；NodeTagTable表示節(jié)點(diǎn)變量信息表；HDBArray表示實(shí)時(shí)值歷史數(shù)據(jù)表；RTDataArray表示實(shí)時(shí)值表；CommandArray表示控制信息列表；TGIDHashMap表示變量TGID的哈希表；TGIDChangedArray表示已改變數(shù)值TGID列表。

1.3 BIM模型的主要功能

BIM 可以被描述為一系列處理過(guò)程與輸出結(jié)果組成的、可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的無(wú)限集合，在工程全生命周期的各個(gè)階段迭代地進(jìn)行數(shù)據(jù)增量處理[8]。將三維幾何模型與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)的BIM三維監(jiān)測(cè)模型主要有3個(gè)功能模塊。

1.3.1 滑坡區(qū)域工程地質(zhì)信息管理

本文采用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)除將滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)初期工程地質(zhì)要素的存儲(chǔ)。即將反映滑坡區(qū)域地質(zhì)要素的空間形態(tài)的點(diǎn)集和拓?fù)潢P(guān)系通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)表存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，主要包括滑坡形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、鉆孔和剖面信息、人類(lèi)工程要素等。用戶(hù)可在線通過(guò)點(diǎn)擊三維模型上的地物圖表查看相關(guān)地理信息。

1.3.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)查看和預(yù)警速報(bào)

基于三維幾何模型和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能框架提供對(duì)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、分析與查詢(xún)界面，可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害與防治項(xiàng)目監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、模型及其運(yùn)行狀態(tài)的歷史記錄進(jìn)行趨勢(shì)(圖)分析。結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，對(duì)三維滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行基于ANSYS的有限元分析，為滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供決策信息。

1.3.3 滑坡體動(dòng)態(tài)變化模擬

圖7 地質(zhì)災(zāi)害變量字典E-R圖Fig.7 E-R diagram of tag dictionary of geological disaster

將初期的BIM模型簡(jiǎn)化處理，通過(guò)ANSYS劃分得到有限元網(wǎng)格。將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化和模型有限元計(jì)算的結(jié)果反饋到模型數(shù)據(jù)庫(kù)中；通過(guò)對(duì)模型數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)迭代、增量處理和模型重構(gòu)，建立三維模型動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)滑坡三維模型的動(dòng)態(tài)變化和協(xié)同。

綜上所述，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三維模型具有數(shù)字化、可視化、動(dòng)態(tài)化和協(xié)同反饋等特點(diǎn)[9]，符合BIM的特點(diǎn)。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

松潘滑坡位于松潘隧道進(jìn)口端右側(cè)斜坡上，滑坡體呈長(zhǎng)舌狀向南西展布，滑坡軸向長(zhǎng)約370 m，寬70～230 m，厚5～30 m，體積約86×104m3，為大型中層-厚層堆積層滑坡；組成滑坡的物質(zhì)成分以粉質(zhì)黏土、粗角礫土為主，石質(zhì)成分為砂巖、炭質(zhì)板巖，滑床下部為上三疊統(tǒng)新都橋組炭質(zhì)板巖、砂巖?；履壳疤幱诜€(wěn)定狀態(tài)。由于線路從古滑坡前緣地段通過(guò)，工程施工易引起古滑坡復(fù)活或局部坍塌，引起整個(gè)斜坡失穩(wěn)滑動(dòng)，需對(duì)該滑坡進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。圖8為滑坡區(qū)域工程地質(zhì)平面圖。

2.2 松潘滑坡BIM模型

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的勘察報(bào)告和圖件資料，按照前述三維地質(zhì)建模過(guò)程，利用CATIA軟件建立了松潘滑坡區(qū)域三維地質(zhì)模型，將模型空間幾何信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，在瀏覽器中重構(gòu)滑坡地質(zhì)模型(圖9)。

圖8 滑坡區(qū)域工程地質(zhì)平面圖Fig.8 The engineering geological plan of landslide area

BIM三維監(jiān)測(cè)模型的主要功能如下。

2.2.1 滑坡區(qū)域工程地質(zhì)信息查看

BIM模型即三維幾何模型與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)合。BIM滑坡監(jiān)測(cè)模型除反映地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造信息外，通過(guò)點(diǎn)擊三維模型上的鉆孔或者測(cè)線圖標(biāo)，還可查看鉆孔信息、剖面信息等其他地質(zhì)要素，支持虛擬鉆孔和任意角度剖切地質(zhì)體模型。

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息展示

圖9 瀏覽器中的BIM滑坡模型Fig.9 BIM landslide model in browser

圖10 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀器布置方案Fig.10 On-site monitoring instrument layout

圖11 測(cè)斜數(shù)據(jù)圖表Fig.11 Inclinometer data chart

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程條件，采用滑坡體表面位移監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)和滑坡體下滑推力監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法制定監(jiān)測(cè)方案。通過(guò)Internet可在三維模型上查看現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況，圖10為現(xiàn)場(chǎng)傳感器埋設(shè)情況。在三維地質(zhì)模型上通過(guò)放大和旋轉(zhuǎn)操作，可方便地查看監(jiān)測(cè)儀器的空間布置情況。圖11為點(diǎn)擊某固定測(cè)斜儀得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)圖表。圖12為實(shí)際勘測(cè)資料中2號(hào)測(cè)線對(duì)應(yīng)的剖面圖。

圖12 勘察圖件中的2號(hào)測(cè)線剖面圖Fig.12 The No.2 line profile in investigation map

圖13為點(diǎn)擊2號(hào)測(cè)線剖切得到的剖面圖，可見(jiàn)三維模型剖切圖在表征地質(zhì)構(gòu)造方面更加直觀，可視化程度高。圖14為點(diǎn)擊某鉆孔圖標(biāo)得到的三維模型上的某鉆孔信息。

圖13 三維模型 2號(hào)測(cè)線剖面信息Fig.13 The No.2 line profile of 3D model

圖14 三維模型上某鉆孔信息Fig.14 The drilling holes information of 3D model

2.2.3 滑坡體動(dòng)態(tài)變化模擬

圖15 ANSYS簡(jiǎn)化處理的三維模型網(wǎng)格Fig.15 Three-dimensional model grid of simplified ANSYS

圖16 Y方向位移云圖Fig.16 Y direction displacement cloud

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和原有的力學(xué)參數(shù)，圖15為后臺(tái)ANSYS有限元法劃分得到的滑坡體網(wǎng)格。ANSYS有限元分析和計(jì)算過(guò)程不在此詳述。滑坡體穩(wěn)定性因素達(dá)到預(yù)警閾值時(shí)，通過(guò)有限元分析計(jì)算得到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位移信息。如圖16為ANSYS計(jì)算結(jié)果Y方向位移云圖，圖17為部分網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)。通過(guò)更新節(jié)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)BIM模型的協(xié)同變化；當(dāng)節(jié)點(diǎn)位移持續(xù)增大，可看到BIM滑坡模型滑坡邊緣產(chǎn)生微小裂縫。圖18為根據(jù)結(jié)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)得到的滑坡體失穩(wěn)后的狀態(tài)模擬。

圖17 部分節(jié)點(diǎn)位移變化數(shù)據(jù)信息Fig.17 Partial displacement node data

圖18 滑坡體失穩(wěn)滑動(dòng)后狀態(tài)Fig.18 State of landslide after sliding

綜上，結(jié)合滑坡體工程地質(zhì)信息和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息，將有限元計(jì)算結(jié)果用于BIM模型數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)更新，實(shí)現(xiàn)了BIM地質(zhì)模型與云計(jì)算平臺(tái)的關(guān)聯(lián)[10]。進(jìn)而在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)了BIM滑坡地質(zhì)災(zāi)害模型的動(dòng)態(tài)可視化。

3 結(jié) 論

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，利用傳感器進(jìn)行長(zhǎng)期的自動(dòng)化精密監(jiān)測(cè)具有諸多優(yōu)勢(shì)[11-12]。本文以地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)云服務(wù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，將BIM模型應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中。在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的全生命周期內(nèi)，不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，而且實(shí)現(xiàn)了根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化的三維地質(zhì)模型的協(xié)同動(dòng)態(tài)變化，體現(xiàn)了BIM模型的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特點(diǎn)。

在基于BIM建模的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中，由于滑坡成因類(lèi)型的多樣性和復(fù)雜性，基于ANSYS的三維滑坡穩(wěn)定性有限元分析未實(shí)現(xiàn)全智能化，需要專(zhuān)業(yè)地質(zhì)人員進(jìn)行建模處理。在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)滑坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬的半智能化具有十分重要的意義。

[1] 王威,王水林,湯華，等.基于三維GIS的滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及應(yīng)用[J].巖土力學(xué),2009,30(11):3379-3385. Wang W, Wang S L, Tang H,etal. Application of 3-D GIS to monitoring and forecast system of landslide hazard[J]. Rock and Soil Mechanics, 2009,30(11): 3379-3385. (in Chinese)

[2] 黃健,巨能攀,何朝陽(yáng),等.基于新一代信息技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2015,23(1):140-147. Huang J, Ju N P, He C Y,etal. Establishment of early geohazard warning system using modern information technology [J]. Journal of Engineering Geology, 2015, 23(1): 140-147. (in Chinese)

[3] 黃露,謝忠,羅顯剛.地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息共享機(jī)制研究[J].測(cè)繪科學(xué),2016,215(5):55-59. Hang L, Xie Z, Luo X G. Study on geological disaster monitoring and warning information sharing mechanism [J]. Science of Surveying and Mapping, 2016, 215(5): 55-59. (in Chinese)

[4] 張紹華,焦毅,陳鋼.支持協(xié)同治理的BIM云平臺(tái)建模與架構(gòu)研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2016,42(11):1-9. Zhang S H, Jiao Y, Chen G. BIM collaborative governance cloud platform modeling and framework [J]. Computer Engineering, 2016, 42(11): 1-9. (in Chinese)

[5] Mei G, Bordogna G, Xu H. Summary on several key techniques in 3D geological modeling[J]. The Scientific World Journal, 2013, 2014(5), Article ID 723832.

[6] 喬世范,謝濟(jì)仁,郭麒麟,等.CATIA-FLAC～(3D)耦合建模方法及其應(yīng)用[J].土木建筑與環(huán)境工程,2014,36(4):63-68. Qiao S F, Xie J R, Guo Q L,etal. Analysis of the coupling modeling method with CATIA-FLAC3Dand its application[J]. Journal of Civil, Architectural and Environmental Engineering, 2014, 36(4): 63-68. (in Chinese)

[7] 趙樂(lè).地籍時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D].杭州：浙江大學(xué)檔案館,2007. Zhao L. Study on the Design and Application of the Cadastral Spatio-temporal Database [D]. Hangzhou: The Archive of Zhejiang University, 2007. (in Chinese)

[8] 李犁.基于BIM技術(shù)建筑協(xié)同平臺(tái)的初步研究[D].上海:上海交通大學(xué)檔案館,2012. Li L. The Preliminary Research on Building Collaborative Platform Based on BIM [D]. Shanghai: The Archive of Shanghai Jiaotong University, 2012. (in Chinese)

[9] 劉建永,王源,蔡立艮,等.滑坡地質(zhì)災(zāi)害無(wú)人監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,17(1):38-42. Liu J Y, Wang Y, Cai L G,etal. Design of unmanned monitoring and early warning platform of landslide geological hazard[J]. Journal of PLA University of Science and Technology (Natural Science Edition), 2016, 17(1): 38-42. (in Chinese)

[10] Chen H M, Chang K C, Lin T H. A cloud-based system framework for performing online viewing, storage, and analysis on big data of massive BIMs[J]. Automation in Construction, 2016, 71(1): 34-48.

[11] 陶占盛,王新民,吳志強(qiáng),等.基于組合權(quán)重的汛期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)模型[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版),2014,44(6):2010-2015. Tao Z S, Wang X M, Wu Z Q,etal. Warning and forecasting model of flood geological hazards based on combined weight method[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2014, 44(6): 2010-2015. (in Chinese)

[12] 張桂榮,殷坤龍,劉禮領(lǐng),等.基于WEBGIS和實(shí)時(shí)降雨信息的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)[J].巖土力學(xué),2005,26(8):1312-1317. Zhang G R, Yin S L, Liu L L,etal. A real-time regional geological hazard warning system in terms of WEBGIS and rainfall[J]. Rock and Soil Mechanics, 2005, 26(8): 1312-1317. (in Chinese)

敬 告 作 者

為適應(yīng)我國(guó)科技信息化建設(shè)需要，擴(kuò)大作者學(xué)術(shù)交流渠道，本刊已加入《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)》和《中國(guó)知網(wǎng)》(http://www.cnki.net)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)電子出版社的《萬(wàn)方數(shù)據(jù)----數(shù)字化期刊群》(http://www.wanfangdata.com.cn)、教育部科技發(fā)展中心的《中國(guó)科技論文在線》、重慶維普資訊有限公司的《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)》、華藝數(shù)位藝術(shù)股份有限公司的《CEPS中文電子期刊》、北京書(shū)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司的《書(shū)生數(shù)字期刊》、北京世紀(jì)超星公司的“域出版”平臺(tái)、中教數(shù)據(jù)庫(kù)等。作者著作權(quán)使用費(fèi)與稿酬由本刊一次性給付。如果作者不同意將文章編入上述數(shù)據(jù)庫(kù)，請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿時(shí)聲明，本刊將做適當(dāng)處理。

《成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》編輯部

3D monitoring of landslide geological disaster and its application based on BIM

ZHANG Chang1, CHEN Zhiwen1, WEI Meng1, HUANG Jun2

1.CollegeofGeophysics,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China; 2.CollegeofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu611756,China

A method for 3D monitoring over landslide geological disaster based on BIM is proposed. Firstly, the 3D geological model of the landslide is built by using CATIA software , and the 3D spatial point set and topological relation of the model are stored in the database. Then, the change of the monitoring data and the result of the finite element calculation are fed back to the model database on the basis of cloud computing framework. By the real time data iteration of geometric model database, incremental data processing and model reconstruction, the geological disasters of BIM model dynamic feedback mechanism is established, and the dynamic change and coordination of 3D landslide model is achieved.

BIM; three-dimensional modeling; landslide; monitoring

10.3969/j.issn.1671-9727.2017.03.12

1671-9727(2017)03-0377-08

2016-08-11。

四川省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(SC2013510109139)； 四川省科技支撐項(xiàng)目(2015GZ0121)。

張菖(1988-),男,碩士研究生,研究方向：地質(zhì)災(zāi)害防治, Email:zhangchang1989@foxmail.com。

X84; P642.22

A