BIM技术在抢险救灾中的作用

BIM技术-抢险救灾的黑科技

BIM 技术 在应对重大自然灾害交通运输应急救援中发挥重要技术保障作用，在灾情显示、高效决策、快速联动等方面发挥突出比较优势，大大提升了应急决策指挥的科学性和准确性，为抢险救灾赢得了宝贵的时间， 其先进性、实用性和可靠性经历了实战的检验。

2017 年8 月8 日21 时19 分，四川阿坝州九寨沟县（北纬33.20 度，东经103.82 度） 发生7.0 级地震，震源深度20公里。地震给当地造成了巨大的人员和财产损失，同时引发的次生地质灾害，给抗震救灾增大了难度。快速及时摸清震区情况、制定救灾方案、打通生命通道，是紧急救援、救治伤者、减小损失的前提。技术人员运用BIM 技术，快速搭建震区三维模型，直观展示震区路网构成与地质灾害情况。为快速做出救灾决策提供依据，为灾后救援"黄金72 小时"争分夺秒。BIM模型信息的完备性、关联性、协同性在防灾减灾方面的应用，除了能减少由自然灾害造成的损失外，还将为预防地质灾害产生的损失带来积极影响。

第一时间复原震区情况

在传统形式的抗震救灾中， 救援决策中心往往缺乏直观的现场情况。按图索骥般的救援模式往往浪费宝贵的救援时间。导致求援一线与后方指挥的信息不畅通、不对称，也容易造成资源的浪费、降低救援效率。

九寨沟地震发生后，BIM 技术人员第一时间通过获取震区数字高程（DEM）与Google 影像，快速搭建震区三维BIM 模型。在地震发生几个小时后，震区地形地貌就清晰直观地展现在救灾大屏幕之上。

建立好基础模型后，BIM 技术人员通过收集灾区相关路网、地形图、地震垮塌工点、正射影像、震中位置、附近活动断裂带等相BIM-抢险救灾的黑科技文/ 四川省交通运输厅交通勘察设计研究院 黎宇阳 朱明 徐益飞关资料，在震后第二天，建立了包括灾区所有干线公路共500 多公里的路网BIM 模型，其中包括灾区相关路网、地震垮塌工点、震区周围主要关注点位置、塔藏断裂带、岷江断裂带等信息。同时，根据抢险救灾前方反馈的救援点及公路次生地质灾害点等相关信息，实时动态修正灾区公路BIM 模型，为抢险各方第一时间准确掌握灾区公路情况提供强有力的技术支撑。

建立"九寨沟地震灾情显示系统

"传统的BIM 模型建好后只能在高性能的计算机上运行，这为多方协调联动、人员组织、快速救援决策设置了瓶颈。技术人员基于WebGL 框架， 以省测绘局提供的国家高分二号卫星震后影像和空军航拍影像等数据为基础，开发出"九寨沟地震灾情显示系统"，通过搭建私有云平台发布服务， 实现网页端及移动端实时在线查看地形、影像及灾情，以协同工作模式及时更新最新灾情调查数据。该系统集成了震前、震后的BIM 模型数据，可实时联动地方查看现场情况，通过前后对比，清晰直观了解震区灾情。用户只需在有普通互联网的环境下，通过登录用户账号，即可在PC 端或移动端实时了解震区情况，该系统可供交通运输厅及相关救援单位实时在线查询，为道路抢通保通工作提供了有力的基础支撑。

持续为灾后重建提供技术支持

BIM 技术不仅能为抗震救灾前期工作提供直观的三维模型，帮助救灾单位和个人准确的判断震区形势，做出精准及时的救灾判断，还能在后续救灾工作中持续发挥重要作用。

随着抢险救灾的推进，技术人员利用机载激光雷达扫描技术，高精度测绘川主寺至九寨沟段震后公路沿线地形。作为一种主动航空遥感装置， 机载三维激光雷达测量可实现地面三维坐标和影像数据同步、快速、高精确获取，并快速、智能化实现地物三维实时、变化、真实形态特性再现。震后不久，技术人员就已完成7 条航线，飞行里程约70 公里，覆盖20 个公路灾损点、30 平方公里。此次航测将获取高精度三维激光点云、高分辨率数码影像以及经过数据处理获取的高清正射影像（DOM），数字线划图（DLG），数字高程模型（DEM）， 数字表面模型（DSM）等道路数据， 相比传统人工测量具有省时、省力、精度高，一次采集、多元生成等优点， 航测成果将及时用于灾区公路沿线地质灾害监测、处治和BIM 三维实景建模，技术人员通过结合机载激光雷达扫描技术与遥感技术，进一步完善修正BIM 模型，真实反映震区道路沿线的现状，为进一步巩固抢通保通成果、合理布局救援力量、加快谋划灾后恢复重建提供有力的高新技术支撑。

24小时内交底

2017 年8 月6 日15 时45 分国道213 线川汶段阿坝州茂县石大关旧关楼发生大型高位山体崩塌，导致交通完全中断。技术人员连夜奔赴现场， 开展无人机航测及地质灾害隐患调查工作。石大关处于震区范围，受地震影响较大。

国道213 线川汶段不仅为川西北阿坝地区重要的交通要道，也是此次抗震救灾的重要生命通道。如何快速提出设计方案、打通生命通道，成为此次抗震救灾的重点和难点。技术人员在前日准备工作的基础上，立即展开二次勘察测绘工作，并迅速完成空三加密、立体测图等工作，生成测区数字正射影像和数字地表模型。并根据现场勘察资料和航测数据，迅速建立了石大关高位崩塌模型和应急保通方案BIM 模型，会同设计部门基于模型反复推演，初步确定了应急抢险方案和6 个永久性治理设计方案。

方案汇报会上，技术人员通过虚拟现实技术（VR）向四川省交通运输厅相关领导与会审专家展示石大关高位崩塌实景模型和BIM 模型。三维直观且目标准确的现场模型让参会专家第一时间了解设计方案，并与技术人员共同制定快速抢险方案，提出了内侧设置钢波纹管、外侧开挖便道的抢险应急方案，利用模型定线，确定钢波纹管线位位置和设置长度，并于当日下午即交付结构设计方案，次日， 石大关高位崩塌紧急治理设计施工图送达施工现场进行技术交底。

石大关高位崩塌应急抢险工作， 是四川省首次将航空摄影测量、BIM、地理信息系统（GIS）和虚拟现实（VR） 技术综合运用于公路应急抢险工作中， BIM 技术在这次抢险救灾中发挥了重要的作用，大大提升了决策的科学性和准确性，也为抗震救灾争取了宝贵的时间，极大地提升了交通运输应急决策的效率和科学性。

BIM 技术应用正经历着一场质的变化，综合应用的深度和广度不断扩展。同时，该技术在抢险救灾过程当中，也将发挥越来越重要的作用。在地质灾害的监测预报、震害防御、抢险救灾应急、制定救灾方案与重建等领域还有巨大的发展空间。随着无人机航测、遥感（RS）、GIS、VR、大数据、人工智能等技术的一体化研究，BIM 技术在抢险救灾领域的实时性和实用性将有显著的提高。

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