城市综合数字防灾--地震及次生灾害情景仿真与韧性评估

我国是自然灾害大国。随着我国“新型城镇化”战略的实施，城市在人口和财富不断聚集的同时，也面临着巨大的自然灾害风险。但是，城市是一个庞大、复杂的“系统的系统”，无法开展灾害过程的物理试验。利用信息技术，可以建立真实城市的数字孪生模型，进而开展城市在多种灾害下的情景仿真与韧性评估，为城市防灾减灾提供决策依据。这种技术路线可以称之为“城市综合数字防灾”，正随着信息技术的高速发展而日益完善，成为防灾减灾领域的新趋势。本书在“城市综合数字防灾”的新理念下，系统阐述了城市地震及次生灾害情景仿真与韧性评估的研究，为城市防震减灾提供了一套“数字防灾”方案，同时也对国际防灾领域关注的“多灾害”、“地震韧性”等热点问题也结合信息技术进行了新的探索。全书共包括十一章，分别为：1 绪论；2 城市建筑数据获取与建模；3 城市震害情景高性能计算；4 城市地震次生火灾情景仿真；5 城市地震次生坠物情景仿真；6 城市情景高真实感可视化；7 城市地震损失评估；8 城市震后交通功能影响评估；9 人员地震安全评估；10 城市建筑震后性能评估；11 总结与展望。本书具有三大特点：（1）系统化的数字防灾方案：本书提供了从数据获取、建模、情景仿真、可视化到韧性评估的系统化数字防灾方案，对解决城市抗震防灾问题的具有现实参考意义；（2）考虑多灾害的综合防灾：本书在考虑地震灾害的同时还涵盖了地震次生火灾和次生坠物灾害，可以反映多灾害对城市的影响，更加全面、综合；（3）充分结合先进信息技术：本书借助机器学习、大数据挖掘、倾斜摄影测量、BIM、虚拟现实等新进信息技术解决了城市及次生灾害情景仿真和韧性评估的关键问题，充分体现了“数字防灾”的特点。

第1章 绪论 1.1 城市抗震韧性需求 1.2 城市综合数字防灾 1.3 本书架构 参考文献 第2章 城市建筑数据获取 2.1 概述 2.2 基于机器学习的城市建筑结构类型预测 参考文献 第3章 城市震害情景仿真高性能计算 3.1 概述 3.2 基于单机GPIJ的城市震害并行计算方法 3.3 基于GPIJ集群的城市震害分布式计算 参考文献 第4章 城市地震次生火灾情景仿真 4.1 概述 4.2 基于BIM的建筑单体地震次生火灾情景仿真 4.3 考虑高程的城市火灾情景仿真模型 4.4 基于物理模型和GIS的城市地震次生火灾情景仿真 参考文献 第5章 城市地震次生坠物情景仿真 5.1 概述 5.2 物理引擎在桥梁倒塌碎块仿真的应用 5.3 基于物理引擎和FEMA P_58的建筑室内地震坠物仿真 5.4 基于物理引擎与时程分析的建筑群地震倒塌仿真 5.5 基于时程分析的建筑群地震次生坠物分布仿真 参考文献 第6章 城市震害情景高真实感可视化 6.1 概述 6.2 城市建筑群地震情景2.5 D可视化 6.3 基于倾斜摄影测量的城市地震高真实感动态可视化 6.4 基于倾斜摄影测量的城市地震次生灾害情景可视化 6.5 基于GPU的加速可视化方法 参考文献 第7章 城市地震损失评估 7.1 概述 7.2 基于BIM和FEMA P_58的建筑单体地震损失评估 7.3 基于FEAM P_58的城市地震损失评估 参考文献 第8章 人黄避难与疏散安全评估 8.1 概述 8.2 基于VR的建筑地震避难虚拟演练与安全评估 8.3 考虑人员物理碰撞的建筑火灾疏散虚拟演练与安全评估 参考文献 第9章 城市建筑与道路功能地震影响评估 9.1 概述 9.2 基于BIM的建筑单体修复过程5D模拟 9.3 考虑建筑倒塌的城市震后路网通行性评估 参考文献 第10章 城市震后灾情评估 10.1 概述 10.2 基于智能手机的建筑震害现场调查系统 10.3 基于微博数据的震后灾情评估探索 参考文献 第11章 总结与展望 11.1 本书总结 11.2 未来展望