【正文】 980)，ShinjiMasumoto等(2002 )，Tatsuya Nemoto等(2002)先后對(duì)Delaunay算法，3維GIS建模等方面進(jìn)行了大量的研究。徐曉核等（2007）基于地理信息系統(tǒng)軟件ArcView開發(fā)了基于GIS的隧道隧道監(jiān)控管理信息系統(tǒng)，用于科學(xué)的指導(dǎo)科學(xué)施工，確定支護(hù)時(shí)間、支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)的作用。但是在對(duì)工程數(shù)據(jù)的管理過程中，GIS強(qiáng)大的空間分析能力可以成為工程數(shù)字化的強(qiáng)力武器。近年采，國(guó)外在地下工程數(shù)字化領(lǐng)域開展了一系列的研究工作，許多研究被列為政府資助計(jì)劃項(xiàng)目。奧地利2004年開展CITYGRID目的研究，該項(xiàng)目被列入歐盟EUREKA計(jì)劃，其目標(biāo)是建立地上、地下統(tǒng)一的整個(gè)城市數(shù)字化模型，用于城市規(guī)劃、城市噪音控制、交通規(guī)劃、地下管線規(guī)劃、城市防災(zāi)及工程項(xiàng)目管理等。此外，韓國(guó)學(xué)者M(jìn). Sagong等(2006)采用PDA(personal digital assistant )和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)建立隧道掌子面的數(shù)字化描述系統(tǒng)(digitalized tunnel face mapping system, DiTFAMS )，用于將隧道掌子面的圍巖圖像、圍巖類別等地質(zhì)信息快速傳遞到?jīng)Q策人員，以利于施工過程中的迅速?zèng)Q策。吳立新等(2000)提出了建立數(shù)字礦山的構(gòu)想。數(shù)字地下空間與工程(Digital Underground Space and Engineering)對(duì)所研究的目標(biāo)進(jìn)行認(rèn)知和抽象，充分理解目標(biāo)所包含的各種信息(全生命周期數(shù)據(jù))，建立合適的邏輯數(shù)據(jù)模型，以便于信息的管理和組織以及客觀世界的系統(tǒng)重現(xiàn)(朱合華，李曉軍，2007)。針對(duì)建養(yǎng)一體化的目標(biāo)，綜合目前建設(shè)和養(yǎng)護(hù)工作中現(xiàn)有的管理系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)庫和中間件技術(shù)，建立的基于現(xiàn)有管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上規(guī)范的數(shù)據(jù)倉庫、決策支持模型和綜合查詢管理系統(tǒng)的總稱。目前制約交通行業(yè)信息化的關(guān)鍵是系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)不能共享。參照國(guó)際、國(guó)家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，形成建養(yǎng)一體化相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)合信息行業(yè)和交通行業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)，建立專門的組織結(jié)構(gòu)，理順各種關(guān)系，形成管理規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，便于統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)。（3）保護(hù)現(xiàn)有投資現(xiàn)有軟件、硬件系統(tǒng)地建設(shè)都投入了很大的資金和人力，一體化系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)以此為基礎(chǔ)，綜合考慮時(shí)間、成本、使用習(xí)慣等因素，不能對(duì)現(xiàn)有的一些技術(shù)上較為落后的系統(tǒng)全盤否定，充分發(fā)揮中間件的作用。（6）系統(tǒng)性原則信息化體系的規(guī)劃應(yīng)與省級(jí)隧道信息資源整合工程中的原則相一致，雖然建設(shè)和養(yǎng)護(hù)在隧道信息資源中較為獨(dú)立，也應(yīng)充分考慮與其他規(guī)劃、系統(tǒng)的兼容性和接口。（2）建設(shè)管理系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有建設(shè)管理系統(tǒng)包括：招投標(biāo)系統(tǒng)、質(zhì)量評(píng)定系統(tǒng)、交竣工驗(yàn)收系統(tǒng)、計(jì)量支付系統(tǒng)、監(jiān)理輔助管理系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)等，進(jìn)行數(shù)據(jù)字典建立、數(shù)據(jù)格式到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的映射、各系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)的研究。建養(yǎng)一體化系統(tǒng)涉及到隧道工程的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)管理的各個(gè)方面，多種子系統(tǒng)和獨(dú)立系統(tǒng)并存，系統(tǒng)之間關(guān)系復(fù)雜聯(lián)系緊密，各系統(tǒng)是否能夠滿足建養(yǎng)一體化目標(biāo)的需要、是否達(dá)到了預(yù)期的要求，需要有一套較為客觀的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，定量、定性地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而充分發(fā)揮各系統(tǒng)的作用、達(dá)到預(yù)期的投資效益、實(shí)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)建養(yǎng)一體化的目標(biāo)。另一方面，企業(yè)或公司投入巨資開發(fā)管理信息系統(tǒng)，要求投入的資金能夠帶來應(yīng)有的效益。應(yīng)用層次分析法的步驟為：對(duì)構(gòu)成評(píng)價(jià)系統(tǒng)的各種要素建立多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)模型；對(duì)同一層次的要素以上一層次的要素為準(zhǔn)則進(jìn)行兩兩比較，并根據(jù)評(píng)價(jià)尺度確定相對(duì)重要程度，建立判斷矩陣。由于各指標(biāo)相互作用，在實(shí)際評(píng)價(jià)過程中，需要確定各三級(jí)指標(biāo)對(duì)多個(gè)二級(jí)指標(biāo)的影響權(quán)重，從而建立層次分析法的判斷矩陣，利用層次分析法進(jìn)行判斷。(2)隧道養(yǎng)護(hù)決策將更加科學(xué)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展滯后、資料不全等原因，目前的養(yǎng)護(hù)決策大都根據(jù)當(dāng)前的路面狀況進(jìn)行決策，缺乏歷史的、空間的分析，造成決策失誤或者資金浪費(fèi)。(5)規(guī)范管理過程管理信息系統(tǒng)能夠在一定程度上保證制度的正確執(zhí)行，將隧道建設(shè)和養(yǎng)護(hù)決策中資金、技術(shù)等方面由“人治”改為“法治”，提高管理的透明度。在巖土工程等多個(gè)領(lǐng)域，數(shù)值分析方法已經(jīng)成為了一種重要的模擬分析手段。第一階段是以提出概念為主，如數(shù)字城市、數(shù)字地層、數(shù)字礦山、三維地層信息系統(tǒng)、城市地下空間信息系統(tǒng)等概念，相關(guān)的研究剛剛開始起步。歐盟2005年開展了的一項(xiàng)研究計(jì)劃TUNCONSTRUCT(Technology Innovation in Underground Construction)，由來自11個(gè)國(guó)家的成員組成，其目標(biāo)是推動(dòng)地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)的革新，以減少地下工程建設(shè)時(shí)間和降低地下工程建設(shè)造價(jià)。Chungsik Yo等人(2006)基于地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS開發(fā)了一個(gè)隧道風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)(IT based tunneling risk management system, IT TURISK)，用于隧道施工過程對(duì)周圍環(huán)境的影響進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并予以指導(dǎo)設(shè)計(jì)?！皵?shù)字地下空間與工程”的研究?jī)?nèi)容目前主要有以下的幾個(gè)方面：（1）數(shù)字地下空間與工程信息系統(tǒng)(DUSES )框架的研究；（2）數(shù)據(jù)及其管理功能的研究，包括數(shù)據(jù)的來源、種類、特點(diǎn)、采集與加工，數(shù)據(jù)的分類體系，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與元數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)與數(shù)據(jù)管理等；（3）地下空間的各類對(duì)象模型的建模方法研究，包括地層模型、地下管線和地下構(gòu)筑物模型、隧道及地鐵模型、基坑模型等；（4）可視化與虛擬瀏覽功能的研究，包括三維可視化與平臺(tái)的研究和虛擬瀏覽方法的研究；（5）空間查詢與空間分析功能的研究，包括空間查詢與統(tǒng)計(jì)，剖切、切割、碰撞檢測(cè)、最小距離、屬性分析等空間分析功能；（6）工程應(yīng)用技術(shù)的研究，包括數(shù)據(jù)共享技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，數(shù)字與數(shù)值一體化技術(shù)，數(shù)字化設(shè)計(jì)、施工、管理、維護(hù)、防災(zāi)等技術(shù)，這部分內(nèi)容是數(shù)字地下空間與工程信息系統(tǒng)的核心。這種方法技術(shù)粗糙，精確度不高，其費(fèi)時(shí)費(fèi)力?；贒USE的數(shù)字一數(shù)值一體化系統(tǒng)是以DUSES為基礎(chǔ)平臺(tái)，數(shù)值分析系統(tǒng)作為輔助的數(shù)值計(jì)算平臺(tái)，并將其中的建模工作全部嵌入到DUSES中，開發(fā)并采用新的建模方式來完成整個(gè)數(shù)值建模工作。該一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成主要分空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)的一體化，本節(jié)以下分別對(duì)這三類數(shù)據(jù)的一體化進(jìn)行說明。在將DUSES系統(tǒng)和數(shù)值分析系統(tǒng)進(jìn)行集成后，是通過新的建模方法來自動(dòng)完成數(shù)值建模，CRM地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化法是基于數(shù)據(jù)庫的建模方式，先通過自動(dòng)提取鉆孔數(shù)據(jù)建立工程地質(zhì)模型，后將其轉(zhuǎn)化為數(shù)值計(jì)算模型。涉及到固結(jié)試驗(yàn)所的參數(shù)，主要有壓縮系數(shù)、壓縮模量、孔隙比、變形模量、彈性模量和泊松比等指標(biāo)，土的直剪試驗(yàn)的所得信息，主要有試驗(yàn)方法及其對(duì)應(yīng)的粘聚力和內(nèi)摩擦角等。而這部分?jǐn)?shù)據(jù)一般都在DUSES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中被記錄存儲(chǔ)。有限元數(shù)值計(jì)算的主要結(jié)果有位移、應(yīng)力和應(yīng)變值，具體包括單元結(jié)點(diǎn)在三個(gè)坐標(biāo)方向的位移、總等效結(jié)點(diǎn)力、結(jié)點(diǎn)反力等信息，對(duì)于應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)果，一般給出比較精確的高斯積分點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的值，主要有每個(gè)單元中各個(gè)高斯積分點(diǎn)處的坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的三個(gè)主應(yīng)力值、應(yīng)變值和六個(gè)基本應(yīng)力、應(yīng)變分量值。功能一體化是系統(tǒng)集成的目標(biāo)，決定著集成系統(tǒng)所具有的功能與系統(tǒng)開發(fā)過程的趨勢(shì)。CRM地質(zhì)模型轉(zhuǎn)化法可簡(jiǎn)單地描述為由地質(zhì)模型~計(jì)算區(qū)域~單元網(wǎng)格的構(gòu)建過程，完成整個(gè)數(shù)值建模需要經(jīng)過如下步驟：①地質(zhì)表面建模；②區(qū)域切割；③切割模型重構(gòu)；④整體表面網(wǎng)格重構(gòu)；⑤面網(wǎng)格生成；⑥體網(wǎng)格生成。對(duì)地下結(jié)構(gòu)而言，還包括圍巖破壞區(qū)的分布等。由于沿著單元的邊界位移是連續(xù)分布的，但其導(dǎo)數(shù)往往是不連續(xù)的，因此在單元邊界上的應(yīng)力也通常是不連續(xù)的。例如有些算法適用于規(guī)則離散點(diǎn)信息場(chǎng)的等值線圖生