基于MDT的地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法研究

如何预测地震滑坡道路可通行性空间分布是快速评估中的一个难题,为解决这一问题,本文提出一种基于MDT的地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法。该方法包括3个步骤:①定制路段单元,将路段作为地震滑坡道路可通行性评估的基本单元,利用GIS将评估区内的道路划分成路段,制作每条路段两侧180m的缓冲区;②对路段进行地震滑坡属性赋值,统计各缓冲区范围内不同地震滑坡敏感性水平的像元数量,将统计结果作为对应路段的地震滑坡属性;③路段可通行性空间分布推断,利用MDT模型计算道路可通行性,最后进行地震滑坡道路可通行性空间分布制图。利用该方法对我国2008年汶川M_S8.0、2014年鲁甸M_S6.5和2012年彝良M_S5.6、M_S5.7地震灾区进行研究。其中,汶川地震灾区用来进行地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法的建立和方法有效性的评价,鲁甸地震灾区和彝良地震灾区则用来对所建立方法在相似区域可移植性的评价。通过计算P值来检验模型的统计学显著性,并通过计算kappa值来评价模型反演结果与实际情况的一致性。结果表明模型计算出的道路可通行性是判断地震灾区道路是否因地震滑坡中断的良好指标;在允许一定误差的情况下,利用MDT模型进行地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估的方法可以移植到其他相似区域。     

中山市交通系统地震易损性分析

交通系统地震易损性分析主要是针对系统中的道路、桥梁及路边建筑破坏的影响。分别采用经验统计法、单体桥梁分析方法、瓦砾堆积物计算方法得到了各自对应的道路路段通行概率,而这三个因素共同构成了道路路段的最终通行概率,通过Monte-Carlo算法即可得出交通系统连通可靠性。根据分析结果寻找薄弱环节,为制定相应的防震减灾对策提供依据。     

交通系统震害预测中瓦砾堆积问题的改进

在分析总结交通系统震害预测中的瓦砾堆积计算等相关问题的基础上，对由瓦砾阻塞计算道路通行概率的方法进行了改进，提出了有效宽度的概念和瓦砾阻塞量密度的计算方法。并以唐山地震中跃进小区和泉州市湖心街路段为实例进行计算，并与已有的方法进行对比，结果表明了改进后方法的合理性。     

基于边线的遥感影像道路震害快速提取方法研究

重大地震灾害发生以后, 快速准确地提取灾区的道路震害信息对于应急救援工作具有重要意义。 由于地震造成的破坏非常复杂, 没有固定的光谱特征变化模式, 而且影像中存在大量同物异谱和同谱异物现象。 因此, 传统基于光谱特征的遥感影像道路震害提取方法, 不仅提取精度较低, 而且通用性不强, 需要根据不同影像调整参数。 道路边线是一种稳定的道路几何特征, 其特征变化能够准确地表现道路的状态变化。 基于此, 本文研究了一种基于道路边线的震害信息快速提取方法。 该方法利用震后遥感影像提取完好道路边线, 与震前道路线分布数据进行变化检测, 从而实现震害路段的提取。 最后, 利用汶川震区的遥感影像进行实例验证, 与人工解译的结果进行比较。 结果表明, 该方法能够快速准确地提取道路震害信息。     

云南高原山区道路遭受地震地质灾害特征对比分析

搜集了鲁甸6.5级地震和景谷6.6级地震震区地质灾害的详细资料,提取地质灾害点中对道路有影响的地质灾害点,分析了导致道路地质灾害的空间分布特征及各影响因子,并将两次地震道路地质灾害的特征进行对比,得出初步认识,所得结果对进一步认识云南省内地震地质灾害对道路风险具有参考意义。     

震后应急期最优路径评估方法

在灾后救援中,交通系统既是救援物资运输的通道,也是抢救和安置受伤群众的重要保证。然而破坏性地震后,交通系统的破坏以及急增的运输量给伤亡人员的转移和救援物资的运送都带来了极大的困难。因此,在灾后第一时间给出最优路径的建议,帮助救援队快速高效的进行灾后的救援工作,有重要的意义。考虑震后条件及应急需求,对已有的最短路径,最大容量路径进行改进。利用Dijkstra算法和深度优先算法,考虑路段的通行能力、抢修效率和应急期限,给出了以最大运输量为目标的最优路径的评价方法,为震后应急决策提供技术支持。     

山地小城市避震疏散通道通行能力评估及选择研究——以昆明东川城区为例

安全快速的避震疏散通道是新时代背景下提高城市抗灾韧性水平的基础保障,灾时充分发挥避震疏散通道的可靠性和时效性将减轻城市人员伤亡。选取山地小城市昆明东川城区为研究区域,通过系统分析避震疏散通道影响因素,对灾后避震疏散通道的通行能力进行评估,基于ArcGIS建立人口集聚点与避震疏散场所（OD）的归属关系,并在此基础上通过遗传算法进行多条避震疏散通道选择研究,为城市抗震防灾规划提供参考。结果表明：东川城区震后不满足疏散要求的通道主要为城市周边的乡村内部道路及部分老城区道路;避震疏散场所存在服务盲区,新城部分小区缺乏疏散通道与避震疏散场所相连接;部分选择的路径虽满足灾时避震疏散要求,但耗时较长,灾时应优先考虑OD之间的最短路径。     

基于视觉图像的震区人员搜救方法研究

传统基于信号传感技术的震区人员搜救方法,利用惯性导航传感技术融合移动距离和方向角对待搜救人员进行定位,容易受到天气状况不理想以及局部遮挡的影响,其搜救效率和精度低。提出基于视觉图像的震区人员搜救方法,利用图像采集设备采集震区初始视觉图像,采用小波降噪法降噪处理,提升可辨程度。通过色彩对比方法提取降噪后震区人员视觉图像的特征,并与震区原始图像特征对比,获取震区待搜救人员候选图像;根据候选图像分别采用Kalman滤波跟踪算法和Mean shift跟踪算法,在天气状况不理想以及局部遮挡的复杂震区环境中跟踪搜救人员目标。实验结果表明,所提方法查全率保持在98.5%以上,平均准确率约为98%,人员搜救平均时间约为23 s,说明所提方法能够进行高效、准确的震区人员搜救。     

震区道路系统规划设计方案的量化分析

提出以最小路集,合理路集以及堵塞、失效相关程度等进行震区新建道路网络系统规划设计方案的量化评估方法,通过算例说明该方法不仅可行且便于应用。     

道路震害遥感提取方法现状与应急应用展望

强地震发生后, 道路是抗震救灾的生命线, 快速有效地提供灾区可通行道路的状况可为地震应急救援力量的部署提供强有力的信息支撑。 基于遥感图像的震害道路识别是遥感地震应急领域中的难点, 但对于地震应急具有无可比拟的价值。 在总结分析地震前后道路影像特征的基础上, 系统地介绍了遥感影像道路提取方法, 之后介绍了遥感震害道路评估工作流程, 重点阐述了遥感震害道路提取与评估方法, 然后综合分析了遥感道路提取在地震应急中的不足, 最后展望了未来遥感技术在震害道路提取与评估中的应用。     

交通系统地震服务性能分析

本文论述了交通系统的震害,建立了城市交通系统地震救灾服务功能模型及评估方法以及救灾功能的可靠性分析方法,提出了基于可靠度的系统地震服务功能的分析方法和最佳路径优化方法,并以可靠度和道路长度作为协调参数,运用优化方法解决了交通系统安全性和经济性之间的矛盾,提出了交通系统加固优化的实用的分析方法。最后以某城市交通网络系统为例进行了分析研究,为城市交通系统防震减灾研究提供理论基础。     

物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用研究

为能在搜救地震受困人员时,实时监测灾区情况,增强实时性及降低搜救误差,研究物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用,设计基于物联网的地震应急搜救系统,采用RFID识读器将采集的数据通过互联网传输至数据处理中心服务器上,再反馈至灾区信息处理子系统中的监测防御模块中,若出现异常情况则开启射频模块,命令现场报警装置响应报警应急搜救信号;通过蚁群算法获取最优搜救路线,及时搜救地震受困人员。实验结果表明,设计系统可有效搜救地震受困人员,且系统的吞吐率高达90%,搜救准确率均值高达97.6%,耗时均值仅为0.88 h,具有较高的搜救准确率和搜救效率。     

俯冲带上特大地震静态库仑应力变化对后续余震触发效果的研究

地震静态触发研究在全世界范围内广泛开展,并取得显著成效;但是否所有的大地震,地震静态触发都有很好的效果,对此目前还不甚清楚.本文通过计算最近发生在俯冲带上的三次特大地震(2011年日本东北地震(M_w=9.1)、2010年智利地震(M_w=8.8)与2004年苏门答腊—安达曼地震(M_w=9.0))所产生的静态库仑应力变化,考察主震库仑应力变化对其后续余震空间分布的影响,从而研究俯冲带上特大地震对地震的触发效果.计算结果显示:对于2011年日本东北地震,仅有47%的后续余震发生在库仑应力增加的区域;2010年智利地震也只有47.6%的余震位置处于库仑应力变化的正值区;2004年苏门答腊地震触发了49.8%的后续余震.文中通过进一步改变模型参数(如:采用不同的有效摩擦系数,使用不同作者给出的震源模型等)进行计算,结果表明这三大地震对后续余震的触发比例仍然不高(最好情况下,触发比例也不超过60%).但对于板内地震(如:2008年汶川地震,1999年集集地震),主震对后续余震的触发比例超过85%.由此可以推知,对于俯冲带上的特大地震,地震静态触发效果不显著.因此,对于俯冲带上大地震的触发问题,还需深入研究.     

断层几何障碍与地震的发生和发展——以剑川-洱源伸展带为例

本文应用几何障碍的概念,对剑川-洱源伸展构造带的几何结构、1982年至1986年沿构造带的地震活动及其相互之间的关系进行了分析研究和数值模拟,结果表明:现代构造带的几何障碍是可能的潜在震源区;构造几何结构、障碍的规模、应变能积累三者之间有着一一对应的关系;障碍点之间存在相互作用,它们具有导致地震破裂发生和阻碍破裂发展的双重属性,从而控制着地震的孕育和迁移     

Numerical Simulation on Coseismic Effect of the November 14,2001 Great Kunlun Earthquake,Northern Tibet,China

The November 14, 2001 Ms8.1 Kunlun Mountains earthquake in northern Tibet is the largest earthquake occurring on the Chinese mainland since 1950. We apply a three-dimensional （3-D） finite element numerical procedure to model the coseismic displacement and stress fields of the earthquake based on field investigations. We then further investigate the stress interaction between the Ms8.1 earthquake and the intensive aftershocks. Our primary calculation shows that the coseismic displacement field is centralized around the east Kunlun fault zone. And the attenuation of coseismic displacements on the south side of Kunlun fault zone is larger than that on the north side. The calculated coseismic stress field also indicates that the calculated maximal shear stress field is centralized around the east Kunlun fault zone; the directions of the coseismic major principal stress are opposite to that of the background crustal stress field of the Qinghai-Xizang （Tibet） Plateau. It indicates that the earthquake relaxes the crustal stress state in the Qinghai-Xizang （Tibet） Plateau. Finally, we study the stress interaction between Ms8.1 earthquake and its intensive aftershocks. The calculated Coulomb stress changes of the Ms8.1 great earthquake are in favor of triggering 4 aftershocks.     

基于避难场所容量限制的地震应急疏散路径分析

针对地震灾害应急疏散策略,构建了一种基于避难场所容量限制的灾民应急疏散分配与路径选择算法模型。该模型综合考虑了避难场所的容量受限性和人口分布的不均匀性,在兼顾避难场所容量限制的同时,使灾民的总疏散距离成本最小化。以北京市东西城为例,对给定情景下的灾民应急疏散路径进行了实证研究。研究发现,在考虑避难容量限制的情形下,无论是地震初期,还是地震中后期,研究区域内现有应急避难场所的容量都不足以满足区域居民的避难需求。基于实际道路疏散成本和避难容量限制的灾区应急疏散路径评估模型,不仅能够给出各疏散需求点最佳的疏散目的地和具体路径,还能给出避难容量限制下各需求点疏散到不同目的地的人数,以及无法满足避难需求的居民数量。     

基于树根桩加固的震后公路路基边坡综合修复技术

为实现震后路基边坡的快速修复,提出基于树根桩加固的震后公路路基边坡综合修复技术。根据路基震害及地质环境对路基边坡的影响分析因素,采用树根桩技术及气泡轻质填土技术修复路基边坡;利用三维有限差分法模拟树桩加固气泡轻质填土修复后路基边坡得到参数值,再结合强度折减法计算得到的路基边坡稳定系数,最后得到优化树根桩的设计参数,以实现震后路基边坡综合修复。以上方法通过仿真模拟实验,得到最优的树根桩排距为2.5 dm。     

川滇菱形块体东边界库仑应力演化及强震发生概率估算

本研究基于分层黏弹介质模型,考虑强震或大地震同震位错、震后黏滞松弛及主断层段震间构造应力加载三方面效应,给出1480年以来,川滇菱形块体东边界鲜水河断裂带、安宁河断裂带、则木河断裂带和小江断裂带共20个断层段由三方面效应引起的累积库仑应力变化随时间的演化,分析强震间相互作用和强震发生的应力累积背景,定性分析各断层段的地震危险性.同时,分别采用现今台网地震目录和川滇菱形块体东边界各断层段强震复发间隔两种资料,定量计算2030年各断层段的强震发生概率;并基于摩擦本构理论,将周边强震引起的库仑应力变化量作为应力扰动,修正强震发生概率的计算结果.各断层段累积库仑应力演化的结果表明,鲜水河断裂带中部八美段、色拉哈段及南部磨西段、安宁河断裂带冕宁-西昌段、小江断裂带北部巧家-东川段和南部建水段的累积库仑应力显著增加.修正的强震发生概率计算结果显示,鲜水河断裂带中部八美-色拉哈-康定一带、安宁河断裂带冕宁-西昌段、小江断裂带南部华宁-建水一带强震发生概率较高,地震危险性值得关注.本研究基于库仑应力演化计算定性分析强震危险性的同时,基于摩擦本构律理论,结合地震引起的应力扰动和强震发生背景,定量计算修正的强震发生概率,为川滇菱形块体东边界强震危险地点及中长期发震紧迫程度判定提供方法和依据.