准实时地震灾情综合评估系统的研发

震后如何快速获取灾区震情信息、准确评估地震灾情,是震后应急救援的关键问题。本研究从县市地震灾害应急救援需求出发,开发了准实时地震灾情综合评估系统,基于MEMS强震台网的强震观测数据、县域承灾体基础数据和手机终端获取的震后地震现场实时灾情信息,综合采用承灾体地震易损性分析方法和灾情动态修正算法,实现了县市地震灾区灾情准实时评估,为灾区地震应急指挥、救援和辅助决策提供科学依据。     

新疆城镇建筑特征与震害风险初步分析

文中利用公里格网单元抽样调查数据对新疆城镇进行承灾体特征分类,通过新疆城镇的历史震害特征,结合抽样单元内的容积率和完整率的计算,对城镇建筑的抗震能力和震害风险点进行初步分析,并提出了震害防御工作建议。     

高精度承灾体数据支撑的地震灾情快速评估

地震灾情快速评估是震后地震应急响应的核心技术支撑。目前,随着高精度人口社会经济数据的推广,中国地震局下属单位的地震灾情快速评估所采用的承灾体数据大多由原来的县级精度提升到30″×30″(经纬度)的高精度。然而,基础数据精度得到提升的同时,灾情评估的主要算法和技术流程却没有改变。结果是评估准确度得到了一定提高,而县级精度数据支撑下的评估耗时较多(10~20min,大震时可在30min以上),震害损失空间分布不够精细等问题仍然没有得到解决。因此,文中首先介绍了高精度承灾体数据(30″×30″),描述地震灾情快速评估的原理及县级数据支撑下的实现过程,之后阐述利用高精度承灾体数据改善地震灾情快速评估数据基础的原理,在评估过程中利用栅格代数运算提高计算效率和保持数据精度的原理,以及通过分割和重新组织快速评估技术流程提高评估速度的方法。经试验验证,改进后地震灾情快速评估的准确度有所提高,能够产出高精度的(30″×30″)的震害分布,并且评估耗时缩减到1min以内(不含出图耗时)。大范围的高精度承灾体数据是一种模拟数据而非调查数据,尽管其基础是普查数据,但准确度与实际情况仍有一定的差距,需要进一步研究与优化。     

基于共享数据平台的云南漾濞和青海玛多地震应急物资配置分析

灾后信息缺失易导致应急决策失效和调整困难,针对2021年5月下旬云南大理州漾濞县及青海果洛州玛多县分别发生6.4级和7.5级地震,本文设计了一种基于共享数据平台实时信息的灾后应急物资配置方法。该方法主要利用基于地震台网发布灾害信息确定灾区范围,基于人口分布数据估测需求与供给缺口,并通过高德开放平台接口获取交通态势确定可供通行的路网与实时最优运输路径,利用这些实时信息做出震后物资分配调度快速决策。通过漾濞和玛多地震案例分析结果显示:通过震后第一时间数据,可快速处理收集数据并进行供需评估与物资调度辅助决策。当灾区存在供需缺口,利用相邻县物资可维系震后短期内物资需求;对于物资运输,实时更新的信息可为其选择最佳路线。本方法为震后应急物资动态配置中决策实时更新与调整提供依据,为日后地震应急响应提供参考。     

多层砌体结构地震现场安全鉴定量化模型

地震现场房屋安全鉴定是地震现场应急工作的重要组成部分,目前我国仍处于经验评估阶段。砌体结构是我国地震作用下的主要承灾体。本文基于国家标准《地震现场工作第二部分:建筑物安全鉴定》(GB 18208.2-2001)中的定性条文,结合实际震害划分了多层砌体结构的各构件类及其细部,并确定了细部量化指标震损评价系数。选取汶川地震和芦山地震实际震害数据,通过残差分析方法建立了适用于我国西南地区、考虑各构件类不同贡献程度的多层砌体结构地震现场安全鉴定量化模型。随机选取震害实例检验了模型的鉴定效果,检验结果表明:模型能较好地鉴定多层砌体结构的受震震损状态,结果相对科学可靠。模型消除了不同鉴定人员之间的个体差异,提高了安全鉴定工作的效率。     

基于WebGIS的区域震害快速评估系统设计与实现

在进行大规模城乡震害预测工作中,需要使用与传统预测方式不同的新模型及新方法,以便实现震害快速预测及结果共享。利用人口普查数据等基础数据库,根据人口数据及灾害损失的关系模型,基于WebGIS技术,采用三层体系网络架构(由后台数据库、应用服务器(地图服务器)+Web服务器、客户端组成),利用VB+ArcObject服务器组件开发技术,通过动态链接库技术实现了在Ar-cIMS下的地图动态更新、动态预测及动态发布功能,实现了具有B/S结构的震害预测管理信息系统。该系统具有投入少、数据自动预测、定期更新且易于获取等优点,实现了地震震害信息共享     

三维影像技术在承灾体基础数据调查中的应用——以吐鲁番市主城区为例

承灾体基础数据是地震灾害评估的核心数据,是制定防灾减灾政策的基础,具有十分重要的地位。数据获取主要靠野外调查,费时费力,研究承灾体数据的快速获取方法刻不容缓。本文以新疆维吾尔自治区吐鲁番市主城区为例,对三维影像技术在承灾体基础数据调查中的应用进行了研究,以无人机倾斜摄影测量数据为基础,运用三维模型构建、遥感信息提取与地理信息系统空间分析方法,进行区域房屋基础数据信息提取,获取了研究区真实房屋空间分布、结构类型、建筑面积及层数等数据,为该地区地震预测预防、地震应急、震时救灾以及震后恢复等防震减灾工作服务。     

基于多源灾情数据的地震灾害损失实时动态评估系统设计与实现

传统的地震灾害损失评估系统,由于基础数据更新不及时,其评估结果准确性较差;随着灾情获取手段的不断丰富完善,利用地震现场实时获取的多源灾情信息,能够实现地震灾害损失实时动态评估。本文通过系统架构、业务功能、业务流程等设计,完成了多源灾情数据的地震灾害损失实时动态评估原型系统的研发。系统的设计与实现有助于震后政府部门实时动态地了解和掌握建筑物破坏、人员伤亡、经济损失等关键灾情信息,能更好地服务于抗震救灾工作。     

基于千米格网的地震应急灾情预评估数据开发

震后地震应急灾情的准确、快速评估(盲估)是有效地震应急决策的关键之一。为提高应急灾情评估的速度与准确性,文中提出开发基于千米格网技术的地震应急灾情预评估数据。阐述了预评估数据计算模型,包括承灾体数据、灾情计算用致灾因子和计算公式。介绍了千米格网地震应急灾情预评估数据计算的算法,该算法通过对计算参数的空间化和地图代数的应用实现。最后论述了预评估数据在地震应急灾情评估与应急救援中的应用,并以近期中国大陆发生的2次实际破坏性地震为实验案例,展示和检验了其应用。实验结果表明,千米格网地震应急灾情预评估数据能较好地提升灾情评估速度和准确度,还能精细地展示灾情的空间分布,为地震应急指挥和救援提供参考。     

基于马尔科夫随机场的单时相震害影像 受损建筑物识别方法

建筑物是地震中的主要承灾体,其受损情况可作为评估地震破坏等级的重要参考依据。因此,快速准确地对震后影像中的受损建筑物进行识别显得尤为重要,对震后救援和应急响应具有指导意义。现有的震害遥感信息提取方法的精度低、速度慢,无法满足快速应急响应的迫切要求。文中提出一种基于马尔科夫随机场(Markov Random Field,MRF)模型的建筑物受损程度检测方法,首先利用马尔科夫随机场对影像进行分割,再根据影像中不同程度受损建筑物所呈现的特征,利用支持向量机在分割后的影像中提取受损建筑物。实验表明,该方法性能良好,平均总体精度达93. 02%。与传统方法相比,该方法操作简便,且提取精度和运行时间均有显著优势,能够精准、快速地识别震害单时相影像中的受损建筑物。     

张家口地区精细化地震灾害风险评估

本文从地震灾害、建筑物、人口、经济、抗震救灾等多方面出发，将自然属性与社会属性进行有效结合，对地震危险性、建筑物抗震性能等影响因素进行详细分析，构建城镇地震灾害风险评价指标体系，以张家口地区16个县区为例，采用专家-层次分析法，建立精细化地震灾害风险评估模型。研究结果表明，城镇建筑物抗震性能普遍较差，怀来县地震灾害风险最大，桥东区、蔚县、涿鹿县、桥西区次之，沽源县、康保县地震灾害风险最小，并对各县区地震灾害风险主要影响因素进行讨论，发现地震风险指数与地形结构、建筑物抗震性能具有相关性，评估结果可为城镇制定防震减灾规划提供依据。     

城市抗震防灾规划中建筑物易损性评价方法的研究

基于功能和后果的抗震设防理念,提出了城市建筑物的分类方法并根据不同类别采取不同抗震易损性评价方法,其中包括应用能力谱的理论易损性分析方法和快速群体震害预测方法等。根据这些方法和泉州市规划区内的房屋调查资料,对泉州市的房屋进行了震害预测,并通过泉州市建筑物地震易损性分析的结果,提出了针对性的抗震减灾策略。所发展的易损性评价方法和对策措施对其他城市编制抗震防灾规划也具有一定参考价值。     

基于物联网的大型地震区域监控系统设计

当前大型地震区域监控系统采用有线网络对人工指挥台进行数据传输,易导致灾害条件下受损无法及时有效地传通监控结果,存在地震实时监测信息准确性低、系统稳定性差的问题。因此设计基于物联网的大型地震区域监控系统。该设计系统进行数据采集交换的网络拓扑采用ZIGBEE实现通信。基于VS.NET基础设计系统架构,通过地震的现场指挥部建设支持可视化的调度指挥台,实现综合调度和集中指挥的目的。系统中智能地震救灾控制中心采用服务器进行数据存储和智能运算,实现对地震检测区的精准、高效检测和工作指导。通过数据采集交换与应急调度平台,监测地震实时监控与设备使用情况。采用地震救灾数据采集分析软件对物联网中地震区域监测数据进行全面、准确分析,系统采用多源信息融合技术实现地震救灾信息多视角的全面处理。实验结果说明,所设计系统测算结果实时性高、功耗低,具有较高的准确度和稳定性。     

东莞市区震害预测与防御对策系统建设

在地震小区划、概率设定地震和广泛收集地震地质、建(构)筑物、生命线工程、地震次生灾害源、社会环境与经济人口数据等的基础上,对东莞市区89.3 km2范围工作区开展震害预测与防御对策研究,得到不同烈度下建(构)筑物、生命线工程的震害分析结果,以及地震次生灾害影响、人员伤亡与经济损失评估结果,对工作区及东莞市的抗震能力进行...     

Ideas of establishing the information system for emergence decisions on the protection against earthquakes and disaster reduction in cities (application of GIS)

With urban reformation and opening becoming deeper, the work of protection against earthquake and disaster reduction would be more important. In this paper, some ideas are suggested about establishing the information system for emergency decisions on protection against earthquake and disaster reduction in cities. The information system mainly includes a subsystem for rapid evaluation of damage loss from earthquake (which includes input of seismic information, distribution of earthquake intensity, evaluation of seismic fragility on all social factors and etc.) and a subsystem for the decisive information of seismic emergency (which mainly includes project of disaster relief, project of personnel evacuation, dangerous degree warning for the dangerous articles-storing places and protection measures against them, assistant decision on fire due to earthquake, location of head-quarter for providing disaster relief, and etc.). It is thought that the data investigation and collection about all kinds of buildings (including lifeline engineering) are the most important and difficult work as establishing this system.     

基于遥感影像的建筑抗震能力分析

据震害统计,房屋抗震能力是影响灾害的主要因素,抗震能力一般由房屋抗震设防水平、结构类型、建造年代和房屋层数等因素决定,通过对房屋抗震能力的综合评定,以便采取更有针对性的地震灾害对策。本文通过遥感影像实现房屋基本信息的快速提取,提高房屋结构类型获取的便捷性,具有较高的准确度和可靠度,并利用抽样调查得到张家口万全区房屋建造年代和层数分布特点,结合当地抗震设防水平,建立房屋抗震能力指数指标体系,阐述房屋抗震能力现状,为地震灾害损失评估、风险普查、风险区划等工作提供参考。     

基于层次分析法的城市非工程性防震减灾能力综合评价模型

城市非工程性防震减灾能力对于降低城市地震灾害具有重要作用,但该概念中含有众多影响因素,而且与城市的空间分布情况有关。为了科学的评价分析该能力,本文采用了层次分析法对城市非工程性防震减灾能力各影响因素进行分析,建立多层次结构模型,确定各因素影响权重,并将其嵌入Arc GIS平台,关联城市空间分布形成数据库,开发了城市非工程性防震减灾能力评价系统,实现了快速评价和结果可视化,可以有效提高决策效能,为未来城市非工程性防震减灾规划提供了有力支撑。     

中小学避难建筑规划建设标准与容灾能力研究

已知避难建筑相较于场地型避难场所更有利于中长期避难,而目前我国城镇避难场所建设以场地型为主,建筑型避难场所存在严重不足。基于此,首先提出将中小学校舍建设为建筑型避难场所的重要性及可行性,并从空间利用角度对其可作为避难建筑的类型进行分析研究,指出中小学体育馆、食堂、宿舍和教室可建设为避难建筑;其次对我国城镇地区现状中小学校舍能够作为避难建筑的容灾能力进行分析,结果表明:现状满足100%的短期灾时避难人口的避难需求,以及满足60%的中长期灾时避难人口的避难需求;最后通过计算进行预测,可知随着城镇人口的增长,其所需的避难规模能够在日常城镇中小学校舍建设更新中逐步实现,大约需要未来20年时间基本可以实现中等规模灾害建筑型避难,大灾害长期避难能够满足100%的中长期灾时避难人口的避难需求,具有规划规模可实现性和可行性。     

建立中国城市防震减灾系统工程的初步构想

在分析中国城市地震灾害特点及城市地震灾害发展趋势的基础上,提出了建立中国城市防震减灾系统工程的初步设想,并对城市防震减灾系统工程的特点、组成及功能进行了分析。认为,建立中国城市防震减灾系统工程是实现减轻我国城市地震灾害的有效手段。     

Seismic damage estimation for low- and mid-rise buildings in japan

While much effort has been spent on analysis of individual structures, building class seismic damage estimators, of value in disaster planning, code-writing, city planning, national hazards policy formulation, etc., have been little investigated. Based largely on data from Sendai City, Japan in the 12 June, 1978 Miyagiken-oki earthquake (M_L = 7.4), estimators of seismic damage for low- and mid-rise buildings in urban Japan have been determined. For low-rise buildings, based on damage to over 60,000 buildings, damage ratios for onset of damage and collapse and for cost of damage are found to correlate best with response spectra at 0.75 s. Using published test data and average building properties, a seismic damage model explains the low-rise building behaviour and permits examination of the effect of structural changes on the estimated damage. For mid-rise buildings, damage states (0: none, 4: total) are determined as a function of maximum storey displacement, based on published natural period determinations (pre- and post-earthquake) for 189 mid-rise buildings in Sendai. The effects of structural changes on expected damage can also be estimated. With these two building class damage estimators, a large part of future seismic damage to urban Japan can be estimated, as well as the effects of various mitigation measures.