无人机倾斜摄影技术在地震烈度评估中的应用——以九寨沟7.0级地震为例

以九寨沟7.0级地震为例,通过阐述无人机倾斜摄影技术的相关原理,说明该技术在地震烈度评估中的应用价值。结果表明,使用无人机倾斜摄影技术不仅能够直观地、全方位地展示震害信息,同时,还能对裂缝、滑坡等几何信息进行量测,为烈度评估等提供更加精确的信息。     

三维激光扫描技术在正断层型地表破裂调查中的应用——以2008M_S7.3于田地震为例

随着三维激光扫描技术的发展,其被广泛应用于震后同震位移参数等基础资料的获取。本文简要介绍了三维激光扫描仪的基本原理和工作流程,然后以2008年于田MS7.3级地震为例,介绍了三维激光扫描在正断层型地震的同震位移等参数获取中的应用,并分析了实际垂直位移与视垂直位移的比值(Vo/H)与地形坡度角(α)以及断层倾角(β)的关系。通过5个典型断错地貌的三维激光扫描,获得了2008年于田MS7.3级地震的垂直和水平同震滑移量,垂向和左旋位移均为1—3.5m左右,揭示出于田MS7.3级地震为一次正断与左旋运动分量大致相当的地震。由于断层走向的变化,在地表破裂南段表现为左旋位移大于垂直位移。5处测量点的地表变形带宽度介于10—25m之间。     

三维激光扫描技术在震害调查中的应用

三维激光扫描技术是近年发展起来的一门新技术。作为获取空间数据的有效手段,该技术以其快速、精确、无接触测量等优势在众多领域发挥着越来越重要的作用。本文简要介绍了三维激光扫描仪的基本原理及工作流程,并以芦山7.0级地震为例回顾了该仪器在震害调查中的应用情况和现场工作特点,对破坏后实景建筑物点云数据的收集、拼接、分析处理及三维虚拟重现进行了实践和研究,最后分析并探讨了该仪器在地震应急及科学考察中的应用前景。     

基于无人机遥感航拍影像解析广西靖西MS5.2地震灾害特征——以震中区华利村福利屯为例

基于无人机遥感高分辨率正射影像和斜向航拍图,对广西靖西M_S5.2级地震灾害特征进行遥感解译,通过影像数据处理、识别震害信息等方法,结合地面灾害调查对震中区华利村福利屯建筑物损坏情况,采用"震害指数"定量评估方法快速确定震中区地震烈度。结果表明:采用无人机遥感技术是提升地震灾害快速调查与评估的有效方法之一,从遥感影像图中可快速识别出建筑物震害信息10处,由于遥感技术的局限性,无法识别建筑物内部损坏情况,需结合地面现场调查进行综合分析与评估,确定遥感区域地震烈度为Ⅵ度。以此方法建立遥感震害与地面调查震害等信息进行定量转换模型或适当修正,为广西区域地震烈度遥感快速评估服务。     

SPOT5卫星遥感影像数据在农村土地利调查中的应用与分析

文章以四川省凉山州冕宁县SPOT5遥感影像数据为应用分析对象,主要利用SPOT5 10m的多光谱数据和2.5m全色数据,针对土地利用遥感影像分类中的影像预处理、影像融合、影像判读方法和土地利用现状信息如何更新等问题开展应用、分析、研究,以期获得适合利用SPOT5卫星影像数据来开展山区各种比例尺土地利用调查的技术方法。     

三维地壳结构数据库设计及模型构建——以青藏高原东北缘地震层析成像数据为例

通过对青藏高原东北缘地震层析成像数据的分析与研究,结合现今地学三维建模技术和软件,详细阐述了基于ArcGIS的MultiPatch数据格式的地壳三维数据库及建立的青藏高原东北缘三维地壳结构实体(Solid)模型的主要技术思路和实现过程.重点讨论了地学三维建模理论、地震层析成像数据的存储方法和三维模型建立的技术路线,总结出由基础数据到青藏高原东北缘三维地壳结构模型的技术处理方法.     

MATLAB软件与ALOS遥感影像在震害建筑物自动识别中的应用——以都江堰市区为例

利用遥感技术进行震害建筑物的自动识别可为震害的快速评估与救灾决策提供科学可靠的依据.本文从震害建筑物在高分辨率遥感影像下灰度的特征入手,以5·12汶川特大地震后都江堰市区ALOS遥感影像为数据源,在MATLAB平台下对影像进行灰度增强处理、数学形态学重构以及连接、填充处理,并结合区域统计特性最后自动识别震害房屋.结果表明,利用ALOS影像丰富的纹理特征及空间结构信息与MATLAB在数学形态学处理中的优势能够准确有效地提取震害建筑物信息.     

基于多源地球物理数据的机器学习方法在地质体分类中的应用——以黑龙江多宝山矿集区为例

为适应多源地球物理大数据地质解释的需要,同时也为了在地质体物性存在交叠情况下快速有效地实现多源地球物理数据的地质解释,本文提出应用机器学习的支持向量机方法对多源地球物理数据进行地质解释的新思路,并给出了利用物性三体（密度、磁化率、电阻率）进行地质体圈定与分类方法.阐明了参数归一化、参数寻优对模型训练与学习及分类结果的影响与作用.本文将黑龙江多宝山矿集区物性三体与矿集区的区域地质、矿床地质及钻井资料相结合,利用所提出的方法对地下地质体进行了圈定与分类,对分类结果经过交叉检验,正确率达81.6%,表明了训练模型具有较高的可信度.经对预测模型填充已知物性参数正演的重磁异常与实测重磁异常对比,证明两者在整体和细节上均有高度的相似性,间接说明对地质体圈定与分类结果的可靠性,进一步表明利用多源地球物理数据,采用支持向量机方法圈定地质体及对地质体进行岩性识别方面的合理性与有效性.多源地球物理数据机器学习的支持向量机方法在多宝山矿集区地质体圈定与分类所取得较好的应用效果,为多源综合地球物理的地质解释提供了可借鉴的成功经验,也提供了多源地球物理资料地质解释的一种新型的技术手段,开辟了应用人工智能方法进行多源地球物理资料地质解释的新途径.

     

M5'模型树算法和无人机航拍影像在震后崩塌滑坡分析中的应用——以鲁甸M_S6.5地震为例

利用高分辨率无人机航拍影像,结合基本地质资料,分析了影响2014年8月3日鲁甸M_S6.5地震震后崩塌滑坡分布的主要因素,使用M5'模型树算法建立了崩塌滑坡密度与其影响因子间的分段线性模型,并检验了该模型的预测性能。结果表明,地震诱发的崩塌滑坡分布受断层距、岩土体结构强度、坡度、植被条件等的影响,其中,断层距、岩土体结构强度及坡度等为主要影响因素;崩塌滑坡易发生在结构破裂区及坡度为38°~50°的区域,其分布密度随断层距的增加而减小;利用M5'模型树算法建立的模型体现出崩塌滑坡分布与其影响因子间复杂的非线性关系,模型检验结果显示,理论模型与实际关联函数间的相关系数达到0.88,因此,可利用该模型预测地震诱发的崩塌滑坡的分布。     

卫星遥感资料在地震预报中的应用研究——以1991年柯坪6.5级地震为例

以１９９１年柯坪６．５级地震为例，对利用卫星热红外遥感资料监测临震地表热红外异常进行了探索研究，在柯坪地震前，震中地区出现热红外异常，震前２天异常最显著，震后３天异常恢复。异常形态呈条带状，分布范围与柯坪断裂基本一致，６．５级地震就发生在增温异常的中心地区附近。     

面向震灾调查和基础数据支撑的县级尺度下村镇民居空间化研究——以黑龙江省为例

为了能够快速有效地掌握地震现场调查工作中村镇民居的空间分布情况,并建立村镇县级尺度的不同结构类型民居的基础数据库,本文以黑龙江省为例,对县级尺度下的村镇民居的空间化展开了相关的研究。第一,基于已有的统计资料,分析并提取对村镇民居数量空间分布有影响的因素。第二,利用双变量相关分析方法,以相关系数为评价指标,研究了所提取的影响民居分布的因素,即地区总建筑面积、地区生产总值、购(建)房费用对村镇民居分布的影响程度;第三,基于村镇民居基础数据和相关统计资料,构建了多元线性回归模型,给出了黑龙江省砖砌体房屋和土坯房屋的空间分布规律,经验证本文给出的模型有较高的精度,并且利用GIS技术得到了黑龙江省村镇民居县级尺度的空间分布。本文所得到的村镇民居空间分布,在以下两个方面都起着重要的作用:首先,当有重大地震发生时,可以高效准确地给出灾区村镇民居的数量空间分布,为地震现场调查工作提供基础数据的支持;其次,在未来的村镇民居规划与易损性分析过程中,可提供相应的技术支持和数据支持。     

机载激光雷达技术在地质灾害调查中的应用——以四川九寨沟7.0级地震为例

九寨沟7.0级地震诱发的地质灾害具有高位滑坡远程灾害的特点,传统地质灾害排查手段无法有效解决隐患的早期识别问题。本文采用机载激光雷达测量技术,快速获取九寨沟地震核心景区的激光点云数据。通过构建高精度数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM),建立三维地质灾害解译场景,利用数字地形分析、地形形态学分析和计算机图像识别等技术,综合开展九寨沟高位远程区域内隐蔽性强、随机性大的地质灾害隐患早期识别与分析。应用实践表明,机载激光雷达测量技术可以提高九寨沟地震灾区地质灾害隐患的早期识别能力,对进一步提高综合防灾减灾能力提供了一些可借鉴的思路。     

集合卡曼滤波在遥感反演地表参数中的应用--以核驱动模型反演BRDF为例

遥感反演中使用先验知识, 特别是在观测信息不足情况下, 对于保证反演计算的稳定性和降低反演结果的不确定性具有重要意义. 常用的最优算法, 不能较好提供先验知识的后验分布, 也就不能直接得到反演结果不确定性, 这对于遥感应用是不利的. 引入集合卡曼滤波(EnKF)的方法来实现地表参数的遥感反演, 它能在有效获得反演结果的同时给出先验知识的后验分布. 为了显示其反演优势, 将MODIS标准AMBRALS算法、SCE-UA高效全局最优算法和集合卡曼滤波算法进行了比较. 着重讨论了在观测不足时, 引入先验知识并以反演结果的不确定性为比较指标的情况下, 不同核组合的核驱动模型在不同地表类型上对反照率的反演能力.     

近景摄影测量在探槽地质信息获取中的应用——以泾阳南塬庙店4#滑坡为例

探槽是最直观的地质勘查技术手段之一,也是正确认识地质体内部构造信息的关键资料。但探槽本身无法长久保存,需要及时对探槽的地质数据进行精确记录和存储。传统的探槽地质信息记录方法主要有素描法和照片拼接技术,通过其可获取探槽的二维地质信息。三维激光扫描和摄影测量技术等三维空间影像技术的发展,为获取探槽的地质信息提供了全新的思路。文中以泾阳南塬庙店4^#滑坡探槽为例,介绍了利用近景摄影测量技术记录探槽三维地质信息的方法。该方法首先在整理好的探槽表面布设像控点,然后用数码单反相机采集探槽表面相片,最后利用图像建模软件对探槽进行三维图像建模工作。为便于技术方法的推广应用,文中还对像控点的测设和相片的采集方案等关键技术问题进行了详细介绍。为验证成果的可靠性,还对近景摄影测量成果的精度进行了验证分析,并在此基础上详细讨论了数据成果的二维和三维地质应用,结果表明:与传统方法相比,利用摄影测量技术记录探槽的地质信息提高了野外工作的效率和安全性,且该方法与三维激光扫描数据相比保留了更丰富的纹理细节;数据成果在实现传统的平面应用功能的基础上,还具有很好的三维应用价值,值得推广应用。     

高密度电法在水文地质调查中的应用研究——以江平圩幅为例

防城港地区地下水资源匮乏,季节性缺水尤其严重,为了查明优质的供水水源,我们选取高密度电法作为勘探手段.高密度电法是用物探手段进行水文地质调查的一种重要方法,以其工作效率高、施工简单以及推断解释准确等优点,在水文地质领域应用广阔.本文概述了高密度电法的基本原理、装置类型和数据处理流程,给出了电阻率反演的基本步骤.选取了典型砂岩地区的实测数据反演研究,并与钻孔资料进行了对比验证.结果表明:(1)利用高密度电法,能够较准确地获取区内地下水含水层的埋深、厚度、空间展布形态;(2)偶极-偶极装置比温纳装置具有较高的横向分辨率,更有利于进行水文地质调查;(3)圈定了典型的低阻异常区,验证了低阻异常区位于江平幅侏罗纪承压水储水构造层,出水量较大,验证了反演推断的有效性和可靠性.通过本次工作,说明了高密度电法进行水文地质调查的应用效果,查明了该区较大的一处供水水源,为该区水资源开发利用提供了参考依据.     

中巴地球资源卫星数据在地震活断层研究中的应用——以巴里坤断裂带为例

本文利用中国自主研发的中巴地球资源卫星CBERS-02的CCD数据,对新疆东天山巴里坤活动断裂带进行了研究.针对CBERS-02的CCD数据特点和地震应用的需求对遥感数据中有关洪积扇期次、断层和阶地的信息进行了增强,在对这些增强信息判读和分析的基础上将巴里坤断裂带分为东(东盐池-巴里坤断裂带)、西(西盐池-东盐池断裂带)两段,根据对每段断裂带微地貌的遥感解译划分了各段的次级断裂.结果表明,CBERS-02的CCD数据能够应用于地震活断层的研究中.     

基于先验信息约束的重磁三维交互反演建模技术——以铜陵矿集区为例

三维地质建模是实现深部矿产勘查突破的重要途径,其通过控矿地质体的三维建模,直观刻画控矿要素之间的空间、成因和演化关系,帮助理解成矿系统,开展深部找矿预测.当前三维建模主要采用地质资料构建,在缺少钻孔等已知资料的情况下,难于构建出可靠的三维地质模型.为了克服常规三维地质建模方法可信度低、精度差的缺点,本文将重磁交互反演技术引入到三维地质建模中,提出了基于先验信息约束,通过二度半剖面交互反演、三维物性反演联合修正的三维地质模型方法.采用该方法建立了铜陵矿集区的三维地质模型,并开展了深部找矿预测,取得以下主要认识:1)基于先验信息约束的重磁交互反演建模技术能大幅提高三维地质模型的可信度,是实现地下地质体"透明化"的重要途径;2)铜陵地区重要控矿地层(C-P-T2)主要分布于向斜区和火山岩覆盖区,深部岩浆岩条件优越,深部找矿工作应从传统的背斜隆起区转向向斜区和火山岩覆盖区以及部分凹陷区,这将极大拓展铜陵地区找矿空间;3)铜陵地区传统的五大矿田的侵入岩均具有复合岩体特征,特别是与辉石闪长岩共生的矿产以铁铜矿为主,而与金矿密切相关的侵入岩则多为中酸性岩体,这一推断如果成立,将对铜陵地区找矿突破产生重大影响;4)铜陵地区的推覆构造十分发育,木镇凹陷区的早古生代基底和南陵盆地北西缘的戴公山背斜就是一套区域性推覆构造的产物,三维地质模型还揭示铜陵地区侵入岩具有深、中、浅三重结构,这为铜陵隆起的推覆成因提供了证据,也指示了在铜陵之外再寻找类似铜陵矿集区的良好前景.     

噬藻体裂解蓝藻应用初探——以噬藻体A-4(L)侵染鱼腥藻PCC 7120为例

噬藻体在蓝藻水华发生后期快速增殖被认为是蓝藻水华消亡的重要途径,但有关噬藻体的应用却鲜有报道。本研究以噬藻体A-4(L)侵染鱼腥藻PCC 7120为例,开展光照、温度和感染复数影响噬藻体裂解藻细胞的探究,推定噬藻体在裂解蓝藻应用中的最佳投放时间及投放剂量。结果显示,光照是影响噬藻体裂解藻细胞最关键的因子,A-4(L)在全光照条件下且感染复数为0.01时,8 h即可快速裂解鱼腥藻PCC 7120,但在全黑暗条件下无裂解;光照时长越长,A-4(L)对藻细胞的裂解越快。进一步研究发现,A-4(L)在藻细胞表面的吸附不依赖光照,但在黑暗条件下A-4(L)在藻细胞内的复制受到抑制,推测A-4(L)的复制可能与宿主的光合作用有关。在15～25℃范围内,提高温度会加快A-4(L)裂解藻细胞的速度,且胞外A-4(L)效价随着温度升高而增加。在10-6～1范围内,感染复数每提高两个数量级,A-4(L)裂解藻细胞则提前4h。综合上述结果,在7:00向湖水样品中投加感染复数为0.01的噬藻体可使PCC 7120藻细胞生物量在24 h内大幅度降低76%。本研究为蓝藻水华发生时投加噬藻体控制蓝藻种群密度提供一定...     

深部俯冲板片三维构造重建及其几何学、运动学研究——以汤加—克马德克地区俯冲板片为例

西南太平洋板块与澳大利亚板块之间的汤加—克马德克俯冲带,是研究地球动力学最重要的区域之一.本文研究根据MIT-P08地震数据,结合板块构造边界、地震活动分布、海岸地形数据等,基于GOCAD软件平台建立三维地震层析成像,对西南太平洋板块的汤加—克马德克俯冲板片进行三维解释.地震层析成像显示汤加—斐济地区地幔至少存在三个"高速"异常体.早期汤加—克马德克俯冲板片穿过地幔转换带,并进入下地幔,最大深度达1600 km.三维构造模型揭示了汤加—克马德克板片在深度600~800 km处存在断折形变,该俯冲板片去褶皱恢复后,测量其俯冲的最大位移达2600 km.汤加—克马德克板片开始快速俯冲的时间至少在30 Ma之前,平均移动速率约为68~104 mm /a.俯冲板片三维构造重建和恢复,可以有效揭示俯冲板片几何学、运动学,为研究深源地震成因、地球深部变化过程和动力学机制提供约束.