基于遥感影像的区域房屋抗震能力评估——以山西省忻州市为例

建筑物抗震能力是评估地震灾害风险的关键指标之一,面对近几千万栋的房屋,采用常规的实地走访调研方式较难获取建筑物数据。以遥感影像获取建筑物抗震能力数据具有快速、经济的优势。该文以山西省忻州市为例,应用免费的遥感影像资料,结合实际经验,开展房屋抗震能力评估。结果显示,忻州市房屋的抗震能力普遍较差,其中,城镇地区的房屋抗震能力达标比例是农村地区的约10倍,具有明显优势。忻州市各县的房屋抗震能力达标比例与城镇化率具有正相关性,与其GDP无显著关联。     

遥感自动提取技术在房屋抗震调查中的应用

房屋抗震能力调查对于全面摸清地震灾害风险底数,预测地震灾害损失具有十分重要的意义。传统实地调查方法难以大范围开展,而依靠经验估计和人工解译的遥感房屋抗震能力评价的效率仍有待提高。针对此问题,文章以深度学习遥感目标识别算法为基础,提出了多尺度聚合的房屋自动提取方法,并将该方法应用于湖北省房屋抗震能力遥感初判,自动提取房屋建筑共计1 060万余栋,并对其抗震能力进行了分类判别。经与试点县实地调查结果对比,文章方法房屋提取误差总体在10%以内,房屋抗震能力判别准确度在72.3%～90.9%之间。实验结果表明文章方法可为全国自然灾害风险普查工程房屋调查工作提供技术支持。     

利用遥感影像和经验估计方法初判云南省建水县房屋抗震能力

房屋建筑破坏是地震中导致人员伤亡的主要因素,在未取得房屋详细风险调查数据的过渡时期,综合房屋结构和用途的实测资料、农危改和异地搬迁统计资料以及不同用途的房屋在影像上的几何特征和空间特征,提出了云南地区基于遥感影像和经验估计方法的房屋抗震能力等级初判方法,并在建水县开展试点应用。结果表明:建水县房屋估计抗震能力达标等级占比为8%,疑似抗震能力不足等级占比为88%,疑似抗震能力严重不足等级占比为4%。     

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。     

基于遥感影像和经验估计对营口市站前区建筑物普查

利用遥感影像和经验估计对辽东湾中心城市营口市站前区建筑物类型和数量进行统计,并通过百度街景复查,结果表明：该区域整体抗震能力较好,抗震能力的主要不足来自于快速城市化进程中出现的城中村和城郊村。该研究结果为当地房屋抗震能力评估提供可靠的数据支撑。     

基于遥感影像的建筑数据构建研究

在地震灾情快速评估中,基于空间分布的高精度房屋和人口数据是最重要的两组数据,其直接决定着灾情快速评估结果的准确性以及现场重点救援的目标指向。然而,高精度房屋数据的获取一直是一个难题,由于受到诸多因素的制约,至今缺少好的解决途径,这也是导致当前灾情快速评估准确性不高的主要原因之一。本文基于遥感影像和实地调查相结合,构建较高精度的房屋基础信息,更好地反映房屋和人口的实际分布情况,为提高地震灾害损失快速评估的精度和准确性奠定必要的基础。     

新疆塔什库尔干塔吉克自治县地震极灾区地震烈度遥感快速评估研究

2017年5月11日,新疆维吾尔自治区喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县发生M_S5.5地震。为快速了解灾区灾情,本文基于无人机遥感技术获取的地震极灾区高分辨率影像数据,结合地震现场震害调查进行建筑物震害遥感解译,采用地震烈度遥感定量评估方法,进行极灾区地震烈度遥感评估。结果表明:灾区房屋结构类型主要包括土石木结构、砖木结构、砖混结构、框架结构,倒塌和局部倒塌的房屋均为土石木结构房屋,安居富民房屋无一倒塌,遥感评估的塔县地震极灾区地震烈度为Ⅷ~Ⅸ度,比中国地震局公布的地震烈度略高,今后需根据新疆实际情况修正模型,为新疆地震烈度遥感快速评估工作服务。     

基于无人机热红外遥感数据的地震倒塌房屋提取

遥感技术具有高效、快速获取大范围地表信息的能力,因而被广泛应用于建筑物分布和高度等参数的获取,以及震后灾情快速获取等工作,如震后倒塌房屋的研判和提取、震后滑坡、堰塞湖等次生灾害的识别等。但是,目前常用的可见光遥感技术无法在夜间获取信息。为了提高震后夜间获取灾情信息的能力,文中以北川地震遗址作为研究区,尝试利用无人机获取热红外遥感数据,并进行倒塌房屋的提取研究。将可见光遥感数据提取的倒塌房屋作为真值进行对比,发现热红外遥感数据可用于夜间倒塌房屋的识别,其总体精度为0.86,其中3种破坏类型房屋的用户精度都在0.8以上。     

基于公里格网的云南昭通地震灾害风险评估

以1 km格网为评价单元,利用地震灾害风险普查成果——基于遥感影像和经验估计的房屋抗震能力初判成果数据,选取人口、经济、高程、地震动参数、断层距、房屋抗震能力6个地震灾害风险评估指标,采用熵权法评估昭通地震灾害综合风险等级;结合历史震例,基于昭通地区房屋易损性矩阵、震亡比与房屋毁坏率之间的经验公式,在1 km格网尺度上估算了昭通地震经济损失风险值与人员死亡风险值,为区域地震灾害风险防治提供参考依据。     

基于遥感影像的建筑物空间分布方法在地震灾害损失预评估中的应用

房屋建筑数据是地震重点危险区预评估工作的基础,需基于获取到的房屋建筑信息开展人员伤亡、经济损失、救援物资需求等预评估工作。历年地震重点危险区预评估工作能够通过现场调查得到的房屋建筑信息占比极小,仅能进行抽样调查。因此,为批量完成危险区内全部房屋建筑损失估算,需基于遥感影像获取房屋建筑矢量数据,并建立数据库。为实现全国地震重点危险区预评估工作中大批量建筑物矢量化数据的快速获取,本文采用基于遥感影像的建筑物空间分布数据批量获取方法,得到地震重点危险区内建筑物空间矢量数据,结合现场抽样调查得到的建筑物属性信息,建立地震重点危险区建筑物空间分布数据库,进而为地震重点危险区灾害损失预评估工作提供数据基础。本文采用的方法可广泛应用于地震重点危险区房屋建筑信息获取工作中,可提高工作效率,降低工作成本,提升预评估工作的科学性和准确性。     

广西南部农村群体建筑抗震能力评价

广西近年来陆续发生3次5级以上中强地震,给当地农村建筑造成不同程度的破坏。为掌握广西南部地区农村民居抗震能力现状,对广西3个市中的6个县(区) 12个村122栋农村房屋开展了抗震能力详细抽样调查。本文分析了调查区不同结构类型建筑比例和现状,指出农村房屋在抗震设计、构造和施工中存在的不足,利用改进的区域房屋抗震能力快速评价方法,对各个村的总体建筑抗震能力进行评价,提出增强房屋抗震性能的意见和建议。结果显示：2个村的总体房屋抗震能力为“较强”;10个村为“一般”。     

人口、房屋数据空间化及在2021年拜城MS5.4地震中的应用

地震灾情快速评估依赖于震区准确的人口、房屋等设施的数量和空间分布,是震后地震应急救援、地震烈度评估的核心支撑。以阿克苏地区的居民点、POI数据为基础,采用核密度估算结合道路分布和房屋占地面积的方法,构建了人口密度权重模型,获得了研究区1 km×1 km的人口、房屋格网数据。结果显示,各乡镇实际人口数量与模拟人口数量线性拟合相关系数为0.909,线性拟合相对较好,表明人口空间化结果达到了较高精度。为了更好地验证上述方法和数据,以2021年拜城M_S5.4地震为例,叠加对比分析震区人口、房屋格网数据与地震评估区之间的定量关系。按照地震评估区进行了人口、房屋面积的模拟,该数据与实际现场数据之间误差较小,能够满足震后地震灾情快速评估的需求,可为灾害预评估及地震现场灾害快速评估等工作提供可靠依据和支撑,同时空间化的方法也为后续该方向的研究提出了一个新的思路。     

盖州地区农居抗震能力调查

抗震能力调查是地震易发区房屋设施加固工程的基础性工作,农居抗震能力调查是其中的关键环节。辽宁省盖州地区是地震多发区域,农村老旧房屋大量存在,两者共同造成了盖州农村较高的地震灾害风险。依据盖州地区农居抗震能力的实地调查,总结了盖州地区农居的结构特点、年代分布和尺寸特征,并基于抗震能力对盖州地区现有农居进行归类。最后,结合地震中农居的破坏模式,指出了盖州地区农居抗震能力的不足之处,以便在加固工程中采取针对性措施。     

忻州市代县农村房屋抗震性能调查与分析

结合山西省地震灾害风险普查工程的目标任务,为摸清农村民房的抗震性能,开展抗震设防工作,对忻州市代县地区农村房屋的抗震能力展开实地调研初判。选取代县地区64个行政村,共计23 342栋农村房屋进行调查和统计分析。根据木结构、砖混结构等房屋不同的建筑结构特点分析其存在的抗震薄弱环节,同时分析不同地形下不同结构房屋的比例及抗震性能。根据分析结果,提出提高代县地区农村房屋抗震性能的相关建议。     

云南漾濞6.4级地震木构架房屋震害调查与分析

地震灾害现场调查是研究结构破坏机理的科学可靠的方法之一。本文通过对云南漾濞6.4级地震中木构架房屋震害现象调查与分析,结合芦山地震中穿斗木结构的震害特征对比研究,给出了木构架房屋的抗震能力介于穿斗木结构与土木结构之间的初步结论,同时指出建造时间是木构架房屋抗震能力评估时需考虑的重要影响因素。针对漾濞县苍山西镇花椒园村背阴坡小组某夯土墙-木构架房屋倒塌的原因进行了分析,得出该房屋存在结构层间刚度不均匀、榫槽处柱截面削弱以及榫卯节点整体性差等抗震薄弱环节,导致在强地面运动的作用下发生了柱榫槽处折断和部分榫头脱落的整体倒塌震害现象。本文基于对倒塌木构架房屋的震害机理研究和抗震薄弱环节识别,可为木结构房屋抗震加固和震后修复提供参考依据。     

基于摄影测量技术的房屋提取方法——以中国西部地区乡村为例

房屋的分布位置、面积和高度等信息对城乡规划、地震应急和减灾等方面具有非常重要的作用。利用星载或机载可见光遥感图像进行地物信息自动提取,是高效快速获取大面积房屋数据的重要手段。但是,当出现同物异谱或异物同谱现象,以及地物遮挡的影响时,基于光谱信息的传统地物分类或提取方法房屋提取精度较低。文中选取新疆维吾尔自治区琼哈拉峻村房屋和农田光谱信息相似的地区,利用小型旋翼无人机获取了在航向和旁向具有一定重叠度的可见光遥感图像。然后,基于摄影测量原理获得了研究区的数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和数字正射影像数据,并在此基础上通过阈值分析DSM和DEM差值提取出房屋像元及其面积和高度等信息。通过与传统监督分类法对比发现,使用摄影测量方法基于高度信息的房屋提取其用户精度和制图精度分别为88.69%和97.42%,而监督分类法提取房屋的精度分别为43.23%和85.30%,说明文中提出的方法在房屋和背景信号差别较小的区域时精度更高。     

旋翼无人机在建筑物抗震能力调查中的应用

介绍旋翼无人机的工作原理和技术流程,以无人机在2016年云南重点监视防御区建筑物抗震能力调查中的应用为例,对其获取的12个调查点的房屋影像数据进行质量评价和照片拼接处理,并对产出的正射影像全景图和三维点云模型进行了对比分析。结果表明,旋翼无人机在云南山区具有明显优势,可作为一种快速获取影像数据的技术手段,为区域建筑物抗震能力评估提供有效的基础信息。     

临汾市浮山县不同结构建筑物特征研究

房屋建筑抽样详查是山西省地震灾害风险普查工程的关键内容之一，旨在摸清房屋建筑的抗震设防情况、为评估其抗震能力提供支撑。文章以2020-2022年临汾市浮山县房屋建筑抽样详查工作为基础，重点对房屋建筑的结构特征、年代特征及设防情况进行分析。结果表明，临汾市浮山县城区房屋以2000年新建的多层钢筋混凝土结构、砖混结构和高层建筑为主，均采用基本设防烈度8度(0.20 g)进行抗震设防；乡镇及农村房屋以20世纪80年代修建的土木结构为主，基本未进行抗震设防。建议通过采取抗震加固措施进行加固，加强防震减灾科普宣传，提高民众的意识等方式，降低房屋的地震灾害风险。     

基于已有地震的云南农居易损性矩阵分区研究

建筑物易损性矩阵是震后房屋直接经济损失初评估的重要计算参数。根据地域特征,把云南地区分为滇东北、滇西—滇西北以及滇南—滇西南地区,基于1993—2017年57次破坏性地震的震害资料,运用基于已有震害数据的经验分析法和经验震害矩阵完善的方法构建不同分区云南农居易损性矩阵;再通过各类建筑破坏比概率和易损性指数分析不同建筑结构的抗震能力以及不同分区同类结构的抗震能力。结果表明:土木结构和砖木结构具有较大的区域差异,滇东北地区土木结构、砖木结构抗震能力最差;砖混结构、框架结构抗震能力区域差异不明显。     

区域供水管网综合抗震能力评估方法

为了评估大区域供水管网的综合抗震能力,分析了城市供水管网脆弱性的影响因素,并基于行业年鉴等数据资源建立了中国大陆区域供水管网综合抗震能力分析数据库。利用突变理论和模糊综合评价模型,建立了区域供水管网抗震能力评估指标体系,提出了区域综合抗震能力评估方法,结合720个城市供水管网管材、场地类别、城市类别、抗震设防等数据和评估影响指标,计算了每个城市基础抗震能力、供水管网自身抗震能力和综合抗震能力指数。建立了区域基础抗震能力分级和供水管网综合抗震能力分类标准,对中国大陆城市供水管网进行了分级和分类。利用ArcGIS计算并绘制了区域基础抗震能力分级图和供水管网综合抗震能力分类图。