全卷积神经网络在建筑物震害遥感提取中的应用研究

为解决建筑物震害信息提取自动化程度不高的问题,本文将全卷积神经网络应用于建筑物震害遥感信息提取。以玉树地震后获取的玉树县城区0.2m分辨率航空影像作为建筑物震害信息提取试验数据源,将试验区地物划分为倒塌建筑物、未倒塌建筑物和背景3类。对427个500×500像素的子影像进行人工分类与标注,选取393个组成训练样本集,34个用于验证。利用训练样本集对全卷积神经网络进行训练,采用训练后的网络对验证样本进行建筑物震害信息提取及精度评价。研究结果表明：建筑物震害遥感信息提取总体分类精度为82.3%,全卷积神经网络方法能提高信息提取自动化程度,具有较好的建筑物震害信息提取能力。     

基于遥感特征指数的地表水体自动提取技术研究

为了从海量遥感数据中有效地提取地表水体信息,并提高自动化提取效率,提出了一种基于遥感特征指数的地表水体自动提取方法.该方法选取归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)和修正归一化水体指数(MNDWI)作为遥感特征指数集,并根据这些指数构建了遥感特征指数曲线.通过分析,发现地表水体在特征曲线中单调上升,植被在特征曲线中单调下降,而其它地物并无此特征.因此,根据这一规律,利用ERDAS IMAGINE软件建立了自动化提取模型.通过与其他方法对比,表明所建立的模型在精度和自动化方面都明显优于其他方法,可用于海量数据地表水体的自动提取.最后,在ARCGIS环境下,并通过决策树模型初步实现了地表水体的自动分类.     

并行计算在遥感震害提取中的应用

本文概述了地震应急中遥感应用的现状和并行处理技术在遥感分析处理中的应用。 初步探讨了在遥感震害分析中并行计算技术的应用方案, 并采用比值法和相关系数法, 利用福卫二号卫星遥感数据对汶川8.0级地震造成的北川县城震害进行了震前震后变化检测并行处理。 将结果与专业图像分析处理软件的处理结果进行了分析对比, 在处理效果基本一致的情况下, 得到了较高的加速比, 缩短了遥感影像震害分析处理的时间, 为提高地震应急震害遥感分析处理的速度提供了示范。 最后还对方法的应用效果进行了讨论。     

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%。     

略阳县农居房屋抗震现状调查与评价研究

为精准识别贫困山区农居房屋结构现状完好程度,本文开展略阳县境内41894栋农居房屋抗震现状实地调查,搜集整理域内孕灾环境和致灾因子强度,统计分析域内各行政镇（办）经济水平、农居房屋抗震结构类型和震害等级,预测震害矩阵,计算平均震害指数,并评价抗震能力。研究结果表明：域内农居房屋抗震结构类型包括土木结构、砖木结构和砖混结构;域内农居房屋在VI度地震作用下基本完好的比例为74.04%,在VII度地震作用下发生轻微破坏以下震害等级的比例为83.45%,在VIII度地震作用下发生中等破坏以下震害等级的比例为85.46%;域内农居房屋在地震烈度为VI、VII、VIII、IX、X度时的平均震害指数分别为0.13、0.23、0.32、0.49、0.71,抗震性能较差,不满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。     

基于机器学习的极光图像自动分割方法

极光是太阳风能量注入到极区的指示器,从观测视野中准确分割出极光区域对研究极光演变如亚暴过程有非常重要的意义.本文基于全卷积神经网络提出了一种弱监督极光图像自动分割策略,数据标记时仅需指定极光区域的一个像素点即可,极大解决了机器学习人工标注数据的压力.首先利用简单单弧状极光图像训练一个初始分割模型Model 1,然后基于该模型,结合热点状和复杂多弧状极光图像获得一个增强的分割模型Model 2,最后对分割结果做进一步优化.本文对2003-2007年北极黄河站越冬观测的2715幅极光图像进行了分割,并和最新论文结果及人工标签进行了定量和定性比较,其中分割结果与人工标签的"交并比"高达60%,证明了本文方法的有效性.     

面向对象遥感分类方法在震害快速提取中的应用

以汶川地震后受灾严重的北川县城为研究区域,应用面向对象的遥感分类方法,对福卫二号卫星多光谱影像进行灾害提取与分析。提取过程中在传统分类运用的光谱信息中加入影像地物的几何结构和纹理信息,运用多尺度分割、多层次交叉的地物分类模式,模拟人类思维,快速准确的提取了灾害区域的宏观受灾范围,为震后快速评估提供依据。     

面向对象遥感分类方法在汶川地震震害提取中的应用

震后城市建筑物震害的自动识别与分类, 是遥感震害调查中的关键步骤, 其精度直接影响损失评估的结果. 而随着高分辨率遥感影像的发展, 传统基于像元的分类技术已不能满足需求, 引入面向对象的信息提取技术, 充分挖掘影像对象的纹理、形状和相互关系等信息, 能够有效的提高震害的分类精度. 该文阐述了面向对象的遥感震害提取思路和方法, 并应用汶川地震震后高分辨率航空遥感数据, 针对建筑物震害进行面向对象的快速提取与自动分类. 结果表明, 与基于像元分类比较, 面向对象的建筑物震害分类能够显著改善分类效果.     

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。     

Quick Bird遥感数据在龙羊峡库区白刺滩滑坡调查中的应用

应用具高分辨率、高清晰度、信息量丰富及数据时效性强等特点的QuickBird遥感数据,对龙羊峡库区白刺滩特大型滑坡进行遥感调查,利用先进的遥感数据处理技术,综合地质学、灾害学原理和地理空间信息技术,分析了白刺滩滑坡的形成条件、成因机理,认为龙羊峡库水强烈侵蚀和降雨综合作用是促进滑坡发生的主要诱发因素。     

高层钢结构基于均匀损伤设计的整体抗震能力提高方法

本文主要研究如何通过合理设计来提高高层钢结构的整体抗震能力。首先,给出了高层钢结构的非线性计算模型;其次,建立了高层钢结构在强地震动作用下的倒塌失效模式的极限状态判别准则;然后,通过模态pushover分析,研究了高层钢结构在水平地震作用下的损伤规律;最后,重点研究了高层钢结构的整体抗震能力的提高方法,提出了均匀损伤的设计方法,该方法通过消除结构的薄弱层,来达到提高高层钢结构的整体抗震能力的目的。通过对两栋20层的高层钢框架结构进行极限时程分析和极限pushover分析,验证了文中提出的均匀损伤的设计方法的可行性。本文的工作可为高层钢结构的抗地震倒塌设计提供参考依据。     

分散滑移模态控制法在高层建筑结构抗震中的应用

分散控制与集中控制策略相比可以提高结构控制系统的可靠性。文中将分散控制和滑移模态控制算法原理相结合,导出分散滑移模态控制(decentralized sliding mode control,DSMC)算法并应用于高层结构振动控制中。该方法是将结构分解为若干个子结构,分别进行滑移模态控制。文中以某20层钢结构Benchmark模型为例,分别进行3个子结构与4个子结构的分散控制数值计算,与线性二次型最优控制(Linear quadratic optimal control,LQR)效果相比,DSMC算法可以有效地抑制结构位移和加速度反应。     

能力谱方法在桥梁抗震性能评估中的应用研究

位移延性是桥梁抗震性能的重要指标之一,以Pushover分析为基础的能力谱方法能够考察结构在地震下的弹塑性位移响应,是抗震性能评估的一种有效手段.文中阐述了能力谱法的基本原理,说明了基于弹塑性反应谱的能力谱方法在求解性能点时不需要进行迭代计算;基于弹性设计反应谱建立了相对应的弹塑性反应谱,结合某实桥,将能力谱方法和增量动力分析方法进行了对比,并根据不同的地震基本烈度和场地土类型进行了抗震性能评估.分析认为,能力谱方法计算简便,对结构1阶振型的地震响应占主导时,具有较好的精度,并能够基于设计反应谱来考察结构的弹塑性抗震性能,可用于桥梁抗震性能的评估.     

Application of the wavelet transform to automatic seismic signal detection

The paper is devoted to such a priority direction of digital seismology as the detection of seismic signals in a noisy medium. Various formulations of the problem of seismic event detection are analyzed. The reasons for the ineffectiveness of the classical formulation of the detection problem are revealed, and an adequate general formulation of the problem in the frequency-time space is proposed. A criterion for the automatic determination of the length of a seismic signal is proposed. The time-scale STA/LTA (Short Time Average to Long Time Average) detector, utilizing the expansion of a seismogram in a packet of wavelets, is proposed. The method eliminates the shortcomings of the standard scheme and enables the detection of seismic events with a low signal-to-noise ratio. The problems of the choice of the mother wavelet and the decomposition level of seismograms are discussed from the standpoint of physical properties of seismic wave fields.     

Performance-based methodology for assessing seismic vulnerability and capacity of buildings

This paper presents a performance-based methodology for the assessment of seismic vulnerability and capacity of buildings. The vulnerability assessment methodology is based on the HAZUS methodology and the improved capacity- demand-diagram method. The spectral displacement (Sd) of performance points on a capacity curve is used to estimate the damage level of a building. The relationship between Sd and peak ground acceleration (PGA) is established, and then a new vulnerability function is expressed in terms of PGA. Furthermore, the expected value of the seismic capacity index (SCev) is provided to estimate the seismic capacity of buildings based on the probability distribution of damage levels and the corresponding seismic capacity index. The results indicate that the proposed vulnerability methodology is able to assess seismic damage of a large number of building stock directly and quickly following an earthquake. The SCev provides an effective index to measure the seismic capacity of buildings and illustrate the relationship between the seismic capacity of buildings and seismic action. The estimated result is compared with damage surveys of the cities of Dujiangyan and Jiangyou in the M8.0 Wenchuan earthquake, revealing that the methodology is acceptable for seismic risk assessment and decision making. The primary reasons for discrepancies between the estimated results and the damage surveys are discussed.     

建筑结构震害预测方法研究与实践

建筑结构在地震中的损坏程度是人员伤亡和经济损失预测的基础,也是城市地震经济损失的主要组成部分。本文结合某中等城市市区六种典型建筑在地震作用下的受力特点和破坏机理,分别采用了相应的易损性分析方法,建立了市区震害矩阵。预测结果真实可靠,为进一步进行抗震规划和统计震害损失提供依据。     

评估结构抗震性能的能量方法

在抗震概念设计中，虽然确立了一些准则，但这些准则基本上是定性的，目前尚缺乏简明的定量评估准则。本文结合抗震设计规范提出了一种对结构抗震性能评估的能量方法，可用于抗震设计方案的定量评估和比较，以及场地对结构影响的定量评估，减震方案的评估。该方法在实际工程设计中的应用取得预期效果。     

建筑物震害空间分布模拟GIS方法

提出了一个基于GIS技术的建筑物震害空间分布模拟方法，该方法首先利用GIS的模拟活化技术把地震影响场，建筑震害预测等分析模型形成可供空间分析使用的二次数据，并纳入城市基础数据库之中，构成综合基础数据库。然后利用GIS把多重空间数据进行空间复合，给出城市建筑物震害的空间分布及其统计特征，并识别出城市建筑物的重灾区。最后利用东营市建筑区为例，说明该方法的实用性和有效性。     

Experimental investigation on the seismic performance of masonry buildings using shaking table testing

Masonry buildings worldwide exhibited severe damage and collapse in recent strong earthquake events. It is known that their brittle behavior, which is mainly due to the combination of low tensile strength, large mass and insufficient connection between structural elements, is the main limitation for their structural implementation in residential buildings. A new construction system for masonry buildings using concrete blocks units and trussed reinforcement is presented here and its seismic behavior is validated through shaking table tests. Dynamic tests of two geometrically identical two-story reduced scale (1:2) models have been carried out, considering artificial accelerograms compatible with the elastic response spectrum defined by the Eurocode 8. The first model was reinforced with the new proposed system while the second model was built with unreinforced masonry. The experimental analysis encompasses local and global parameters such as cracking patterns, failure mechanisms, and in-plane and out-of-plane behavior in terms of displacements and lateral drifts from where the global dynamic behavior of the two buildings is analyzed comparatively. Finally, behavior factors for the design recommendations in case of unreinforced masonry are also evaluated.