基于图像压缩的震损结构三维模型快速重建方法

针对基于数字图像的大尺度三维结构模型建模时间过长的问题,提出了利用图像压缩算法对震损结构三维模型快速重建的方法.首先,拍摄得到结构的原始图像;其次,利用主成分分析算法压缩图像;最后,基于处理后的图像对结构三维模型进行重建.为验证提出方法的有效性,对一个混凝土试块,受损的剪力墙试验模型和实际单体建筑进行图像采集,利用论文...     

考虑视觉传达效果的震后区域三维图像虚拟重建

传统二维震害图像方法对震后区域进行研究时,由于其拍摄角度具有局限性,震后区域图像的视觉效果不理想。提出基于三维激光扫描技术的震后区域三维虚拟重建方法,采用三维激光扫描仪测量震后区域,获取该区域的点云数据,采用Cyclone软件合并点云数据后,得到震后区域拼接后的整体点云图,将该图点云数据进行去体外孤点、去噪声点以及点云取样等处理后实施封装,在封装的点云数据上采用Sketch模型实施贴图操作,实现视觉传达效果理想的震后区域三维图形的虚拟重建。实验证明,所提方法对震后区域的三维图像虚拟重建结果精度高、视觉效果好。     

汶川大地震中德阳市水库土坝的震害特征

汶川特大地震给四川省德阳市水库土坝造成了不同程度的震损。依据德阳市境内66座高危以上险情水库土坝震害考察资料和现场震害调查结果,对震损水库土坝进行了分类统计,研究其震害特征及震损原因,结果表明：小型水库均质土坝在此次地震中震损数量最多、险情严重,且震害类型丰富;典型震害包括裂缝、滑坡、沉陷、渗漏以及泄水建筑物与其它附属设施损坏。以德阳市3座典型震损水库土坝为例,分析了水库土坝的基本情况、震前运行状况及震损情况,进而提出了有效的震后抢险措施。     

钢筋混凝土框架柱震损程度量化鉴定方法

钢筋混凝土结构震后损伤鉴定中,最常见的方式是鉴定者观察房屋破坏现象,根据经验给出震损等级。该方法直观高效,但对鉴定者的专业经验要求较高,且鉴定结果的主观差异较大。对此以RC框架柱为对象,开展了基于震损现象的震损量化鉴定方法研究:在RC框架柱震损现象量化试验基础上给出基于构件骨架曲线特征阶段的震损分级方法;对7个RC框架柱试件进行了改进Park-Ang损伤指数分析,建立了RC框架柱损伤指数-震损分级-震损现象的对应关系;基于RC框架柱的试验结果及典型震害编制了RC框架柱震损图集,并给出了使用图集进行框架柱震损鉴定的流程及方法。使用该方法对2个实际震害中的RC框架柱进行了震损鉴定,可为更加客观以及准确地开展钢筋混凝土结构的震损鉴定提供参考。     

基于倾斜摄影的野马滩大桥震害位移评价

2021年5月22日青海玛多Ms7.4级地震中,野马滩1号、2号大桥结构严重震损,导致共玉高速交通中断.这是较为典型的近断层简支梁桥震害,为全面记录和保存震害信息,采用无人机倾斜摄影测量方法构建了两座大桥的精细震害三维模型.与上行线施工图对比显示,模型一致性较高.结合三维模型的关键尺寸与桥梁构件几何关系,量化分析了两座...     

震损快速识别算法在湖北应城M4.9级地震中的应用研究

针对基于人工检测方法存在效率低、实时性差等问题,提出了一种空间通道注意力机制改进的Faster RCNN的砌体结构震损图片快速识别算法。基于湖北省应城M4.9级地震现场调查获取的砌体结构震害图片,制作砌体结构门窗洞口和震损类型的数据集;通过Mosaic方法对数据集进行数据增强后,构建空间通道注意力机制改进的Faster RCNN模型提取震害图片高级语义特征;使用湖北应城M4.9级地震砌体结构震害调查数据集对模型进行训练及验证并确定最终的模型超参;最后基于改进的Faster RCNN对砌体结构门窗洞口和震损类型进行快速检测。实验结果表明,该改进的算法可以有效的识别出门、窗、剥落、裂缝,其检测精确分别为：93.1%、97.6%、74.8%、62.3%。此外,单张震害照片检测时间为60 ms,为砌体结构震害快速检测提供了新的思路。     

基于能量的主余震作用下RC框架损伤与震后性能评估

地震发生后,震损结构能否承受强余震是震害调查与灾后重建中的重要问题。因此,准确评估主余震造成的结构损伤以及评估主震后震损结构的剩余倒塌能力至关重要。采用基于能量的地震损伤指标对结构损伤进行评估,以能量谱作为工程需求参数,再通过引入震损结构模型对结构在主余震作用下的累积损伤进行评估,建立主余震作用下结构整体损伤评估理论框架。然后,基于I_V损伤指数对主余震下的结构损伤进行量化,得到震损结构的倒塌能力曲线,并确定结构剩余承受强余震的能力。以6层3跨钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构为例进行分析,结果表明：地震能量损伤指标法物理意义明确,可以从能量角度快速评价主余震下结构损伤;震损结构的剩余倒塌能力随着主震强度增加而逐渐降低;对于案例结构而言,主震下结构损伤小于0.32时可以认为震损结构是安全的可以承受强余震,介于0.32～0.52之间时,需要对震损结构加固修复,以保障余震安全。     

医学图像三维表面模型重建

三维表面模型重建是医学图像处理的重要内容,是将CT和MRI等医疗影像设备获得的二维图像重建成三维立体表面显示图像的过程.本文重点研究了其重建算法的具体实现:(1)在建模上采用了基于体素的三维物体体积重建;(2)在显示上提出了基于Ray-Casting的三维物体二维直接显示技术.所以,和传统采用三角面拟合的方法相比,具有图像重建过程无需生成中间数据、无需进行3D物体的边界检测等优点,同时该算法并行性好,易于采用硬件方法实现加速.因此,本研究为医学图像三维表面模型重建应用软件的开发打下了理论基础.     

利用遥感图像数据基于模板匹配的震毁灾损研究

有效评估震灾损失可及时、可靠地了解地震灾区实时情况,提高破坏性地震下人们的反应能力,满足应急指挥需求。为提高震灾损失评估精度,对所获取遥感图像进行滤波及局部灰度调整处理,提出基于遥感图像模板匹配的震毁灾损研究。首先获取震区的遥感影像,考虑所获取图像与模板图像的偏移状况对图像进行模板匹配,提取与模板匹配后特征区域的特征值,获取空间网格点上的成像值,依据成像点自动评估震灾损失,其中能量最大的点即为震害受损最严重的位置,对图像所有内廓像素点结果进行遍历,确定提取地震灾区整体的受损特征结果。仿真实验发现,所提方法可提取出震灾损失状况,初步为地震灾害损失评估提供参考借鉴,但仍需要进一步研究,以提高方法的普遍适用性。     

汶川地震土石坝震害分析及三维弹塑性数值模拟

<正>汶川地震中土石坝震损数量大、分布广、险情重、险情种类多,震后土石坝的地震安全性问题受到了研究人员的普遍关注。土石坝的三维弹塑性地震反应分析一直是研究的热点和难点,本研究调查分析了汶川地震中土石坝的典型震害现象与破坏特征,选取了破坏严重的代表性土石坝,建立了计算模型,完成了土石坝的三维弹塑性地震反应分析,主要研究成果如下:(1)汶川地震中土石坝震害调查与分析。基于汶川地震水库大坝震害调查资料,建立了     

城镇建筑震害SAR遥感探测与评估研究综述

合成孔径雷达(SAR)遥感是城镇建筑震害监测的重要手段之一.随着SAR传感器技术的最新发展,利用高分辨率、多极化SAR图像对城镇建筑地震灾害损毁进行探测和评估成为当前的研究趋势和热点.文中首先分析了建筑物及其震害损毁SAR成像特点,并系统综述了近15年来国内外基于SAR图像进行城镇建筑震害损毁探测与评估技术方法的研究和应用现状,评述了各类方法的优缺点,最后针对当前SAR传感器高分辨率、全极化的发展趋势,对有待于进一步研究的问题和技术发展趋势进行了展望.     

汶川地震中江油市水坝震害调查与分析

"5.12"汶川地震,四川省水坝震损严重,典型震害现象包括坝体裂缝、塌陷、滑坡、渗漏、启闭设施损坏和其他附属设施的损毁等.依据绵阳江油市水坝震害科学考察资料,对江油市15座溃坝险情水坝和2座高危险情水坝的震损现象做了初步总结和分析,归纳、总结了震损水坝的特点和经验教训.     

建筑物震害多源遥感特征与机理分析

随着遥感信息源的不断增加,多种遥感数据被用于详细判读建筑物的震害情况.为准确判读震害等级与建立震害自动识别模式,本文收集整理了汶川地震震区的震害遥感图像,通过目视判读、图像处理、统计分析,重点分析了各类震害建筑物在光学影像中的特征表现、在合成孔径雷达图像中的成像机理特征以及在激光雷达图像中的三维特征.在此基础上构建了建筑物简化模型,并联合光学影像和雷达图像对震害建筑物的影像特征剖面予以分析.结果显示:光学遥感图像色彩信息符合人眼色觉原理,具有较好的直观判读效果;合成孔径雷达图像能够记录地物侧面、表面的粗糙程度和角反射特点,信息量丰富但不直观;激光雷达图像能获取建筑物的三维信息,因此震害评估工作中需有效地综合利用多源遥感数据,才能实现最佳的判识效果.      

遥感图像震害特征组合增强模型及其算法实现

本文在多个震例图像增强方法研究的基础上,建立了一种通过单项方法的组合实现图像增强优化的组合模型,定义了基本模型单元和模型组合型态。基于增强模型库,通过C＋＋编程实现了该算法。同时,使用1976年唐山地震后航空遥感图像对该方法进行了试验,结果表明组合模型提高了震害提取能力。     

基于临汾2次强震史料与GIS技术对未来强震灾害预测评估

通过对临汾2次历史强震史料的研究,总结出其震害分布特征,对比各类衰减模型绘制的等震线图,确定了对该地区不同震级地震最适用的衰减关系模型和修正值;应用GIS技术的空间分析功能,实现了临汾地区更为直观的震害预测评估系统.再将临汾2次历史强震损失重建,从而预测出临汾地区现有经济社会情况下的地震灾害的损失情况,为其未来防震减灾...     

结构易损性分类和未来地震灾害估计

本文研究了下列３个问题：１）对我国现有的建筑进行了易损性分类，并定义了一个区分易损性类别的定理指标；２）建立了未来的建筑震害矩阵与目前现有建筑震者的关系；（３）分析了到２０００年时我国４类易性建筑的震害矩阵。     

日本福岛7.3级地震区域震害分析与对比

基于近实时区域震害评估系统RED-ACT,对2021年2月23日发生在日本福岛县东部海域的7.3级地震开展了震中附近区域的地面运动破坏力分析,包括典型强震记录分析、震中附近台站周围的建筑震损、人体感受和滑坡风险分析。基于实际震害调查结果,对比了RED-ACT系统、日本NIED-CRS系统和美国PAGER系统的震害评估结果准确性。结果表明:RED-ACT系统的评估结果与实际情况较为接近,能够为震后应急响应提供重要参考。     

城市震害三维模拟系统的实现方法

本文以数字减灾、数字城市概念为背景,以地震辅助决策、虚拟应急救援演练、地震科普教育为目的,给出了城市震害三维模拟系统的总体思路和实施计划。主要利用现有的数字图像处理技术、遥感技术、三维建模技术、可视化技术、数据库技术和虚拟现实技术等技术,结合新的群体和单体震害预测方法及G IS技术提出了城市震害三维模拟的总体设想,分析了城市三维震害模拟系统所需要的关键技术手段,指明了城市三维震害模拟的技术思路,并且完成了在地震影响场作用下,通过城市建筑不同震害的颜色表示,在破坏纹理库和破坏构件模型库的支撑下,建立三维破坏建筑模型库,以相似准则为依据,进一步以单体为例调入三维建筑破坏模型,实现了城市建筑三维破坏状态展示,为数字三维城市破坏的模拟提供了一种较好的思路。     

宜宾双河文庙震损模拟及抗震分析

2019年6月17日宜宾双河发生M6.0级地震,造成了距离震中仅5km的双河文庙建筑东北侧上檐翼角损坏和西侧局部斜撑脱落等局部损坏。双河文庙是典型的木结构文保历史建筑,开展相关震害和抗震分析具有重要意义。以近期在周边建立的场地-建筑强震反应融合监测台站获取的强震记录作为类比输入,进行结构地震反应仿真分析,结果表明：该木结构的整体刚度偏小,易发生扭转破坏,在7度中震和大震作用时,结构扭转效效极易引发挑檐处榫卯节点破坏,与实际震害情况吻合,该类结构宜适度补强纵向抗侧刚度,增强整体抗扭能力。     

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。