基于震前高分影像和震害仿真的建筑物震害快速评估：以四川泸定6.8级地震为例

精细化的建筑物震害评估,对震后应急救援和烈度评估具有重要的意义.为解决因震后高分辨率影像缺乏导致无法快速开展建筑物震害评估的实际需求,以四川泸定6.8级地震为例,提出基于震前高分影像和震害仿真的建筑物震害快速评估方法.首先通过深度学习技术提取灾区建筑物空间信息,在收集实际地震动记录的基础上,结合精细化的建筑物震害仿真方法,对震中部分村镇的建筑物震害及地震烈度进行了快速评估,并与震后获取的无人机影像解译结果、现场调查烈度及余震等进行验证.结果表明震中附近的磨西镇烈度估计达到Ⅸ度,其他地点的估计结果与发布的烈度图进行比较,其衰减较为一致,且与余震发生空间较为重合,进一步证明该方法可作为震后大范围影像缺失的“盲区”的建筑物震害快速评估的有效方法,为现场应急、灾害调查和烈度评定提供信息支撑.     

2013年四川芦山7.0级地震烈度遥感评估

2013年4月20日四川芦山MS7.0级地震发生后,在灾区应急获取了多种高分辨率航空和无人机遥感影像,并快速解译提取了灾区建筑物震害信息.采用地震烈度遥感定量评估方法,利用2008年汶川8.0级地震等震后震害遥感解译和现场调查研究确定的经验震害遥感定量评估模型,获得了芦山地震灾区126个主要居民点的地震烈度遥感评估结果,并据此圈画了地震烈度分布遥感评估图.结果显示,本次地震Ⅸ度区面积约150km2,Ⅷ度区面积约900km2.该结果在第一时间(4月21日晚)提供给了中国地震局地震现场应急指挥部.对比分析显示,地震烈度遥感快速评估结果与中国地震局4月25日公布的地震烈度图,以及与笔者在现场实地进行的建筑物震害详细调查结果基础上评定的地震烈度具有较高的一致性.表明强烈地震发生后,借助于快速获取的灾区高分辨率遥感影像,可以快速估计地震烈度分布,对地震灾区灾情估计和抗震救灾工作具有十分重要的参考意义.     

基于Gutenberg-Richter定律快速估算最大余震震级:以2017年九寨沟MS7.0地震为例

针对九寨沟M_S7.0地震之后不同时间段的余震序列目录,利用推定最大余震震级,给出了实际最大余震震级的估计值。结果表明,推定最大余震震级随主震后时间尺度的延长而趋于稳定,且该值与实际发生的最大余震的震级一致。需要强调的是,就九寨沟地震序列而言,当余震数据较为完备时,采用主震后较短时间段内（1～2天）的余震目录就可以较准确地估算出主震区域内可能发生的最大余震震级。实际上,主震后12h（0.5天）的余震数据已完全可以给出最大余震震级的有效下限。此外,计算中我们采用了里氏震级M_L和面波震级M_S的余震目录,结果显示,2种震级类型目录的估算结果完全一致,表明利用推定最大余震震级估算实际最大余震震级的方法不受震级类型的影响。据此,该最大余震震级快速评估方法可进一步推广应用于我国大陆地区中强震后强余震灾害分析评估中。目前的拟合技术也显示出随着测震技术的不断进步以及余震识别能力的提高,快速评估方法可以在主震后短时间（<1天）内准确地预测可能发生的最大余震震级。     

基于开源软件的地震影响场快速生成及动态修正方法研究与实现

地震发生后,盲场快速评估阶段生成的地震影响场对极震区的判定和应急救援的实施起着重要的作用。震后依据地震震级、震中所在地区的地震烈度衰减关系和活动断裂分布情况可快速绘制第1时段地震影响场,然后综合考虑此次地震震源的特性,充分利用余震序列、震源机制解等结果可动态修正影响场。本文基于开源软件实现地震影响场的自动生成,并依据余震序列、震源机制解等结果,实现动态修正地震影响场,为震后灾情评估和多时段应急图件产出打下基础。     

三次8级以上大地震的余震活动特征分析

统计研究了2004年12月26日印尼苏门答腊MW9.0、2008年5月12日中国汶川MS8.0和2010年2月27日智利MW8.8三次大震后一个月内(特别关注24 h,15 d,30 d 3个时段)余震序列的时空强演化特征。结果显示,大震序列的时间和强度具有显著的分时段起伏特征,而余震频次呈现阶梯式衰减。大震后第1~2天内和第13~17天余震强度最大,有可能发生最大余震,最大余震位于余震区端部的可能性较大,且利用震后3 h的余震可估计余震区范围。最后,讨论了强余震起伏时段以及最大强余震可能与固体潮调制具有相关性。     

利用余震法快速判定宏观震中的研究

当前在震后快速响应阶段的盲场快速评估过程中,震中位置普遍采用速报震中,而速报震中与实际宏观震中之间存在客观的不一致性,会给震灾评估结果带来较大的误差。而在震后短时间内可用信息量极少的情况下,判断宏观震中的位置存在较大的困难,本文通过引入余震法,为震后快速判定宏观震中提出了新的思路。通过对1970年以来近40组破坏性地震的研究,利用余震法可在震后6h根据地震破裂性质推断宏观震中,其准确度、时效性都能为震后快速评估提供较为可靠的依据。     

利用余震能量场进行宏观震中快速判定的研究

通过研究中国西部1970年以来7次MS≥6.5破坏性大地震震后24h内余震能量场的空间变化,分析和判定主震破裂的大致范围,从中得出可能的宏观震中位置,进而为大地震的应急救援提供参考。本文以汶川地震为例说明最小完整性震级的确定、能量场的计算方法及其分布图的绘制以及宏观震中的确定等,并对7次地震震后各个时段的估计震中和实际的宏观震中进行比较和分析。研究结果显示:1利用破坏性大地震震后24h内不同时段由余震能量场分布得到的宏观震中,可有效缩小用微观震中评估烈度产生的偏差;2震后2、4、6、12、24h等5个时段的估计震中能够作为烈度快速判定的修正因子满足震后快速响应的时效性要求,且震后24h的估计震中效果最好。     

2013年甘肃岷县漳县M_S6.6地震余震序列时域衰减特征分析

本文基于补充遗漏地震事件后的地震目录和修正的大森公式,对2013年7月22日甘肃岷县漳县6.6级地震余震序列时间域衰减特征进行了分析.鉴于主震后短时间内目录遗漏的余震较多,首先利用岷县台连续地震记录波形的高频包络差,检测主震后3h内目录遗漏的地震.经检测在主震后3h内共发现目录遗漏的ML1.0以上地震139个,最大震级为ML3.6.主震后1000s内检测到遗漏地震69个,约为目录给出余震数量的6倍.而后使用补充遗漏地震的目录,基于修正的大森公式分别拟合余震频度和余震地震矩随时间的变化.结果显示拟合p值约为1.07,表明岷县漳县地震余震序列衰减速率与全球平均水平接近,而未补充遗漏地震的频度拟合会造成余震序列衰减速率的低估.利用高频包络差直接计算地震频度曲线,通过三种衰减模式对地震频度曲线拟合参数比较,未观察到岷县漳县地震主震后存在早期余震缺失现象.分析认为,加入遗漏地震可以提高余震频度拟合估计衰减速率结果的准确度和精度,若缺少遗漏地震检测结果,则使用地震矩拟合所得衰减速率结果准确度较优,但需充分考虑其精度上的误差.在分析余震序列衰减特征的实际研究工作中,需根据地震目录完整性选择适当的拟合方法.     

针对应急救援的强余震特征统计

大地震后强余震活跃,震后快速判断最大余震震级和强余震发生可能性对提高应急救援效率有重大意义。针对震后应急救援,本文根据救援存活率将震后救援期分为8个时段:震后12 h、震后24 h、震后48 h、震后72 h、震后96 h、震后120 h、震后144 h和震后168 h。对我国大陆地区1966年以来6级及以上地震强余震资料进行分时段统计,分别拟合出8个时段的最大余震震级和主震震级的经验公式;并提出震后强余震发生可能性的经验判断方法,通过本文提出的可能性指数a,依据主震震级,震后可以快速判定强余震发生的可能性。     

灾区震后重建中建筑工程造价快速评估技术研究

针对传统方法无法对灾区震后重建中的建筑工程造价进行快速评估的问题,提出适合灾区震后重建的,基于灰色动态预测的建筑工程造价快速评估技术。采用朗格系数法对灾区重建中建筑工程造价进行综合评估分析,确定重建工程造价范围,通过加权平均数指数法对建筑工程造价情况进行判断,构建自回归移动模型防止建筑工程造价评估中受到异常因素影响,分析人工使用费、机械设备使用费、材料使用费,计算项目造价指数,根据基期单方造价与报告期单方造价计算结果,建立灰色动态预测图,实现对灾区震后重建中建筑工程造价快速评估。实验结果表明,采用改进评估技术可在短时间内对灾区震后重建中建筑工程造价进行评估,且评估误差较低,具有一定的优势。     

Relocation of the 1998 Zhangbei-Shangyi earthquake sequence using the double difference earthquake location algorithm

Introduction On January 10, 1998, at 11h50min Beijing Time (03h50min UTC), an earthquake of ML=6.2 occurred in the border region between the Zhangbei County and Shangyi County of Hebei Province. In total 87 events with ML3.0 were recorded by Beijing Telemetry Seismic Network (BTSN) before March of 1999. Before relocation the preliminary hypocenters determined by BTSN showed an epicentral distribution of 25 km long and 25 km wide without any predominate orientation. The epicentral a…     

High-precision relocation of the aftershock sequence of the January 8, 2022, MS6.9 Menyuan earthquake

The 2022 Menyuan M_S6.9 earthquake, which occurred on January 8, is the most destructive earthquake to occur near the Lenglongling (LLL) fault since the 2016 Menyuan M_S6.4 earthquake. We relocated the mainshock and aftershocks with phase arrival time observations for three days after the mainshock from the Qinghai Seismic Network using the double-difference method. The total length and width of the aftershock sequence are approximately 32 km and 5 km, respectively, and the aftershocks are mainly concentrated at a depth of 7–12 km. The relocated sequence can be divided into 18 km west and 13 km east segments with a boundary approximately 5 km east of the mainshock, where aftershocks are sparse. The east and west fault structures revealed by aftershock locations differ significantly. The west fault strikes EW and inclines to the south at a 71º–90º angle, whereas the east fault strikes 133º and has a smaller dip angle. Elastic strain accumulates at conjunctions of faults with different slip rates where it is prone to large earthquakes. Based on surface traces of faults, the distribution of relocated earthquake sequence and surface ruptures, the mainshock was determined to have occurred at the conjunction of the Tuolaishan (TLS) fault and LLL fault, and the west and east segments of the aftershock sequence were on the TLS fault and LLL fault, respectively. Aftershocks migrate in the early and late stages of the earthquake sequence. In the first 1.5 h after the mainshock, aftershocks expand westward from the mainshock. In the late stage, seismicity on the northeast side of the east fault is higher than that in other regions. The migration rate of the west segment of the aftershock sequence is approximately 4.5 km/decade and the afterslip may exist in the source region.     

2017年精河6.6级地震余震序列重新定位和发震构造

采用双差定位方法,利用中国地震台网的数据对2017年8月9日精河6.6级地震的余震序列进行了重新定位。截至2017年8月14日16时,共获得209个余震的重新定位结果。结果显示,余震主要呈近EW向或NWW向分布,余震区长约50km,宽约17km。余震分布在主震的西侧,推断此次地震单侧破裂。余震震源深度为1～25km,其中,震级较大余震深度为8～17km。精河地震序列的余震活动随时间呈起伏状衰减,震后2天内比较活跃,此后出现较快衰减。随时间推移,余震区呈现中西部衰减慢、东部衰减快的特点。此次地震震中距2011年精河5.0级地震震中21km,相比2011年精河地震,其震源更深,震级更大,但震源机制解相近,均为逆冲型。结合区域构造背景分析认为,库松木契克山前断裂为此次地震发震构造的可能性较大。     

2019年甘肃张掖M5.0地震余震序列重定位

本文使用祁连山主动源台网和甘肃省数字测震台网记录到的地震资料,应用双差定位方法和遗传算法对2019年甘肃张掖M5.0地震及其余震进行重定位,获得了30个地震事件的重定位结果,双差定位显示主震位置为38.502°N,100.254°E,震源深度14.7 km。重定位结果显示余震分布在昌马—俄博断裂,较为集中,震源深度主要分布在5～15 km范围内,余震序列沿SW—NE向空间分布。     

云南漾濞6.4级地震灾情快速评估

震后开展灾情快速评估工作可为政府部门确定重点救援区域、部署救援队伍、调配救援物资等应急处置提供重要的信息决策支撑.基于云南新研制的地震灾害快速评估系统,完成了2021年5月21日云南大理漾濞县6.4级地震灾情快速评估及科技保障任务.实际应用结果表明:经过升级优化的地震快速评估软件,在系统稳定性、运算效率、应急产品丰富度...     

甘肃夏河5.7级地震应急处置及抗震防灾启示

2019年10月28日甘肃省甘南州夏河县发生5.7级地震。文章从地震应急处置、信息报送与共享、灾情调查与烈度评定、震情监视与趋势判定、应急宣传与舆情引导等方面阐述了该次地震的应对过程和工作成效,通过实地考察对该次地震的震害特点进行了分析,编制了地震烈度图,为灾害损失评估、救援救助和灾后重建提供了依据。从加强农村抗震设防管理、完善防震减灾技术服务、强化防震减灾知识普及、加强地震应急准备等方面获得了抗震防灾启示并提出了相应建议。     

基于手机位置数据的四川九寨沟7.0级地震人流分析

2017年8月8日四川九寨沟7.0级震后,浙江省地震局利用大数据采集了1031.99万条手机位置记录和4.46万个空间格网位置。本文结合24hr连续定位的手机数据,使用手机位置数据分别对九寨沟灾区人口从时间和地理维度上进行了量化分析,估计了多维人口分布的偏差,同时,探讨了剔除微观误差数据用户来估算灾区通讯基站退服分布的方法。该项工作为震后快速获取灾区人口实时动态分布提供了有效途径,同时也为地震灾害评估提供了较准确的依据。     

Relocation of the M 8.0 Wenchuan earthquake and its aftershock sequence

We relocated M8.0 Wenchuan earthquake and 2706 aftershocks with M⩾2.0 using double-difference algorithm and obtained relocations of 2553 events. To reduce the influence of lateral variation in crustal and upper mantle velocity structure, we used different velocity models for the east and west side of Longmenshan fault zone. In the relocation process, we added seismic data from portable seismic stations close to the shocks to constrain focal depths. The precisions in E-W, N-S, and U-D directions after relocation are 0.6, 0.7, and 2.5 km respectively. The relocation results show that the aftershock epi-centers of Wenchuan earthquake were distributed in NE-SW direction, with a total length of about 330 km. The aftershocks were concentrated on the west side of the central fault of Longmenshan fault zone, excluding those on the north of Qingchuan, which obviously deviated from the surface fault and passed through Pingwu-Qingchuan fault in the north. The dominant focal depths of the aftershocks are between 5 and 20 km, the average depth is 13.3 km, and the depth of the relocated main shock is 16.0 km. The depth profile reveals that focal depth distribution in some of the areas is characterized by high-angle westward dipping. The rupture mode of the main shock features reverse faulting in the south, with a large strike-slip component in the north. Supported by the Basic Research Project of Institute of Geophysics, China Earthquake Administration (Grant No. DQJB08Z03)     

2019年12月26日湖北应城M4.9地震震源参数及余震活动性研究

2019年12月26日湖北应城发生M4.9有感地震,其震感波及武汉大部分地区。为了分析该地震的发震构造及余震活动性,本文利用波形拟合方法测定了不同速度模型下该地震的震源机制解和矩心深度,并用Bootstrapping抽样反演技术评价反演结果;此外,利用模板匹配技术匹配主震和目录余震波形,获取了更为完整的余震目录。结果显示,应城地震以走滑为主,矩心深度7.5km左右,矩震级M_W4.67;应城地震有1个前震和17个余震,余震序列缺少M2~4事件,表明应城地震为孤立型地震,M2以下地震的b值为0.8。     

Relocation of the MS5.7 Earthquake Sequence in Songyuan, Jilin Province, 2018 and the Analysis of Its Seismogenic Structure

The 2018,Songyuan,Jilin M_S5. 7 earthquake occurred at the intersection of the FuyuZhaodong fault and the Second Songhua River fault. The moment magnitude of this earthquake is M_W5. 3,the centroid depth by the waveform fitting is 12 km,and it is a strike-slip type event. In this paper,with the seismic phase data provided by the China Earthquake Network, the double-difference location method is used to relocate the earthquake sequence,finally the relocation results of 60 earthquakes are obtained. The results show that the aftershock zone is about 4. 3km long and 3. 1km wide,which is distributed in the NE direction. The depth distribution of the seismic sequence is 9km-10 km. 1-2 days after the main shock,the aftershocks were scattered throughout the aftershock zone,and the largest aftershock occurred in the northeastern part of the aftershock zone. After 3-8 days,the aftershocks mainly occurred in the southwestern part of the aftershock zone. The profile distribution of the earthquake sequence shows that the fault plane dips to the southeast with the dip angle of about 75°. Combined with the regional tectonic setting,focal mechanism solution and intensity distribution,we conclude that the concealed fault of the Fuyu-Zhaodong fault is the seismogenic fault of the Songyuan M_S5. 7 earthquake. This paper also relocates the earthquake sequence of the previous magnitude 5. 0 earthquake in 2017. Combined with the results of the focal mechanism solution,we believe that the two earthquakes have the same seismogenic structure,and the earthquake sequence generally develops to the southwest. The historical seismic activity since 2009 shows that after the magnitude 5. 0 earthquake in 2017,the frequency and intensity of earthquakes in the earthquake zone are obviously enhanced,and attention should be paid to the development of seismic activity in the southwest direction of the earthquake zone.