新一代区域地震灾害快速评估系统设计与实现——以甘肃省为例

破坏性地震发生后,地震灾情快速评估作为地震应急指挥技术系统中的核心模块能够为各级政府和应急管理部门地震应急指挥决策提供重要的信息服务,是地震应急救援与指挥决策重要的支撑平台。随着学者对地震应急领域几十年的研究,已经具备了开发新一代地震灾害快速评估系统的条件。本文基于甘肃省分震级地震烈度衰减模型、分区域的地震灾害人员伤亡评估模型、地震应急专题图设计等研究基础,研发了新一代甘肃省地震灾害快速评估原型系统,实现了软件自动触发、分震级地震影响范围估计、分区地震灾害人员伤亡计算,自动生成地震灾情评估报告,提高了系统的自动化水平和计算结果的精度。该软件能够提升甘肃省地震灾害快速响应能力,能够为甘肃省地震灾害应急救援和指挥决策提供更为科学可靠信息服务。     

区域房屋震灾脆弱性模拟评估系统

以中国县级尺度房屋结构数据库为基础,基于B/S（Browser/Server）架构,利用地震烈度图、地震烈度与房屋受损关系研究成果,构建了区域房屋震灾脆弱性模拟评估系统,实现了对各区域在不同等级地震发生时的房屋受损、受灾人口等情况进行模拟评估,分行政区和地震烈度区对灾害损失进行各种统计与GIS可视化表达,以及根据损失情况对灾害影响区进行脆弱性等级划分等功能。基于B/S架构的系统便于系统的应用普及,将进一步促进研究成果向应用的转化。本系统的构建将为从全国尺度和区域尺度把握房屋震灾脆弱性,以及制定各地区的防灾、减灾规划和灾后应急对策提供有效支撑,并为实现灾害防治的信息化管理提供参考。     

基于综合震害指数的玉树地震烈度遥感评估研究

本文概述了地震烈度遥感评估的思路和方法,给出了遥感综合震害指数、地面等效震害指数计算的模型和地震烈度估计方法。利用2010年青海玉树7.1级地震发生后获取的主要地震灾区玉树县城区结古镇高分辨率航空遥感影像及其遥感震害解译结果和震后地震现场震害遥感比对科学考察成果,进行了结古镇的地震受灾程度和地震烈度的遥感评估。综合分析表明,玉树县城区遥感评估的地震烈度为IX度,与地面调查确定的地震烈度一致。文章最后对结果进行了讨论,表明遥感方法对应急烈度评估具有实用价值。     

地震烈度快速评估研究现状与分析

对烈度快速评估的相关问题的研究现状进行了阐述和分析,包括地震烈度评定标准、烈度衰减规律、地震烈度与地震动参数之间定量关系、地震烈度速报系统及仪器烈度等.讨论了在强震观测台网密集、比较稀疏以及无法实时和近实时获取震后强震资料等情形下,进行烈度快速评估的方法以及尚需解决的问题.目前我国大部分地区强震观测台网较为稀疏的情况下,采用基于地震学的地震动合成方法估计地震烈度分布是进行烈度快速评估较为合适的方法,进行相关研究对震后救灾部署和震灾评估具有重要意义.     

向导式遥感震害评估系统研制

依托国家科技支撑计划重点项目子专题,在总结、归纳已有震害评估系统处理方式、流程及优缺点的前提下,研究了符合实际工作状况的遥感震害评估系统.该系统集成了基于ENVI/IDL、ERDAS开发的影像处理模块,可辅助提取高分辨率遥感影像中房屋倒塌、道路损毁、滑坡、泥石流、堰塞湖等震害信息.尤其是面向对象分类模块,对遥感影像各种特征进行了综合处理.基于ArcEngine开发的空间数据管理与分析模块,可处理道路空间位置分布、地震烈度划分、行政区划及属性等信息.并实现了对各模块向导式的流程化调用,有效提高了震后灾害评估工作的效率.该系统已在地震应急工作中发挥了有力的作用.     

四川汶川8级大地震灾害损失快速评估研究/

地震发生之后,在没有开展地震现场调查之前,迅速对地震造成的人员伤亡、直接经济损失等进行评估,对地震应急救援决策非常重要．本文叙述了基于宏观经济指标的地震灾害损失评估方法,根据我国1989——2004年地震现场灾害损失调查资料重新确定的地震易损性模型,给出了汶川8级大地震发生后依据估计的经验地震烈度图得到的地震损失快速评估结果,并与依据现场调查确定的地震烈度分布图给出的地震损失评估结果进行了比较．表明根据近20年我国实际地震震例确定的地震易损性模型具有较好的适用性,损失评估结果的最大不确定来自于对地震影响场的估计．      

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.     

烈度快速评估中的实时修正方法研究

地震灾情是应急救灾的首要信息,烈度分布是估计灾情的重要基础。为能更合理地进行烈度快速评估,本文提出了一种改进的椭圆烈度衰减模型,即建立椭圆长轴半径和短轴半径长度矩阵,并通过历史资料回归得出半径长度矩阵的初始值,而后根据现场调查数据,采用基于LMS算法的修正方法实时对半径长度矩阵进行修正,画出地震烈度等震线图,称之为地震烈度衰减的矩阵模型,并以1996年丽江7.0级地震为算例验证了本文模型的实用性。     

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。     

地震灾害应急协同技术平台应用效能评估

根据地震灾害应急协同技术平台的保障条件、功能架构、性能指标、成果产出和实震检验等方面的应用情况和特点,采用德尔菲法从影响地震灾害应急协同技术平台状态和应用效能的诸多因素中,梳理出3项准则层指标、13项子准则层指标和52项具体指标,构建应用效能评估指标体系,并运用层次分析法确定各层级指标相对于上一层指标的重要程度排序及权重。运用模糊综合评价法取优、良、差3个等级,以云南省地震灾害应急协同技术平台为例开展应用效能评估。评估结果表明,该平台应用效能处于中等偏上的水平。实例应用结果表明,可利用德尔菲法、层次分析法和模糊综合评价法相结合的方式进行地震灾害应急协同技术平台应用效能评估。     

川滇地区走滑型地震烈度衰减特征研究

为分析走滑型地震的烈度衰减特征, 我们搜集并整理1900年以来川滇地区的145个5级以上震例和其中70个5级以上、 破裂方式以走滑型为主的典型震例, 利用联合椭圆衰减模型, 建立该区域此类型地震烈度衰减关系。 对比已有研究成果, 结果表明, 川滇地区破裂方式以走滑型为主的地震烈度衰减速度慢于西南地区, 可能与该地区地震破裂方式、 动力学过程等有关, 但与川滇地区和中国西部的衰减规律相比没有明显差异。 本文给出的烈度衰减关系在该区域此类地震的灾害快速评估和地震应急中具有一定参考价值, 其他区域的适用性需进一步分析。     

中国大陆地震灾害分区人员死亡评估模型研究

针对现阶段地震人员死亡评估模型在评估特定区域地震时评估结果误差较大的问题,结合中国地震灾害特点、人口分布情况等,将中国大陆划分为西北、西南和大陆东部三个地区,并对各区域按照人口密度进行分级。采用多元非线性回归方法,选取震中烈度、震区面积、抗震设防烈度参数建立分区域的地震灾害人员死亡评估模型。研究结果表明,该模型在西北、西南地区的验证结果较好,适用于中国地震灾害情况,可以用于震后快速盲评估,在一定程度上能够避免评估不同震级、相同震中烈度和人口密度的地震时,出现相同结果的情况;虽然该模型在震例较少的大陆东部地区以及城市直下型地震中评估结果需要进一步改进,但为解决特定区域地震死亡评估中误差较大问题提供了思路,能够为震后应急指挥和救援提供数据参考。     

中国地震紧急救援理论研究

如何满足国家和社会对地震应急的需求,进一步发展我国的地震应急工作,是地震界面临的课题。根据目前地震应急的现状,提出了以下2个有关地震应急理论的创新点:地震速报的基本模式,新闻媒体传播地震消息模式,地震应急预案启动模式,地震考察地区性差异,地震灾害死伤的基础数据模式,地震应急期分期模式,地震应急期救援真空模式,地震应急期黑箱、灰箱、白箱模式,地震救援队伍的后勤模式,国外地震救援队到中国参加救援法规模式,地震受灾体分类模式,新建和加固农村公共建筑提高一度模式。并且给予了论述。     

改进的城市桥梁震害预测因子法研究及其应用1

本文根据对青岛市123座桥梁的考察结果，建立了与青岛市桥梁类型比例相当的国内243座桥梁的资料，并以此为对象阐述了城市桥梁震害预测因子法的研究过程，确定了桥梁易损性影响因素及其取值，给出了桥梁震害预测指标计算方法和各种破坏状态的划分依据等。最后将此方法运用到青岛市地震应急指挥系统中，对青岛市的123座桥梁进行了桥梁震害模拟。     

改进的城市桥梁震害预测因子法研究及其应用1

本文根据对青岛市123座桥梁的考察结果,建立了与青岛市桥梁类型比例相当的国内243座桥梁的资料,并以此为对象阐述了城市桥梁震害预测因子法的研究过程,确定了桥梁易损性影响因素及其取值,给出了桥梁震害预测指标计算方法和各种破坏状态的划分依据等。最后将此方法运用到青岛市地震应急指挥系统中,对青岛市的123座桥梁进行了桥梁震害模拟。     

基于地震动参数的城市建筑物震害模拟——以兰州市城关区为例

首先利用最短断层法烈度衰减模型分别模拟两次地震的地震动参数空间分布,并通过与实际地震的极震区对比,验证该模型模拟地震烈度的可靠性.然后,基于模拟的地震烈度空间分布和建筑物的结构类型、层高等信息,采用结构弹塑性时程分析方法对兰州市城关区建筑物进行三维震害模拟.研究结果表明:最短断层法是一个模拟历史地震烈度空间分布较好的模...     

基于离散灾情信息的地震烈度分布快速判定方法研究*

根据历次破坏性地震实际灾情反馈特点的分析总结,结合地震灾害的演变机理和分布特点,本文尝试利用3种基于离散灾情信息点推漫灾情分布面的方法在不同灾情获取阶段快速判定地震烈度分布。从计算原理、数据基础、方法特点和判定结果看,三种方法具有不同的应用场景。泰森多边形判定法简单、易行,可用于震后初期灾情量较少时使用,判定结果较粗糙,必须再结合震源特性、破裂过程以及地形地貌条件等对震害分布的影响进行综合判定后才能得出相对合理的震害分布预判结果;克里金插值判定法是一种基于地理统计方法的空间插值方法,对数据分布有明确要求,其判定结果对灾区范围整体把握较好,可用于已经获取一定量灾情信息但灾区情况尚未明朗时使用,其插值结果再结合地震破裂过程以及震后余震分布信息综合调整后,可作为灾害评估修正和应急决策参考;标准差距离椭圆拟合方法是基于地震烈度分布呈椭圆形的假设提出的,对数据的敏感度较高,可用于对可信度较高的或由专业途径上报的灾情信息进行拟合,其结果可作为现场灾害调查和确定最终烈度分布的参考。     

道路震害遥感提取方法现状与应急应用展望

强地震发生后, 道路是抗震救灾的生命线, 快速有效地提供灾区可通行道路的状况可为地震应急救援力量的部署提供强有力的信息支撑。 基于遥感图像的震害道路识别是遥感地震应急领域中的难点, 但对于地震应急具有无可比拟的价值。 在总结分析地震前后道路影像特征的基础上, 系统地介绍了遥感影像道路提取方法, 之后介绍了遥感震害道路评估工作流程, 重点阐述了遥感震害道路提取与评估方法, 然后综合分析了遥感道路提取在地震应急中的不足, 最后展望了未来遥感技术在震害道路提取与评估中的应用。     

天津市及邻区地震烈度衰减关系研究

本研究立足于地震应急领域,选用天津市及邻区34个震例的72条烈度等震线数据,利用最小二乘法拟合得到该地区的地震烈度衰减关系。依据椭圆模型的适用性,将震级上限定为6.5级。考虑到地震应急工作需求和邻区地震对天津辖区造成破坏的可能性,以及辖区内有感地震对社会生产、群众情绪产生的影响,研究将数据限定为天津市周边400km范围内的烈度外包线,震级下限为3.6级。通过与已有衰减关系对比,本研究结果对于5级以下地震应酌情降低烈度值,对于5级以上地震结果更合理。