结合纹理和形态学特征的高分遥感影像建筑物震害信息提取

为提高震害信息获取时效性,对基于我国国产高分遥感影像的建筑物震害信息提取方法进行深入研究,本文以2017年5月11日新疆塔县M_S5.5地震为例,利用该地震前后极灾区高分遥感影像,利用结合纹理和形态学特征的方法进行了建筑物震害信息提取,通过变化检测分析获取了极灾区建筑物震害信息,并与基于像元级和基于目标级的信息提取结果进行对比,采用震后无人机影像目视解译结果对本文结果进行了精度验证。结果表明:通过缩减研究区范围可大力提高数据提取精度和速度;运用灰度共生矩阵、二值化、数学形态学等方法对影像进行迭代运算,能较好地提取高分遥感影像中的建筑物信息;通过对地震前后建筑物提取结果进行变化检测分析,能够有效地提取完全倒塌的建筑物,信息提取总体精度为90.45%,比基于像元级和基于目标级信息提取结果的精度分别提高了5.78%和5.23%,可为震后快速确定人员压埋点、部署救援力量提供决策依据,提高地震应急救援的时效性。      

基于高分卫星遥感影像的地震应急滑坡编目与分布特征探讨——以2017年8月8日九寨沟7.0级地震为例

地震应急是减轻地震灾害的重要途径之一。地震应急工作具有时间紧迫、事关重大的特点。2017年8月8日四川九寨沟M_S7.0级地震发生后,为快速、准确地提供地震引发的滑坡灾害分布,本研究基于震后第一天获取到的高分辨率遥感影像（高分二号卫星影像、北京二号卫星影像）,通过人工目视解译的方法初步建立了四川九寨沟地震滑坡编目。结果表明,该地震至少触发了622处同震滑坡,分布在沿使用影像边界框定的面积为3919km2的区域内。本研究还利用这个地震滑坡编目,统计了九寨沟地震滑坡数量和滑坡点密度（LND）与地形（坡度、坡向）、地震（地震烈度、震中距）等因素的关系。结果表明九寨沟地震滑坡多发生在坡度为20°—50°的区域内,滑坡的易发性随着坡度的增加而增加。受地震波传播方向的影响,E、SE向是地震滑坡较易发生的坡向。滑坡的易发程度和地震烈度呈正相关,即随着烈度的增大,滑坡易发性增大。滑坡易发性还随着震中距增加而降低,这是由于地震波能量随震中距的增加而衰减导致的。     

Newmark方法在芦山地震诱发滑坡分布预测研究中的应用

对于地震滑坡灾害而言,进行地震滑坡危险区划是降低损失的有效手段之一.因此,地震滑坡危险性预测方法的研究成为这一领域的热点.2013年4月20日芦山地震诱发了大量的滑坡崩塌,造成了严重的人员伤亡和社会经济财产损失.文中通过对地震灾区震后航片、遥感影像等的解译,初步获得此次地震诱发滑坡的分布概况.在芦山地震灾区的地形和岩性分析的基础上,基于Newmark物理平衡模型,对该区的潜在地震滑坡危险区进行了分析预测,通过对比本研究获得的潜在滑坡区域预测结果与解译的滑坡分布情况,表明Newmark模型是一种有效的地震诱发滑坡预测分析方法.进一步探讨了不同滑坡影响范围估算方法的差异,认为震级与产生滑坡最远距离之间的关系是一种较好的估算方法.     

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MDT的地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法研究

如何预测地震滑坡道路可通行性空间分布是快速评估中的一个难题,为解决这一问题,本文提出一种基于MDT的地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法。该方法包括3个步骤:(1)定制路段单元,将路段作为地震滑坡道路可通行性评估的基本单元,利用GIS将评估区内的道路划分成路段,制作每条路段两侧180m的缓冲区;(2)对路段进行地震滑坡属性赋值,统计各缓冲区范围内不同地震滑坡敏感性水平的像元数量,将统计结果作为对应路段的地震滑坡属性;(3)路段可通行性空间分布推断,利用MDT模型计算道路可通行性,最后进行地震滑坡道路可通行性空间分布制图。利用该方法对我国2008年汶川M_S8.0、2014年鲁甸M_S6.5和2012年彝良M_S5.6、M_S5.7地震灾区进行研究。其中,汶川地震灾区用来进行地震滑坡道路可通行性空间分布快速评估方法的建立和方法有效性的评价,鲁甸地震灾区和彝良地震灾区则用来对所建立方法在相似区域可移植性的评价。通过计算P值来检验模型的统计学显著性,并通过计算kappa值来评价模型反演结果与实际情况的一致性。...     

基于遥感震害指数的尼泊尔地震综合烈度评估研究

2015年4月25日在尼泊尔廓尔喀县发生的8.1级地震及后续强烈余震,造成尼泊尔北部严重的人员伤亡和财产损失,灾区建筑物倒塌损失严重。本文利用现场震害调查资料和高分卫星遥感影像,开展建筑物震害遥感解译,得到各个遥感解译点的遥感震害指数,结合现场调查点评估的烈度拟合了遥感震害指数-实际震害指数转换关系,再根据遥感震害指数估计了全部解译点的震害指数及地震烈度。估计的烈度与现场调查结果对比显示出较好的一致性,研究结果为该地区今后发生地震提供了可借鉴的遥感评估震害指数转换模型。     

2013年四川省芦山“4.20”7.0级强烈地震触发滑坡

2013年4月20日,四川省芦山县发生了MS7.0地震.文中简要介绍了芦山地震的基本情况与芦山地震区历史地震及其相关地震滑坡情况.依据2008年汶川地震滑坡与地震动峰值加速度(PGA)的空间关系,对芦山地震滑坡大体分布范围进行了推测.根据地震滑坡分类学,将芦山地震滑坡分为破坏型滑坡、连贯型滑坡、流滑型滑坡3大类.其中,破坏型滑坡包括岩质崩塌、岩质滑动、岩质崩滑、土质崩塌、土质滑动等5类;连贯型滑坡包括土质坍塌与慢土流2类;流滑型滑坡为快速流滑.破坏型滑坡如岩质崩塌、岩石滑动、土质崩塌这3类是芦山地震滑坡中最常见的类型.基于震后可利用的高分辨率航片,初步解译得到3 883处滑坡位置点数据.最后,从余震对滑坡的影响,芦山地震滑坡与邻区地震滑坡对比分析,对后续基于高分辨率遥感影像的滑坡精细解译的启示等3个方面开展了分析与讨论.     

2016年1月21日青海门源6.4级地震的发震机制探讨

2016年01月21日青海省门源县发生6.4级地震,地震现场考察的震害分布椭圆长轴走向120°N—140°E.震后0.8 m高分遥感影像与震前高分影像的对比解译结果表明,本次地震导致大于23处较集中的崩塌滑坡,它们的空间分布表现出震中北侧多于南侧,分布点总体形态呈NNW向延展的平面特征.区域断裂几何展布和活动性质的高分遥感解译和野外考察研究表明,冷龙岭断裂水平运动分量占绝对优势,如果本次地震发生在该断裂上,不应为纯逆冲性质.震中区域活动断裂的精细研究发现在冷龙岭北侧发育一条走向约为140°的活动断裂,该断裂在高分影像上地表为北倾,该断裂与多家机构的震源机制解节面Ⅰ走向非常相近.本次地震的余震分布总体长轴方向与冷龙岭断裂相差约20°,而与最新发现的冷龙岭北侧断裂走向相近.综合以上多方面资料,认为冷龙岭北侧断裂极有可能是本次地震的发震断裂.综合余震分布在深部的展布特征,主震的震源机制解,发震断裂在地表的几何展布特征和活动性质,再结合震区附近大地电磁测深等地球物理资料,建立了发震机制模型,认为本次地震是2008年于田7.4级地震、2014年于田7.3级地震后,青藏高原块体向北东方向推挤生长过程中发生的一次地震事件.     

滑坡编目:地震滑坡危险性分析中必不可少的部分

详细精确的滑坡编目是地震滑坡危险性分析工作中必不可少的一部分。理想的编目要满足如下条件:覆盖整个地震影响区;应包含所有可调查到的滑坡,滑坡的最小长度应小至1～5m左右;编目中的滑坡位置也必须准确,应使用能够反应它们真实的平面形状的区要素来表征。符合上述要求的滑坡编目可以用来进行地震滑坡危险性分析和其他的定量分析研究。详细的地震滑坡编目可以追溯到1960年代初的航空摄影技术的出现与应用。近年来,随着空间技术科学的进步,高分辨率卫星影像获取成为可能,从而使得除最小的滑坡之外可以识别并绘出所有由地震事件触发的滑坡。得益于遥感技术的这种可以观测到地球任何地方的能力,我们可以获取到任何大量地震滑坡发生区域的遥感影像。然而,随着高分辨率遥感影像时代的到来,地震滑坡编目数据不完整也成为当前研究中的一个普遍存在的问题。     

一种适用于黄土斜坡地震稳定性快速评估的综合判别方法——以宁夏西吉县为例

选取宁夏西吉县为目标区,对区内1920年海原8.5级特大地震所诱发的347处黄土地震滑坡进行野外调查,获取了详实的基础数据.在此基础上结合遥感影像解译,总结了研究区内黄土地震滑坡的分布特征,并依此提出了宏观、定性的黄土斜坡地震稳定性快速判别方法.基于分布特征选取了坡高、坡角、坡向及地震动强度作为基本参数,应用MLP神经...     

2010—2016年南北地震带岩石圈磁场变化分析

利用小波分解对2010—2016年南北地震带(21°N—37°N,97°E—109°E)区域6期岩石圈磁场年变化数据进行处理,并对2011年6月以来该区域发生的M_S≥5.0强震震中区的岩石圈磁场变化空间分布及时间演化特征进行了系统分析。结果显示:震级与岩石圈磁场ΔX,ΔY,ΔZ分量变化的相关系数分别为0.26,-0.26,0.15,即二者无显著相关性;震中处岩石圈磁场分量变化的最大幅值分别为18.46,14.98,-15.54 nT。对岩石圈磁场变化进行小波分解的结果表明:MS7.0地震前两年出现显著基底异常,其尺度可能达到上千千米;M_S6.0地震前一年也出现显著基底异常,但异常尺度较小;M_S5.0地震前尚未观测到明确的基底或中层异常。     

藏北改则县别若则错活动断裂的发现及其地质意义

由于调查研究资料有限,目前对藏北高原内部近EW向的伸展变形样式和具体调节机制一直存在诸多争议。最新开展的地表调查在藏北高原西部的别若则错新发现了1条长约20km、走向近NNW的走滑断裂。该断裂表现出断塞塘、水系错动及断层崖等典型的走滑断裂变形标志。水系错动及构造地貌显示,别若则错断裂是以右旋走滑运动为主、兼具明显正断分量的张扭性断层,是高原内部近EW向伸展变形的产物。通过与羌塘古大湖进行对比分析,认为该断裂错断的最新地貌体是晚更新世的冲洪积扇,未错断全新世扇体,且断崖坡角已显著变缓,表明其最新活动时间可能为晚更新世。综合分析地表调查和遥感影像的错断位移恢复结果,发现最新一次断裂活动的最大右旋走滑位移约2～3m。晚更新世早—中期冲洪积扇体的累积最大右旋走滑位移约44m,垂直错动约2m,由此推测该断裂晚第四纪以来走滑速率约1mm/a,显示弱走滑变形特征。别若则错断裂近NNW的走向与印度和欧亚板块碰撞的主压应力轴(σ1)的夹角约30°,而已发现的区域性共轭走滑断裂与σ1呈约60°～75°的较大夹角,两者显著不同,表明藏北地区共轭走滑断裂带的组合方式可能存在不同的样式:一种是钝角,可能与拉萨和羌塘地体内的剪切作用或块体挤出有关;另一种是锐角,可能代表着新生破裂特征,推测其可能与高原内部近SN向正断层的N向的延伸有关,其成因机制仍需进一步研究。     

长江流域碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪研究进展

长江的演化对于了解现代亚洲地貌格局的演变,以及探讨河流发育对构造隆升和季风演化的响应均具有十分重要的意义。前人已采用多种方法厘定长江的演化历史,但对长江贯通时限等问题仍存在较大的争议。目前物源示踪是进行河流演化研究的重要方法之一,其关键在于选取的示踪剂能够有效地代表源区信息并能准确定年。锆石的封闭温度高,可十分稳定地记录源区信息,且在河流中广泛存在,采集样品方便,锆石U-Pb年代学分析方法成熟,因而广泛应用于长江流域物源示踪研究。但长江流域面积广泛,流经的地质单元岩性复杂,流域内热历史信息丰富,这导致单纯利用该方法进行物源示踪研究面临诸多亟待解决的问题。文中在国内外研究资料的基础上,基于从"源"到"汇"系统的研究思路,通过对比分析,指出基于碎屑锆石U-Pb年代学进行长江流域物源示踪研究的局限性以及需要注意的问题。     

武汉地区第四纪磁性地层

武汉地区90%为第四系所覆盖,但目前针对第四纪年代地层的研究严重滞后。文中在武汉市城市地质调查施工的数百个钻孔中选择了地层发育齐全、适于进行磁性地层研究的SK2钻孔进行了古地磁极性测试和分析,并重点对SK2钻孔进行了磁性地层的划分,初步建立了武汉市第四纪磁性地层的年代序列。结果表明,SK2钻孔的布容与松山(B/M)界线位于孔深约29. 6m处,其古地磁年龄约0. 78Ma;松山反向带中的正极性亚时贾拉米洛(Jaramillo)、奥杜威(Olduvai)、留尼汪(Reunion)Ⅱ分别位于孔深38. 2～39. 8m、66. 5～71. 9m和75. 8～78. 4m处。依据磁性地层结果对研究钻孔进行了第四纪地层划分,SK2钻孔的1. 2～14. 1m为上更新统,15～29. 6m为中更新统,29. 6～78. 8m为下更新统。计算SK2钻孔地层的沉积速率后发现,古地磁年代1. 47～1. 57Ma BP和1. 07～1. 21Ma BP为2个沉积速率相对增大的阶段。     

不同减隔震措施下平板支座抗震性能试验研究

为探究不同减隔震措施对短边距混凝土网架平板支座的抗震性能和破坏模式的影响,分别针对不同混凝土边缘距离以及采用不同减隔震措施的四个平板支座缩尺试件进行拟静力加载试验,对平板支座破坏模式、滞回曲线、箍筋应变进行分析。试验结果表明:平板支座的运动伴随着平动和转动。当混凝土边距不足时,边缘混凝土在压剪作用下,会发生冲切破坏。开长孔支座能较好的释放水平位移,并且对锚栓约束较弱,使其受力较小,从而减轻了边缘混凝土的受力。对采用橡胶垫板的支座,混凝土边缘未发生破坏,原因是橡胶垫具有良好的变形能力,可以释放支座的位移和转角,使得边缘混凝土受力较小。因此,针对混凝土边缘距离较短的平板支座节点,为防止混凝土发生边缘破坏,可采用开长孔支座,但需要对孔长进行合理的设计。采用橡胶垫支座也可避免混凝土发生边缘破坏,橡胶垫板可按照我国相关设计规范进行设计。     

近场水平地震动选取原则及脉冲型水平地震动弹性谱特性研究

以近40年来世界范围内发生的20次地震总计800条水平地震记录为基础,从加速度反应谱入手,研究震中距、PGV/PGA比值及震级对水平加速度反应谱特性的影响,提出了一种同时考虑震中距、PGV/PGA比值及震级3个指标的近场地震动选取方法。然后对选取的脉冲型水平地震记录作加速度反应谱研究场地类别、震级、PGV/PGA比值等因素对脉冲型水平地震动反应谱特性的影响。研究表明:(1)PGV/PGA>0.2、震中距D<20 km、6.50.2、震中距207.0作为中远场脉冲型地震动的选择原则需要进一步研究。(3)震级M_w>7.0时脉冲型地震动反应谱谱值在中长周期范围内明显增大。(4)PGV/PGA>0.2时脉冲型地震动平均谱谱值在中长周期范围内明显增大。     

层状饱和场地中圆柱形基础的阻抗函数

本文利用间接边界元法,建立层状饱和场地中三维土-基础动力相互作用模型,研究了孔隙中流体的存在、场地动力特性和圆柱形基础的高度对基础阻抗函数的影响。数值结果表明,孔隙中流体的存在对基础阻抗函数有明显的影响,尤其是水平和竖向分量;场地动力特性也对基础阻抗函数有明显的影响,层状饱和场地中阻抗函数围绕相应均匀半空间结果振荡,且基岩与土层刚度比越大或土层厚度越小,振荡的幅度越大,土层厚度越小,振荡的周期越小;另外,基础高度也对阻抗函数有明显的影响,随基础高度增大,阻抗函数逐渐增大。     

框架结构的输入地震动记录调幅方法试验研究

为了确定框架结构弹塑性时程分析时输入地震动记录的调幅方法,本文利用一个1/40比例的框架结构振动台试验研究了四种地震动记录调幅方法的适用性。利用四种地震动记录调幅方法对20条地震动记录调幅,通过振动台依次输入不同周期的框架结构中,通过分析结构顶层的层间位移角和最大加速度两个参数的变异系数,确定最适宜此种结构体系的地震动记录调幅方法。研究表明,当结构的基本周期可以准确确定时,利用S_a(T_1)调幅方法得到的地震动记录引起结构响应的离散程度最小;当结构的基本周期不确定时,利用MIV调幅方法得到的地震动记录引起结构响应的离散程度最小;当周期有30%的变化时,ASCE调幅方法引起结构的最大加速度的变异系数波动不大,相对比较稳定;无论何时PGA调幅方法得到的变异系数都是最大,表明此法得到的离散程度最大。建议在对框架结构进行时程分析时,对于确定性周期的结构采用S_a(T_1)调幅方法,对于不确定性周期的结构采用MIV调幅方法,ASCE和PGA调幅方法不宜采用。     

阿尔金断裂南侧弧形地貌单元成因及其构造意义

巨型左旋走滑的阿尔金断裂是青藏高原的北部边界,在印度-欧亚板块碰撞过程中起重要的调节作用,控制着青藏高原东北部的构造演化,认识其活动演化对理解青藏高原的构造变形过程和机制具有重要意义。阿尔金断裂南侧存在一系列弧形地貌单元,知晓这些弧形带是原始弧形弯曲还是后期由于阿尔金断裂左旋走滑拖曳而形成的,对认识阿尔金断裂的构造演化具有重要意义。文中在前期阿尔金断裂南侧柴西英雄岭和柴北缘2条弧形带不同部位已开展的精细古地磁旋转变形研究的基础上,综合研究区和阿尔金断裂附近已有的古地磁旋转变形研究结果和弧形带几何形态学等其它地质证据,分析发现这2条弧形带的几何学特征是由其不同部位发生旋转变形所导致的,且旋转变形与该时段阿尔金断裂的快速左旋走滑活动密切相关。通过上述工作,更加全面地了解了阿尔金断裂新生代2阶段的走滑特征,进一步限定了阿尔金断裂早渐新世以来左旋滑移量,以柴西段为参照系滑移量至少约350～430km,以柴北缘段为参照系至少约380～460km,平均滑移速率至少约10. 6～13. 9mm/a。     

宗务隆山南缘断裂构造地貌特征与晚第四纪滑动速率

宗务隆山南缘断裂位于柴达木盆地东北缘,是祁连山南缘与柴达木盆地的边界逆断裂,对其晚第四纪活动性进行研究对于理解祁连山地区应变分配模式以及该地区断裂向柴达木盆地内部的挤压扩展过程具有重要意义。文中通过遥感影像解译和野外地质调查,结合GPS地形剖面测量以及宇宙成因核素与光释光定年,对宗务隆山南缘断裂拜京图和蓄集乡等段落开展了详细的研究。综合分析拜京图和蓄集乡地区不同期次洪积扇的垂直位错以及相应地貌面的年龄,得到宗务隆山南缘断裂晚第四纪以来的平均垂直滑动速率为(0. 41±0. 05) mm/a,水平缩短速率为0. 47～0. 80mm/a,约占祁连山地区地壳缩短速率的10%。这些结果有助于进一步理解祁连山地区的应变分配模式以及柴达木盆地北缘地区的构造变形机制。