突发地质灾害气象预警统计模型与应用

通过引入地质灾害潜势度,突发地质灾害气象预警统计模型解决了雨量判据法不能明确表达地质环境条件的问题,在此基础上,提出了潜势度计算、大气降雨变量设计、预警方程优化3方面的改进方法。为提高潜势度计算的准确性,增加了基于卡方检验的地质环境因子独立性判别步骤;对地质环境因子确信程度初始值和权值计算中确信程度变化量初始值设置进行了规定;并将预警模型中累计雨量修正为更为合理的有效累计雨量。在现有的预警方程的基础上提出了基于联合概率分析的预警方程,避免了其与基本地质认识和物理规律存在一定距离、方程系数的意义不明确的局限。以2009年7月2日发布的24 h雨量预报为例,计算结果表明：虽然预报区域面积从101 008 km²减小到27 553 km²,但是地质灾害点落入预报区的比例从44%增加到62%。这说明通过改进的预警模型理论上更加严密,空间准确率有所提高,空报率有所下降。     

Evaluation of earthquake signal characteristics for early warning

This paper evaluates different characteristics for earthquake early warning.The scaling relationships between magnitude,epicenter distance and calculated parameters are derived from earthquake event data from USGS.The standard STA/LTA method is modified by adding two new parameters to eliminate the effects of the spike-type noise and small pulsetype noise ahead of the onset of the P-wave.After the detection of the P-wave,the algorithm extracts 12 kinds of parameters from the first 3 seconds of the P-wave.Then stepwise regression analysis of these parameters is performed to estimate the epicentral distance and magnitude.Six different parameters are selected to estimate the epicentral distance,and the median error for all 419 estimates is 16.5 km.Four parameters are optimally combined to estimate the magnitude,and the mean error for all events is 0.0 magnitude units,with a standard deviation of 0.5.Finally,based on the estimation results,additional work is proposed to improve the accuracy of the results.     

基于累积和算法的动态变形预警模型研究

利用GPS对构筑物进行动态变形监测,获取构筑物的动态变形序列,通过卡尔曼滤波处理变形时间序列,从而削弱相关噪声的影响,提取真实的变形信号,并通过FFT处理变形信号,验证其滤波效果.在分析累积和算法的前提下,构建构筑物预警模型,分析了平均运行长度及预警阈值等相关参数的选取原则.经实测数据分析,模型能有效检测到变形发生时刻,该方法能够提高GPS进行动态变形预警的可靠性,特别是为微小变形提供一定研究指导意义.     

辽河流域土壤酸化与作物籽实镉生物效应的地球化学预警

土壤酸化及其引发的生态安全问题是公众广泛关注、全球研究的热点。辽河流域多目标区域地球化学调查结果显示：当土壤中的w(CaO+K2O)≥3.86%时,土壤对酸性沉降物具有缓冲能力;当w(CaO+K₂O)<3.86%时,则土壤对酸性沉降物的缓冲能力显著下降。利用土壤酸化缓冲能力的地球化学预测模型,对全流域土壤酸化的缓冲能力进行了预测,指出辽河流域东部,即营口-鞍山-辽阳-沈阳-抚顺-铁岭-开源的广大区域内既是土壤酸化的脆弱区,也是作物籽实Cd超标的预警区,辽河流域土壤酸化区域将进一步扩大。     

基于功效系数法的泥石流灾害预警研究

泥石流灾害破坏力巨大,预测预报泥石流发生的可能性是防灾减灾的重要手段,也是国内外学者研究的热点。基于功效系数法原理,在综合分析泥石流灾害发生的气象、地质环境影响因素的基础上,选取了山坡坡度、相对高差、植被覆盖率、沿沟松散物储量、5 d累计降雨量、最大小时雨强和当日雨量为评价因子,采用改进后的层次分析法计算评价因子的权重系数,建立了泥石流预测预警模型。以岫岩地区泥石流为例对预警模型进行检验,预测结果较好地反映了实际情况。表明基于功效系数法的泥石流预测预警模型具备较高的可靠性和实用性,研究结果为泥石流预测预警提供了一种新的思路和方法。     

通过Napa地震探析美国的地震应急

结合美国北加州纳帕(Napa)地震,系统地介绍了美国政府机关和科研机构的地震应急工作的完整流程:从地震仪接收到地震产生的P波开始,地震预警系统发出警报,到震后美国地质调查局(USGS)在线烈度调查系统(DYFI)采集民众地震烈度报告,再到地震快速评估系统(PAGER)快速估算地震伤亡和经济损失情况,发布警报级别,最后进行实时余震发震概率预测。积极利用民众力量、信息共享以及自动计算是美国地震应急工作流程的突出特点。     

城市土地空间利用评价预警调控系统的设计与实现

在土地资源紧缺等"城市病"问题愈发突出的背景下,提高土地集约利用效率是国土资源管理的重点研究方向。为支撑城市土地空间资源集约利用研究,本文在深入研究城市土地利用评价及空间演化模拟技术的基础上,基于C#.NET开发平台,结合ArcGIS Engine组件技术,研发了城市土地空间利用评价预警调控系统,实现土地空间利用评价、预警及政策仿真调控等功能,作为科学管理土地的辅助工具。本文对系统的总体需求、系统结构及主要功能设计与实现进行了阐述,以期为土地资源管理研究及相关软件研发提供参考。     

2008-2015年北京高速公路道面结冰特征分析

道面结冰是北京地区高速公路交通安全的主要危害因素。利用北京地区2008-2015年28个ROSA交通气象站的结冰数据分析了北京地区高速公路道面结冰的基本特征。结果表明：（1）北京市高速公路道面结冰空间差异显著,不同高速公路结冰特征显著不同,同一高速公路不同路段结冰特征也明显不同,这与高速公路各路段局地气候存在差异有关。（2）道面结冰主要发生在北部和东部高速公路所在路段,以小汤山西桥站、顾家庄桥站、六道口桥站和丁各庄桥站道面结冰灾害最为严重。冬季道面结冰月变化显著,11月和3月,结冰次数较少,结冰持续时间短;12月、1月和2月结冰次数多,结冰持续时间长。（3）持续时间越长的结冰过程结冰次数越少。不同持续时间的结冰过程在各时段的结冰次数和累积结冰时长均存在明显差异,两者在各时刻的演变特征基本相同,峰值均出现在22：00,且在00：00之后呈明显减少趋势。（4）大部分站点慢车道比快车道更容易结冰,少部分站点快、慢车道结冰率近似,有的站点甚至快车道结冰率远高于慢车道。快、慢车道水或覆盖物厚度与交通站点所处位置的局地气象条件密切相关。（5）气温、道面温度和大地温度与水或覆盖物的厚度变化呈反相位,即温度越低,水或覆盖物的厚度越大。这可为北京地区道面结冰预报预警方法的开展提供着眼点和依据。     

广州金沙洲岩溶地面塌陷灾害预警预报研究

受武广客运专线金沙洲隧道施工抽排大量地下水的影响, 2007—2012年广州金沙洲发生了大规模岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害,造成了重大经济损失。为防治地质灾害,采用综合地质调查、地下水位监测、地面沉降监测、物探、钻探和试验等手段勘查和研究,建立了完善的地下水位和地面沉降监测网络。在此基础上,根据地质环境条件、岩溶发育程度和地质灾害分布特征进行岩溶塌陷易发性分区,选择地下水位变化量和地面沉降量这两个与岩溶塌陷最直接、最敏感和最重要的参数,从预警预报参数选择、时间尺度选取、判据分析计算、预警预报方法、模型系统的建立等方面进行研究,选取临界日综合地下水位变化量和临界日综合地面沉降量作为预警预报判据,结合三维地质结构模型建立岩溶塌陷预警预报模型系统。成功地预警预报了两起岩溶地面塌陷,取得较好的预报效果,说明该岩溶地面塌陷预警预报模型系统实用、有效,为金沙洲防灾减灾提供地质科学依据,为当地的社会稳定和经济可持续发展提供技术支撑。     

基于非对称传感器的地震预警与烈度速报综合用烈度仪

对典型的地震预警与烈度速报方法进行分析,提出了基于非对称传感器的地震预警与烈度速报综合用烈度仪,其由非对称结构的三分量传感器和基于ARM嵌入式系统的专用数据采集器组成。经过测试,该地震烈度仪的专用数据采集器具有大于107 dB的动态范围;其非对称三分量传感器结构中,所选的单分量B类传感器的加速度误差小于0.8%,动态范围大于105 dB,而所选的三分量C类传感器的加速度误差小于5%,动态范围大于61 dB。该地震烈度仪的各项指标均满足地震预警与烈度速报综合应用的各项技术要求,且功耗低、成本低,适合于高密度布设。