地震应急全时程灾情汇聚与决策服务技术研究

针对震前灾情难以预估,震后灾情获取缓慢且碎片化,灾情评估误差较大,决策支持不到位,灾情服务缺位等科学问题,综合考虑震前应急准备和灾后应急处置场景,重点研究全时程灾情与决策信息获取和分析手段,震后灾情信息实时汇聚与融合技术,震后基于致死性和易损性相结合的损失综合分析技术,不同区域辅助决策支持要点,面向多用户灾情信息服务产品可视化生成技术,建立灾情推送与信息准实时服务平台及终端,构建基于云架构的智能化、可视化地震应急信息全流程服务平台,开展应急协同服务示范,实现7级以上大地震灾情信息全时程服务。该项目将丰富地震灾情信息获取手段,形成涵盖灾情收集、信息速报、监测预警、分析评估、智能协同和动态发布等地震应急全过程技术平台,提升地震应急信息服务能力,对快速、科学施救具有重要意义。      

准实时地震灾情综合评估系统的研发

震后如何快速获取灾区震情信息、准确评估地震灾情,是震后应急救援的关键问题。本研究从县市地震灾害应急救援需求出发,开发了准实时地震灾情综合评估系统,基于MEMS强震台网的强震观测数据、县域承灾体基础数据和手机终端获取的震后地震现场实时灾情信息,综合采用承灾体地震易损性分析方法和灾情动态修正算法,实现了县市地震灾区灾情准实时评估,为灾区地震应急指挥、救援和辅助决策提供科学依据。     

地震应急信息汇聚与发布平台构建

针对震后灾情获取缓慢且碎片化、决策支持不到位、灾情服务缺位等问题,探讨了地震应急信息汇聚与发布平台的设计与构建,运用大数据、云计算技术,汇聚破裂过程、快速评估、辅助决策等各类地震应急产出,实现了各类地震应急信息的自动汇集、全流程模型计算、综合展示等功能,在地震灾情决策支持及地震应急信息服务中发挥了重要作用。     

基于无人机热红外遥感数据的地震倒塌房屋提取

遥感技术具有高效、快速获取大范围地表信息的能力,因而被广泛应用于建筑物分布和高度等参数的获取,以及震后灾情快速获取等工作,如震后倒塌房屋的研判和提取、震后滑坡、堰塞湖等次生灾害的识别等.但是,目前常用的可见光遥感技术无法在夜间获取信息.为了提高震后夜间获取灾情信息的能力,文中以北川地震遗址作为研究区,尝试利用无人机获取热红外遥感数据,并进行倒塌房屋的提取研究.将可见光遥感数据提取的倒塌房屋作为真值进行对比,发现热红外遥感数据可用于夜间倒塌房屋的识别,其总体精度为0.86,其中3种破坏类型房屋的用户精度都在0.8以上.     

基于微博数据挖掘的九寨沟7.0级地震灾情时空特征分析

2017年8月8日21时19分九寨沟发生7.0级地震,震后数小时里,大量与地震相关的信息广泛传播,互联网社交媒体高度关注,九寨沟地震成为最热议话题。本文以新浪微博为例,获取了距震中200km范围内震前、震后24h的微博数据,通过对数据清洗、分类和挖掘,分析了此次地震微博的数量、灾情分类、词频统计、时间序列和空间分布等特征,同时与实际灾评结果进行了对比分析。研究结果表明,对震后社交媒体数据进行充分挖掘,分析提取地震灾情关键信息,有助于对灾情的宏观把握,对救灾决策部署有一定的参考意义,是解决震后灾情获取难度大、覆盖小、时效性差等问题的一种有效的辅助手段。     

SAR影像建筑物震害检测方法研究综述

合成孔径雷达(SAR)凭借其全天候、全天时的优势,在震后灾情信息的快速获取以及灾情评估上发挥着越来越重要的作用。本文分析了建筑物在SAR影像上的成像特征及不同震害等级的建筑物在SAR影像上的特点,总结了利用SAR技术进行建筑物震害检测的方法,并将其归纳为目视解译、震前震后变化检测、震后单幅影像的震害检测方法。同时分析了这些方法的特点,并对SAR建筑物震害检测方法进行了展望。     

基于微博舆情数据的震后有感范围提取研究

提出了基于微博舆情信息的震后有感范围快速判定技术框架,构建了微博舆情数据的获取方法和技术流程。根据中国地震烈度表和地震现场工作调查规范,将微博特征词与地震灾情速判指标进行关联匹配,建立微博灾情信息分类指标体系,通过自然邻点空间插值方法将离散分布的微博灾情点转化为连续分布的灾情面,形成震后灾区有感范围的时空变化特征分布图,辅助灾情快速判定。以2014年景谷6.6级地震为例,进行探索和实践。结果表明:在震后1~2 h内,微博用户活跃度高,信息量大且丰富,对信息充分挖掘有助于对灾情的宏观把握,对救灾决策部署有一定的参考意义,弥补了传统获取技术时效性差、数据量少、覆盖面小等问题。     

四川九寨沟7.0级地震微博灾情信息特征分析

通过调用新浪微博官方API的方式,获取了四川九寨沟7.0级地震震后微博信息,对获取到的数据进行了分类统计、微博词频统计与时空特征分析。统计分析结果表明:在分类统计方面,地震发生之后24h内,与地震相关微博中人的反应占比达到73%,救援行动占比达到11%,这时由于微博本身特点以及民众对救援的期望造成的。在词频统计方面,高频名词表明震后24h内微博上的热点事件,而高频动词与形容词表明民众会在震后变得焦虑和不安并通过在网上互相激励来缓解震后的不安和焦虑。时间特征表明震后0~4h内,有大量和地震相关的灾情信息会通过微博博文内容的方式发布,而随着应急救援行动的进行,在震后12h以后,民众的情绪会逐渐平复,社会及民众的关注度也随之降低。空间特征表明,由于震后通信中断与网络堵塞,微博灾情基本成点状分布,随后随着通信与网络的恢复、应急救援的进行微博灾情逐渐变为带状分布并进而趋向于形成一个面。     

基于GIS的地市级地震应急指挥技术系统设计与实现

主要介绍基于GIS的河北省地市级地震应急指挥技术系统设计与实现的总体思路、原理、系统功能。通过该技术系统能在震后第一时间获取震情信息、灾情评估报告、辅助决策信息及活动断裂、交通、人口分布等一系列专题图,为政府了解灾情和制定前期的救灾方案提供科学可靠的依据。     

基于移动大数据的地震人口热力实时获取系统实现与应用——以泸定MS6.8地震为例

震后第一时间获取震中的人口情况对于开展应急处置决策非常关键。获取海量移动互联网人口分布数据,采用分布式集群进行海量数据的实时处理和网格化,为确保震后系统能够达到秒级产出的效率,设计了多级的多策略抽稀计算并基于HeatMap实现可视化展示,震后实现秒级震中周边指定范围的热力人口数据计算和分布图的自动绘制。以泸定 M_S6.8 地震为例进行应用,体现出基于海量移动互联网用户数据获取震中人口分布的优势。     

基于遥感影像的建筑数据构建研究

在地震灾情快速评估中,基于空间分布的高精度房屋和人口数据是最重要的两组数据,其直接决定着灾情快速评估结果的准确性以及现场重点救援的目标指向。然而,高精度房屋数据的获取一直是一个难题,由于受到诸多因素的制约,至今缺少好的解决途径,这也是导致当前灾情快速评估准确性不高的主要原因之一。本文基于遥感影像和实地调查相结合,构建较高精度的房屋基础信息,更好地反映房屋和人口的实际分布情况,为提高地震灾害损失快速评估的精度和准确性奠定必要的基础。     

基于震灾图像维度分析下景观带毁损程度评估的探讨

地震灾害是所有自然灾害中破坏程度最为严重的灾害之一,当景观带遭到地震破坏时,景观带中的规则建筑结构发生改变,景观带毁损程度评估是城市避震减灾体系研究的重点内容,因此对景观带中规则建筑毁损程度研究有重要意义。为深入探讨景观带毁损程度评估的问题,基于震灾图像维度分析下对景观带毁损程度的评估方法进行尝试。根据规则建筑震灾图像质量,按图像维度的变化特征对规则建筑结构的破碎程度进行划分,获取破碎概率分布,根据破碎概率划分最佳阈值,采用分数维方法提取图像维度特征,根据提取到的规则建筑震灾图像维度特征,将毁损的规则建筑空间自相关程度转换成正态分布曲线,进而构建评估模型对规则建筑毁损程度进行评估。针对实例分析,实现基于震灾图像维度分析下景观带毁损程度评估方法并进行了探讨。     

宁夏地震信息网络系统建设及展望

详细阐述了宁夏地震局防震减灾信息网络的现状、需求及今后的发展趋势,结合中国地震局“十五”地震信息减灾技术的要求,对宁夏地震局“十五”网络改造提出了建设性意见。介绍了利用现代化技术手段开发建设的宁夏防震减灾数据库等网络资源,探讨了今后信息网络的发展方向。     

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.     

基于无人机影像的九寨沟地震建筑物震害定量评估

利用2017年8月8日九寨沟7.0级地震震后获取的无人机影像,结合地面震害调查资料,分析各类建筑物震害特征,建立建筑物震害无人机遥感解译标志;选取地震灾区漳扎镇(部分区域)和荷叶寨2个区域作为研究区,进行了无人机遥感建筑物震害提取,基于遥感震害指数进行了震害定量评估,并与现场建筑物震害调查统计结果进行了比较验证。结果显示,遥感解译建筑物震害与实际震害程度相吻合,表明利用震后快速获取的高分辨率无人机影像,可以较为准确地识别建筑物震害,进而为地震灾害定量评估和应急救援辅助决策提供重要参考。     

21世纪初几次大地震事件触发滑坡基础数据建设

自2008年5月12日汶川MW7.9地震发生以来,针对地震滑坡与光学遥感影像的特点,制定了地震滑坡编录新原则、遥感影像选取新原则及地震滑坡属性库建立原则。文中介绍了21世纪初4次大地震事件触发滑坡基础数据建设成果:包括2008年5月12日汶川MW7.9地震,此次地震触发了至少197 481处滑坡;2010年4月14日玉树MW6.9地震至少触发2 036处滑坡;2010年1月12日海地MW7.0地震至少触发30 828处滑坡;2007年4月21日智利艾森峡湾MW6.2地震至少触发1 000处滑坡。分析了地震触发滑坡基础数据建设成果与以往研究的不同。最后从地震滑坡基础数据建设成果对地震滑坡分布规律与危险性评价的影响,对震区滑坡与泥石流防灾减灾的意义,对地震震级、活动断层运动习性、地震烈度等的反馈,对震区河流与地貌演化研究的基础意义,对全球地震震级与触发滑坡关系研究的意义等几个方面,分析了地震滑坡基础数据建设的实际应用价值与科学研究意义。     

基于手机短信自动定位的地震灾情速报系统

基于手机自动定位的地震灾情速报系统是依托目前手机广泛使用于福建省各乡镇、街道以及绝大部分行政村这一有利条件而研制的。在分析地震灾情速报系统工作流程的基础上设计了该系统,并划分系统功能模块。讨论了系统实现中的关键技术,如反距离权重插值、基于ArcGISServer的开发WebGIS系统架构等。最后通过地震事件实例展示了系统的实际应用效果。     

基于AHP法的宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力评估研究

地震应急避难场所在应对灾害事件和提高城市综合防灾能力、减轻灾害影响、增强政府应急管理工作能力等方面发挥着重大的作用。本文运用AHP法，在遵循科学性、优化性和完整性原则的基础上，构建一个包含4个一级指标和24个二级指标的中小学地震应急避难场所减灾能力指标体系；并参照《地震应急避难场所运行管理指南》（GB/T 33744—2017）中对地震应急避难场所的启用、运行和管理等方面的要求，建立中小学地震应急避难场所减灾能力综合评价模型，根据专家问卷调查资料，计算并分析各指标的相对权重及结果，将其应用在宁夏南部高烈度区中小学校进行能力检验。结果表明，宁夏南部中小学地震应急避难场所减灾能力相对较弱，应加强该区域中小学地震应急避难场所的建设，提升防范和应对地震灾害的能力。     

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。     

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。