基于高精度房屋、人口数据的地震压埋人员和紧急搜救区评估模型研究

为了在地震应急服务管理中能快速计算因房屋倒塌造成人员压埋数量和紧急搜救区空间分布的准确信息,以鲁甸地震和彝良地震为研究样本,建立基于房屋、人口数据的地震压埋人员和紧急搜救区评估模型。根据评估模型反演鲁甸地震因房屋倒塌造成的压埋人员总数为396人,比实际伤亡少86人,误差率为17.50%;评估模型反演彝良地震因房屋倒塌造成的压埋人员总数为15人,比实际伤亡多3人,误差率为25.00%。根据模型计算得到鲁甸地震共有8个紧急搜救区,紧急搜救区面积占地震灾区总面积的0.37%,这8个紧急搜救区内因房屋倒塌造成的实际人员死亡306人,占因房屋倒塌实际死亡总数的63.75%。从反演结果看,评估模型对地震应急救援响应等级启动和救援力量合理部署的数据需求有较好的求解能力。     

城市地震压埋人员分布评估研究——以天津市区为例

地震压埋人员分布是震后科学、有效地开展应急处置和救援的重要依据。针对地震中建筑物破坏造成的人员压埋,从人口分布和在室率着手,在社区级空间尺度上分时段建立人口数量、在室率和建筑物的对应关系;结合建筑物震害评估方法,构建地震压埋人员快速评估模型,并预评估天津市区各烈度下地震压埋人口的数量和分布情况。结果显示,夜间是发生地震压埋的高风险时段,住宅、大学、居民服务类和卫生医疗建筑是地震压埋高发区域,工作日白天应重点关注中小学。     

地震压埋人员分布评估方法初探

破坏性地震发生后,有效地评估地震压埋人员的分布,是科学、有序应急处置和救援的基础。本文利用5.12汶川8.0级地震的资料,在已有的人员伤亡评估方法基础上,考虑了地震初期灾情信息以及影响地震人员压埋率的主要参数,如行政区域等级、设防烈度、搜救影响等,对这些影响参数进行系统研究,初步构建了地震初期压埋人员分布的评估方法。在此基础上,采用GIS平台,集成了基于公里网单元的基础数据作为算例,对5.12汶川8.0地震、4.20芦山7.0地震、4.14玉树7.1地震进行了压埋人员分布评估,评估结果与地震实际人员伤亡情况进行了对比,表明方法的有效性。该方法可为地震应急救援决策提供了技术支持。     

人口、房屋数据空间化及在2021年拜城MS5.4地震中的应用

地震灾情快速评估依赖于震区准确的人口、房屋等设施的数量和空间分布,是震后地震应急救援、地震烈度评估的核心支撑。以阿克苏地区的居民点、POI数据为基础,采用核密度估算结合道路分布和房屋占地面积的方法,构建了人口密度权重模型,获得了研究区1 km×1 km的人口、房屋格网数据。结果显示,各乡镇实际人口数量与模拟人口数量线性拟合相关系数为0.909,线性拟合相对较好,表明人口空间化结果达到了较高精度。为了更好地验证上述方法和数据,以2021年拜城M_S5.4地震为例,叠加对比分析震区人口、房屋格网数据与地震评估区之间的定量关系。按照地震评估区进行了人口、房屋面积的模拟,该数据与实际现场数据之间误差较小,能够满足震后地震灾情快速评估的需求,可为灾害预评估及地震现场灾害快速评估等工作提供可靠依据和支撑,同时空间化的方法也为后续该方向的研究提出了一个新的思路。     

山西省人口空间公里格网分布模型研究

精准的人口分布信息是震后灾害快速评估、应急救援决策的重要依据。本文应用居民地这一与人口分布密切相关的基础数据,结合居民地建筑物给出不同区域人口权重,以人口统计数据为总量控制,完成人口空间公里格网数据模型建立,并与夜间灯光数据、道路数据、实际调研数据等进行对比分析。结果表明,该人口分布模型可靠性高,可为震后灾害快速评估、应急救援决策提供可参考的人口数据。     

2021年5月21日云南漾濞6.4级地震灾害损失快速评估结果分析

本文针对2021年5月21日云南漾濞6.4级地震,选取不同的地震烈度衰减关系模型,对各模型地震影响场评估结果与发布的地震烈度图进行对比分析,并对地震影响范围不确定性进行研究。选取多种死亡人数评估模型,分别计算各模型在不同地震影响场下的死亡人数、人口分布数量,探讨各地震影响场模型下的人口分布特征及影响人员死亡的主要因素。通过对比分析可知,导致此次地震灾害损失评估结果与真实地震现场结果不同的主要原因是地震影响场分布、人口分布、房屋建筑抗震能力偏差、地形地貌、次生灾害等多种因素不同。研究结果表明,有效提高地震灾害损失快速评估精确性的途径为提高地震影响场评估精度,提高人口分布、房屋建筑等数据空间分布评估精度,后期专家检验等。     

基于直觉模糊层次分析法的地震压埋率模型研究

强烈地震会导致建筑物倒塌进而造成室内人员压埋,因此,把特定区域和建筑群的压埋率作为震后救援的决策指标尤为重要。但地震建筑物倒塌受多个影响因素共同作用,造成了压埋率模型的后验倒塌率评估的不确定性问题。针对这个问题采用直觉模糊层次分析法,选取了震级、震源深度、震中距、抗震设防烈度、地基和基础、建筑物结构类型和结构现状等七大影响因素进行加权分析。运用LINGO软件建模解算出了各影响因素权重,通过极大似然法估算了各影响因素对建筑物倒塌率的影响值,进而评估出了建筑物预估倒塌率,并结合先验在室率模型及其区划,建立了基于直觉模糊层次分析法的地震压埋率模型。最后以汶川灾区学校为例,进行了压埋率评估,并对其进行了误差分析。研究表明:抗震设防烈度、建筑物结构类型和结构现状是影响建筑物倒塌的主要因素;在实际评估中模型精度达到±0.15,能为震后快速应急救援提供决策辅助。     

地震人员伤亡与压埋人员评估方法的初步研究——以福建省漳州市区为例

以建筑物震害预测分析为基础,以街道办事处为单元,用最新的人口调查数据对福建省漳州市区进行了不同地震烈度情况下的人员伤亡预测,并提出了地震灾害中因建筑物倒塌而被压埋人员的评估方法,初步预测了不同地震烈度下、不同时间段内各街道办事处可能的压埋人数.这一结果对于制定地震紧急救援决策和灾害减轻措施、采取有效的地震应急响应具有重要的辅助决策意义.     

基于实地调研的中国西南地区不同震级人员死亡数量研究

地震是造成人员死亡最严重的自然灾害之一,震后对人员死亡等灾情的快速评估是地震应急响应和救援的关键。总结经验发现,在地震前进行预评估工作是提高震后灾情快速评估精度和时效性的有效手段。通过对62次发生在我国西南地区的历史震例分析后发现,当地震震级小于4.5级时,基本不会造成人员死亡情况。本研究利用我国云南和四川部分区县的实地调研数据,发现地震人员死亡数与震级存在指数函数关系,由此构建了针对各个区县的地震人员死亡人数指数函数估算模型,并计算了回归系数。基于该模型,获得了5.0～8.0级地震人员死亡数查找表(以0.5级为间隔),用于辅助震后快速评估工作。     

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。     

青海玛多7.4级地震烈度快速评估

利用青海地震烈度衰减模型和基于断层最短距离的地震动参数衰减模型对青海玛多7.4级地震的烈度分布进行快速评估,将评估结果与实际烈度图对比分析。研究结果表明:两种模型可以在地震正式速报后1分钟内得到地震烈度分布的快速评估结果,时效性强,可以在最短的时间内为应急指挥和救援工作提供参考;青海地震烈度衰减模型计算结果比较理想化,在大致范围上有一定的参考性,但在重灾区范围上与此次实际结果存在偏差;基于断层最短距离的地震动参数衰减模型的PGV-v_(S30)计算结果较青海地震烈度衰减模型更为精细,在高烈度区的评估中具有较好的实际应用价值;相较于冉洪流等研究的地表破裂与震级的经验关系,Wells等研究的经验关系在本次地震中的适用性更好。文章研究结果在此次实际地震应急响应中进行了应用,为政府应急指挥决策和应急救援提供了重要数据支撑。     

Ideas of establishing the information system for emergence decisions on the protection against earthquakes and disaster reduction in cities (application of GIS)

With urban reformation and opening becoming deeper, the work of protection against earthquake and disaster reduction would be more important. In this paper, some ideas are suggested about establishing the information system for emergency decisions on protection against earthquake and disaster reduction in cities. The information system mainly includes a subsystem for rapid evaluation of damage loss from earthquake (which includes input of seismic information, distribution of earthquake intensity, evaluation of seismic fragility on all social factors and etc.) and a subsystem for the decisive information of seismic emergency (which mainly includes project of disaster relief, project of personnel evacuation, dangerous degree warning for the dangerous articles-storing places and protection measures against them, assistant decision on fire due to earthquake, location of head-quarter for providing disaster relief, and etc.). It is thought that the data investigation and collection about all kinds of buildings (including lifeline engineering) are the most important and difficult work as establishing this system.     

九寨沟M7.0地震仪器烈度计算比较分析

地震发生后,强震动观测台网可以获取灾区分布式台站位置的强震动记录,通过基于这些强震动记录得到的地震动参数可以快速地评估地震烈度的空间分布,以迅速判定不同地区的受灾程度,尤其是地震极震区的分布范围,为政府开展应急救援并合理地分配救援力量、物资等提供依据,以保证救援人员及时、准确地到达极震区展开搜救工作,减少人民群众的生命财产损失。本文介绍了国内外7种地震仪器的烈度计算方法,基于四川九寨沟M7.0级地震获取的强震动记录,对这7种方法的计算烈度值进行了对比分析。结果表明,各方法计算的仪器烈度与宏观烈度的差值均在1度误差范围以内,均显示了良好的实用性,且行业标准法和综合判别法两者的计算结果较为一致。     

地震应急专题图快速产出系统开发——以黑龙江省为例

为了提升地震应急能力,结合地震应急救援工作对地震专题图的需求,利用VB6.0开发出一套适用于地震应急救援的专题地图快速产出系统。该系统建立了相关地区的独立数据库,完全摆脱了对ArcGis、MapSis等专业制图软件的依赖,建立了独立的地震应急图件产出平台。通过输入地震参数,系统可以快速生成震中位置分布图、地震影响场分布图、震中人口分布图、历史地震分布图等专业图件并批量输出。     

地震灾害人员死亡评估模型对比—以甘肃省中强震为例

梳理了现有3种地震灾害人员死亡评估模型,并基于甘肃地区历史中强地震(M_S4.7~6.0),对人员死亡评估模型进行震例计算。结果表明:(1)针对甘肃地区中强地震,3种模型的评估结果与实际结果基本处于同一数量级,可用于地震后快速盲评估计算,为地震后政府和应急管理部门应急指挥决策提供科学依据;(2)当中强地震震中烈度达到Ⅷ度时,这3种评估模型的计算结果与实际人员死亡人数存在较大误差,需要根据专家经验进行人机交互修正,依据地震灾区地理环境、社会经济、人口空间分布等资料进行综合分析支撑应急决策;(3)在甘肃地区中强地震的人员死亡评估中,李雯模型因考虑了地震灾区面积、区域适用性要优于其他两类模型。     

物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用研究

为能在搜救地震受困人员时,实时监测灾区情况,增强实时性及降低搜救误差,研究物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用,设计基于物联网的地震应急搜救系统,采用RFID识读器将采集的数据通过互联网传输至数据处理中心服务器上,再反馈至灾区信息处理子系统中的监测防御模块中,若出现异常情况则开启射频模块,命令现场报警装置响应报警应急搜救信号;通过蚁群算法获取最优搜救路线,及时搜救地震受困人员。实验结果表明,设计系统可有效搜救地震受困人员,且系统的吞吐率高达90%,搜救准确率均值高达97.6%,耗时均值仅为0.88 h,具有较高的搜救准确率和搜救效率。     

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、信息推送服务等技术指标有了显著提升,灾情评估结果与实际结果基本一致,满足互联网时代应急处置的新要求。     

基于置信区间的地震压埋人员实时伤亡状态预估模型

在震后应急救援宏观决策中,地震压埋人员的实时伤亡状态是最重要的定量指标和参考依据。因此,以置信度区间为工具,对影响伤亡状态的参数即初始伤亡指数Co、囤陷环境S和体质综合指数B进行了区间分析,建立了实时伤亡状态模型,并以汶川地震灾区为例,对不同人员的伤亡状态进行了预估,预估值与实际情况的误差为10%左右,表明该模型可供震后应急救援工作参考。