基于三维GIS技术的地震灾情场景模拟系统

设计并实现了基于三维GIS技术的地震灾情场景模拟系统。根据现场救援工作的特点和需求,对基于基础地理信息数据的自动三维建模方法和场景生成技术进行了研究,建立了基于地震动影响场和结构易损性的地震灾情场景模型;基于ArcGISEngine开发组件,实现了灾前、灾后场景的自动生成和直观显示,实现了整体破坏情况分析、重点搜索区域判定、关键目标震害与属性查询等灾情分析和辅助决策功能。该系统以震区基础地理信息数据和地震基本参数作为数据源,可以在获得地震基本参数之后快速地估计和分析震区建筑结构的破坏及其空间分布情况,预判重点搜索救援区域,为应急指挥决策和救援行动提供有效的支持,适合在现场救援工作中实际应用。     

遥感信息中地震灾情危险等级在线应急评定方法研究

利用GIS技术对地震危险等级进行评定时,由于其地形控制点选取合理性较差,导致其所采集遥感图像清晰度较低,地震等级评定不够精准。针对此问题提出一种新的地震灾情遥感信息危险等级在线应急评定方法。利用图像几何校正法,对遥感图像进行分幅裁剪,基于裁剪结果选取地面控制点,提取有价值遥感数据信息,建立遥感解译评估指标。将推导出的综合震灾指数引入到指标中,将各个评价单元的信息进行等级排序和划分,完成地震灾情遥感信息危险等级在线应急评定。仿真实验中,对所提方法和GIS地震危险等级评定方法进行有效性对比测试。实验结果表明,地震灾情遥感信息危险等级在线应急评定方法提升了灾情地形控制点选取的合理性,使获取的遥感图像更清晰,灾情等级评定结果更精准。     

考虑属性和空间逻辑的地震灾情数据清洗器设计与实现

针对目前地震灾情信息普遍存在的质量问题,根据灾情数据的属性逻辑,采用逻辑分离的清洗框架中基于规则引擎的数据清洗方法进行初步清洗;再从灾情数据的空间逻辑关系出发,通过聚类分析进一步修正数据中存在的错误,弥补基于逻辑分离的清洗框架在孤立点异常检测方面的不足。基于上述规则引擎与空间聚类相结合的清洗技术,设计并实现了一种考虑属性和空间逻辑的地震灾情数据清洗器,并应用于2017年"8·8"九寨沟7.0级地震,分析四川省地震灾情快速上报接收处理系统接收到的客观震感灾情信息。结果表明:地震灾情数据清洗器可快速检测并修正异常的灾情信息,有效提高接收到的灾情数据质量。     

ArcGIS三维可视技术在山区水库库盘选址中的应用

介绍了利用ArcGIS系统的三维分析模块实现山区水库项目选址的三维可视化。基于GIS、航测、水工设计等基础资料,通过多个软件工具处理数据,在ArcGIS系统下整合与分析。最终实现了库区的三维地形漫游、水库蓄水、淹没等三维动态过程,为论证工程规模与工程选址提供决策依据。     

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。     

基于微服务架构的分布式灾情管理系统设计

为及时获取多源异构灾情信息,以多源灾情管理系统的架构和功能模块为研究对象,针对单体系统存在灵活性差、性能低、资源消耗不均衡等问题,提出基于微服务架构设计,在分布式环境下利用Spring Cloud框架,通过业务划分,设计独立模块的微服务,同时加入熔断器、消息队列等组件,缓存处理数据。运用地理信息系统实现灾情数据实时获取、灾情编码入库、地震灾情速报产品实时发布以及灾后应急管理。实验结果表明,采用多层微服务架构,系统扩展性增强,并发性能得到提高,提升了灾情数据管理效率。     

全国活动断层数据集成与共享平台设计与建设——以华北构造区活动断层探测和调查基础数据库信息共享平台为例

对中国活动断层数据库建设的发展成果进行了简单介绍,以"华北构造区活动断层探测和调查基础数据库信息共享平台"的建设过程为例,讨论了通过Web GIS实现活动断层数据发布与共享的可行性,Web GIS技术可较好地解决活动断层数据的共享问题。共享系统总体目标是快速安全地共享高精度、专业化的活动断层数据。系统采用B/S模式流行的3层架构结构:GIS服务器+Web服务器+客户端浏览器,后端数据库是将多个华北地区的活动断层子库集成后的总数据库。系统不但具有基本的浏览、查询功能,还可以进行条件查询、点击查询、断层定位等细粒度的操作。现阶段系统建设重点放在了"数据共享的实现"和"数据精度"上,借助GIS的强大功能还可以实现更多,比如在线编辑、自定义GP模型等。     

城市公共安全应急响应动态地理模拟研究

在复杂性科学研究的启示下,将用于复杂地理空间系统建模与仿真的地理模拟系统(GSS)理论引入城市公共安全应急领域,研究了大范围城市公共安全应急响应模拟的技术方法,提出了基于第二代地理模拟系统—多智能体系统(MAS)和地理信息系统(GIS)的城市公共安全应急响应模型框架,完成应急响应多智能模型体系架构、应急智能体个体结构、应急环境描述方法、多智能体模拟环境工作原理和多智能体模型在计算机上实现的关键技术研究,构建了模拟系统平台原型.采集北京市原城八区基础地理数据为实验数据,以假想的突发事件为背景进行了城市公共安全应急响应的复杂过程模拟实验,验证了运用地理模拟系统的空间动态建模方法构建城市公共安全应急响应系统的可操作性和技术体系的可行性.文章认为:复杂系统理论和复杂适应性系统理论可以为城市公共安全应急响应的复杂动态过程研究提供理论框架,复杂系统动态仿真方法和现代空间信息技术可以成为城市公共安全应急响应系统构建的方法论和技术支持,基于多智能体和GIS的应急响应模型是城市公共安全应急响应研究的关键技术,在实际的城市公共安全应急响应模拟时,基于Repast和Geotools实现多智能体系统与GIS系统的紧密集成,基于JTS实现空间数据分析,以及基于Terracotta集群技术解决大运算量数据处理至关重要.     

高精度承灾体数据支撑的地震灾情快速评估

地震灾情快速评估是震后地震应急响应的核心技术支撑。目前,随着高精度人口社会经济数据的推广,中国地震局下属单位的地震灾情快速评估所采用的承灾体数据大多由原来的县级精度提升到30″×30″(经纬度)的高精度。然而,基础数据精度得到提升的同时,灾情评估的主要算法和技术流程却没有改变。结果是评估准确度得到了一定提高,而县级精度数据支撑下的评估耗时较多(10~20min,大震时可在30min以上),震害损失空间分布不够精细等问题仍然没有得到解决。因此,文中首先介绍了高精度承灾体数据(30″×30″),描述地震灾情快速评估的原理及县级数据支撑下的实现过程,之后阐述利用高精度承灾体数据改善地震灾情快速评估数据基础的原理,在评估过程中利用栅格代数运算提高计算效率和保持数据精度的原理,以及通过分割和重新组织快速评估技术流程提高评估速度的方法。经试验验证,改进后地震灾情快速评估的准确度有所提高,能够产出高精度的(30″×30″)的震害分布,并且评估耗时缩减到1min以内(不含出图耗时)。大范围的高精度承灾体数据是一种模拟数据而非调查数据,尽管其基础是普查数据,但准确度与实际情况仍有一定的差距,需要进一步研究与优化。     

基于共形几何代数的GIS三维空间数据模型

利用共形几何代数(CGA)多维表达的统一性、几何意义的明确性及运算的坐标无关性等优势,构建了基于其上的GIS三维空间数据模型:通过建立不同维度地理对象与Clifford代数基本要素(Blades)的映射,实现代数空间中不同维度、不同类型地理对象统一表达与运算,并基于内积、外积实现了内蕴不同维度层次构建及度量关系的几何形体构建;构建了基于CGA的三维GIS空间数据模型整体架构、数据存储结构和编辑、更新机制,并基于CGA几何与拓扑运算基本算子,实现面向对象的三维GIS几何和拓扑分析功能;某小区三维数据的实例演示表明,基于CGA的三维GIS空间数据模型可有效表达不同维度的复杂几何形体,且几何和拓扑关系运算具有简明、高效等特点,具备支撑三维乃至时空GIS数据模型的潜力.     

基于可视化遥感的地震大区域灾情收集系统

地震现场与一般灾害现场不同,其受灾区域较大,常规的基于遥感信息进行灾情收集时,采集信息零散混乱无法形成可视化直观分析结果。为解决该问题,设计基于可视化遥感技术的地震大区域灾情收集系统,利用遥感信息采集大区域的优势,配合设计网络通信层、数据收集层、数据库层、GIS遥感平台层和应用层组成的系统硬件,采用GIS三维重构技术,对灾情进行可视化呈现。实验结果说明,系统最长响应时间为1.857 s,最大CPU占用率和消耗分别是80.8%和1 656 MB,信息可视化重现程度高。     

基于SMS/GPS/GIS地震灾情获取处理技术研究与实现

本文研究了基于Windows Mobile的SMS与GPS的嵌入式集成开发技术,以智能移动终端作为地震现场灾情获取与传输的手段;同时还研究了SMS与GIS的无缝集成技术,实现灾情信息的可视化分析,借助GIS空间分析技术进行地震现场灾情空间分布研究.本文建立了基于SMS、GPS和GIS相结合的地震灾情获取处理模式,并基于GSM移动网关和信息机实现了该方法.该方法的模式可以应用于多种远程信息获取领域.     

基于GIS系统的城市震灾评估和救灾应急的研究

地震防灾减灾能力是国家的重点需求,针对当前城市抗震应急存在的灵活性差问题,在过去研究的基础上,将GIS系统应用至城市抗震救灾应急响应中,建立的GIS系统利用地震灾害评估模块、数据库管理模块、地震应急响应和指挥决策模块构成城市抗震救灾应急响应框架,完成城市GIS系统的应用分析。地震灾害评估模块中计算震害总体损失、经济损失和生命损失,实现地震灾害评估信息数据的精确性采集;数据库管理模块中的抗灾救灾应急响应数据库主要利用矢量数据、数字正射影像数据和其他专题数据构成,完成一致性访问各种类型数据,提高城市抗震救灾应急响应灵活性;在响应与决策模块中利用核心服务器实现数据信息的上传下达,实现快速救援响应。研究中对这套GIS系统与当前方法做对比,进行抗震救灾过程灵活性、救援数据精准性的比较实验。实验对比结果表明,所提研究成果提供的救援数据精确性强,且运行过程中灵活系数等部分指标高于当前研究。     

滁州市地震小区划震害预测信息管理系统

为了提升城市防震减灾能力,建立滁州市地震小区划 GIS 基础数据库,开发了基于 GIS 平台的滁州市地震小区划、震害预测信息管理系统,用于数据展示,并统一管理。系统采用 Super-Map Objects 6R 组件式开发,包括滁城概况、地震小区划成果、震害预测成果、震灾防御对策和系统管理5大模块,实现系统对数据的有效管理,充分发挥 GIS 功能对空间数据管理的作用。     

基于GIS的地震现场灾情调查点选取方法研究———以甘肃岷县漳县6.6级地震为例

为了提高地震现场灾情调查效率,增强灾情调查点选取的科学性和合理性,确保地震现场灾情调查快速、高效开展.在充分考虑地震现场灾情调查任务的紧迫性和时效性的同时,结合地震现场调查区域大、灾情调查任务紧、人员有限等特点,通过采用 GIS空间分析功能,在前期预评估理论影响场以及灾害损失等资料的基础上,对基础地理数据进行时空分析,研究制定基于 GIS的地震现场灾情调查点选取方案.结果表明:合理正确的地震现场灾情调查方法,可以帮助现场灾情调查人员快速、科学的开展灾情调查工作从而大大提高现场灾情调查的效率,为地震烈度图制作和灾害损失评估报告编写提供充裕的时间保障.     

广州市部分城区震害预测数据库建设

我国的震害预测与防御对策研究已开展多年,以前主要是以文件格式存储和管理震害预测数据。由于震害预测数据量多面广,那这种数据存储和管理方式不利于数据的管理与维护,也不利于GIS二次开发。建立一套较为完整的震害预测数据库,不仅有助于防震减灾信息管理与地震应急辅助决策系统后台的数据维护和管理,也便于更有效地应用所有数据资源。介绍的广州市部分城区震害预测基础(属性)数据库,采用SQL Server 2000,基于C/S结构及数据字典、ArcSDE管理基本上可满足上述要求。     

基于GIS的防震减灾计算机信息管理及辅助决策系统

从建设目标、功能、方法、设计原则、软件结构设计和实现方法等方面对平台防震减灾计算机信息管理及辅助决策系统的解决方案进行了介绍．系统运用地理信息系统(GIS)技术实现了基础地理信息的管理功能;通过对GIS软件的二次开发和与其他程序设计语言的混合编程,结合其本身提供的空间分析和网络分析功能以及其他子专题提供的数学模型,实现了地震灾害的快速预测与辅助决策等功能．     

基于WebGIS的防震减灾系统研究及其实现方法

本分析了常规的防震减灾系统的局限性，介绍了基于webGIS的防震减灾系统的总体设计思想，并以大庆油田为例，给出了该系统的功能模块组成、各模块的设计方法及其使用效果。     

大庆油田地震应急预案情景分析

建立了大庆油田地震应急预案情景分析模型,着重分析了大庆油田重要建筑物和特殊结构的分布和危险性,模拟了生命线工程、生产系统受损及次生灾害引发的灾害场景,并对灾害损失状况进行了情景模拟。在GIS平台上可视化表达了地震应急预案的实施效果,展示了地震应急预案实施的情景,检验了预案的可行性。