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震害快速评估中信息预测和空间分析研究

周中红  
【摘要】: 地震灾害快速评估是指在地震发生后的初期阶段(30分钟内),依据烈度衰减模型估计出灾区的范围,再根据灾区建筑物及人口分布等统计资料及损失模型,在尽快的时间内(如1-2小时内)估计灾区建筑物破坏的直接经济损失和人员伤亡等情况,以便及时为地震应急决策系统提供决策依据。因此,如何提高地震灾害快速评估的合理性便成了提高地震应急指挥工作效率的首要问题。 甘肃省地震局在“十五”期间建设完成了“甘肃地震应急指挥技术系统”并已投入正常使用,震害快速评估模块是此系统中的重要组成部分,在实际运行过程中,存在着一些不足,影响了评估结果的合理性及准确性。为完善该系统,本文针对其存在的问题开展了几个方面的探索研究工作。 首先,在地震人员伤亡及经济损失快速评估中,涉及的人口及社会经济(GDP)类的基础数据是静态的数据,其现势性较差,对于准确掌握受灾人口数量及分布、受灾地区经济状况等造成了不准确。针对此问题,本文首先对区域人口及GDP的预测相关技术进行了阐述,从建立增长模型的角度根据不同区域的发展特点应用GM(1,1)灰色建模法、最优权重组合预测法以及灰色-马尔可夫方法等建立了相应的甘肃省县区一级的人口总数以及GDP的增长模型,实现了静态的基础数据在地震发生时的动态计算,使其更接近于人口及经济发展的实际情况,为震害评估提供更准确的基础数据。另对乡镇级人口增长模型的建立也做了初步研究。 其次,烈度衰减模型的不准确性也是影响震害快速评估结果合理性的关键因素之一。目前对甘肃地区地震烈度衰减规律研究工作开展较少,可依据的公开研究结果很难查到。本文首先选取了自1927年以来甘肃省主震震级≥4.7的震例30例拟合出了甘肃地区震中烈度I_0与震级M的关系式;其次,选取了甘肃地区1950-2004年间主震震级M≥5.0、震中烈度I_0≥V的地震20次,回归分析得出了适合甘肃地区特点的地震烈度衰减关系,其结果可应用于甘肃地震应急指挥技术系统中的震害快速评估模块中,也可用于甘肃地区地震工程等领域。 第三,对给定震级及经纬度,在GIS中生成可编辑的等震线矢量文件,通过对该矢量文件与县区、乡镇及村级的行政区划图的空间叠加分析,再结合预测得到的人口及GDP的最新数据,得到了震区的县区级的最新人口总数、社会经济情况的基础信息,各个烈度区的不同县区的面积分布,涉及的乡镇村列表,不同县区、乡镇在不同烈度区的面积统计等信息,便于在地震发生时,决策者能较为直观地了解到震害的范围、波及的地区、并对受灾相对较严重的乡镇村等信息做出初步的判断。 通过本论文的研究工作,一方面是对目前运行的“十五”项目“甘肃地震应急指挥技术系统”的完善;另一方面则是在未来的应急预案制定中,可利用本研究得到的结果对关键基础信息进行预测,进而得到未来强震灾害损失预评估,为应急预案的制定提供信息支持。


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