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GIS支持下的震后快速评估

       据目前全球地震统计数据,2013年短短4个月内,全球7级以上的强震就发生了12次,以强震的发生频率来看,全球已经进入了地震的高发期,而我国自2008年的汶川8.0级地震之后相继在云南、甘肃等全国不同地区发生了多次不同级别的强震,因此震后快速响应与有的放矢的采取精准救援计划是当今我国灾害响应工作中的重要课题。

       目前的地震灾害快速评估方法主要是依据对地震波的监测计算得到地震的地理位置、震级与震源的深度依据经验估计出灾区的范围,根据地震信息与所掌握的灾区建筑物、人口分布、经济总量等统计资料,估算建筑物的破坏情况、直接经济损失与人员伤亡情况等。这种传统的灾害评估被称为盲估,由于所确定的灾区范围不准确,相应所统计的建筑物、人口数量也不准确,另外对灾区背景情况(人口分布、建筑物分布情况)的掌握程度及其准确性低。
               

图1 震后灾区现场

       运用GIS技术进行快速震害评估不仅能在灾区电子地图上直观方便地划定灾区范围,而且能非常容易地计算出灾区在各行政区域内的面积或比率,对于地市级、区县级、乡镇级的评估切换方便损失的评估统计,可以避免传统盲估的缺陷。

图2 GIS支持震后灾区的宏观观测

       运用GIS技术进行快速震害评估的技术流程是:

       首先地震触发启动评估,根据地震三要素计算当前地震烈度分布,绘制地震烈度影响场,结合灾区的行政区划基础数据,相较于传统的灾害估计,对于地震灾区的影响范围能够得到更加直观与清晰观察结果;

图3 GIS系统快速计算烈度分布

       根据灾区覆盖面积下的建筑物统计数据,以及不同结构的建筑物的易损性矩阵,结合地震烈度的划分区域,分析统计建筑物在完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏与毁坏这个五个级别下的损失率:

     (1)

    (2)

       其中是I烈度下s类型建筑在破坏等级下的破坏比;是s类型建筑在j破坏等级下的损失比;s是主要建筑类型;f(s)是烈度I和建筑s到易损性矩阵的映射。

       再根据灾区的人口密度地形要素等基础数据,结合建筑物的破坏情况的计算结果,对人员伤亡情况进行评估计算;

       最后根据建筑物的损毁情况与人员伤亡情况,结合灾区的经济总量分布,对建筑物破坏经济损失以及直接经济损失等进行评估统计。

图4 建筑经济人口损失快速评估结果统计

       通过GIS技术的运用,传统的震后估计的准确性已有了显见的提高,再配合以划分更细致精度更高的数据处理方式,GIS与地震损失快速评估的结合已经逐步走向成熟,未来的可拓展空间也值得期待。

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