北川地震遗址震害建筑物遥感数字化保存与震害特征分析

2008年5月12日发生的Ms8.0级汶川大地震致使北川老县城满目疮痍从而搬迁重建。北川老县城是汶川地震中破坏最为严重,震害类型最为全面多样的震区,地震遗址完整得保留了地震后的原始景象,泥石流、滑坡、堰塞湖等次生灾害类型丰富,建筑物受损倒塌形式多样,具有极高地科研价值与历史价值。露天的地震遗址受其它自然灾害的影响易随时间逐渐消失,为使地震遗址得以永久的保存,收集整理了汶川地震后北川老县城地震遗址的光学遥感、合成孔径雷达、激光雷达等多种数字化形式的遥感图像,分析了不同类型图像在北川老县城地震建筑物遗址数字化保存应用中的作用,同时为最大可能的发挥地震遗址遥感影像中建筑物破坏类型多样的作用,从多类型影像分析的角度,基于遗址丰富的数据资源,研究分析了不同震害程度建筑物在多源遥感图像中的表现特征与成像机理,为后续震害信息提取与评估研究数据支撑与理论依据。     

基于地面LiDAR点云的北川县城震害建筑物提取研究

北川县城在汶川地震后变成一片废墟,本文以北川县城扫描获取的地面激光雷达数据为实验数据,在介绍地面LiDAR点云基本特征、面向对象方法思路的基础上,将面向对象方法引入到地面LiDAR点云建筑物提取中,从而实现了震害建筑物的自动提取。通过对比分析插值生成的特征的不同,构建适合于LiDAR点云震害建筑物提取的特征规则集,基于面向对象方法对北川地震遗址地面LiDAR数据进行震害建筑物识别,对结果进行分析,震害建筑物提取总体精度达92.3%,Kappa系数为0.873,提取精度满足地震遥感应急评估的需求,为震害评估增添新的可用遥感数据源。     

基于地面激光雷达技术点云的北川县城震害建筑物提取研究

北川县城在汶川地震后变成一片废墟。以北川县城扫描获取的地面激光雷达数据为实验数据,在介绍地面LiDAR点云基本特征、面向对象方法思路的基础上,将面向对象方法引入到地面LiDAR点云建筑物提取中,从而实现了震害建筑物的自动提取。按照LiDAR点云数据建筑物的属性进行特征插值分解,通过分析震害建筑物在不同特征上的表现,构建适合于LiDAR点云震害建筑物提取的特征规则集。基于地面LiDAR数据提取北川地震遗址震害建筑物信息。结果表明:震害建筑物提取总体精度达92.3%,Kappa系数为0.873,提取精度满足地震遥感应急评估的需求,为遥感震害评估增添新的可用数据源。     

汶川地震桥梁震害的特征

汶川地震中公路桥梁遭受重创,大量桥梁破坏甚至垮塌,难以修复.这些桥梁震害体现出山区桥梁震害的典型特征,为山区桥梁抗震设防提供了丰富的实例资料.在汶川地震现场桥梁震害调查资料的基础上,对汶川地震桥梁震害进行归纳、总结,提炼出该地震中桥梁震害的主要特征,为下一步继续深入探讨汶川地震桥梁震害形成机理和结构破坏过程,以及山区桥梁抗震设防对策与措施提供参考.     

基于纹理特征的高分辨率合成孔径雷达影像单体建筑物震害信息识别

获取震后建筑物震害信息有利于开展人员救援和灾后重建工作。由于高分辨率合成孔径雷达（SAR）数据少有震前数据存档,利用震后单时相高分辨率SAR数据评估建筑物震害成为研究热点,但利用高分辨率SAR数据对单体建筑物的研究却很少。本文以北川老县城震后0.24mTerraSAR-X聚束模式（ST）数据为数据源,经多视处理后提取建筑物纹理特征,对比分析不同视数大小和纹理计算窗口大小对建筑物震害识别影响,确定最佳纹理计算窗口大小和视数大小。结合震前光学数据,获得SAR单体建筑物轮廓图,随机选取建筑物轮廓样本作为训练样本,引入支持向量机（SVM）和随机森林（RF）分类器识别建筑物震害信息。结果表明,基于纹理特征的SVM、RF方法能有效地识别高分辨SAR影像单体建筑物震害信息,SVM识别精度可达到88.24%,RF识别精度可达到92.47%。可见基于高分辨率SAR数据的纹理特征识别建筑物震害方法稳定有效,可为灾后应急、灾害评估和灾后重建工作提供可靠信息支撑。     

建筑物震害预测方法研究

我国是世界上地震灾害最严重的国家之一。建筑物震害是最主要的地震灾害,对建筑物震害的有效预测是地震灾害防御和地震应急救援的重要内容。本文基于地震应急基础数据库,提出影响建筑物震害损失的7个主要因子,以汶川地震中40栋建筑物为样本,采用BP神经网络方法进行分析研究,输出结果与实际震害基本一致。     

清水池震害评估模型研究

为了评估清水池的地震破坏状态,基于海城地震、唐山地震中较详细的水池震害资料,分析了水池的主要震害现象、特征,并找出了影响水池震害的主要因素.采用最小二乘法对震害数据进行回归分析,得到了各震害影响因素不同情况下的回归系数取值,从而建立了清水池震害经验统计回归模型.经计算该模型的相关系数为0.661,标准差为0.447.经回判分析,模型回判成功率为91.2％.对于模型中未考虑到的震害影响因素,根据实际震害经验,给出新增影响因素的建议系数.对汶川、玉树等地震中遭到破坏的清水池进行评估,结果与实际震害基本相符,初步验证了该评估模型的可靠性.     

都江堰市多龄期建筑楼梯间震害研究

根据汶川地震中都江堰市建筑震害调查结果,对城市多龄期建筑楼梯间的典型震害进行了统计分析.给出了楼梯间震害的破坏等级划分标准,并按标准对都江堰市楼梯间的典型震害进行分类,在此基础上统计分析了该市楼梯间的震害情况,同时从设计规范、施工水平和施工缝留置3个方面对汶川地震中楼梯间震害原因进行了分析.结果表明:都江堰市多层砌体结构建筑楼梯间震害较其他结构类型破坏严重,毁坏比例达7.6%;不同龄期建筑中,2000年后建成并按新抗震规范设计的建筑,楼梯间震害较轻;由施工缝引起的楼梯间震害较为普遍,但正常施工的楼梯间震害较轻.     

“震害遥感综合评估技术与示范应用”2013年度总结报告

我国是地震多发国家,地震造成的经济损失和人畜伤亡均呈上升趋势。地震发生后,快速、准确地获取灾情信息,开展有效救援工作,可以大大地减轻灾害损失,是地震应急与评估工作中的重要环节。多源的遥感数据能够提供给人们更多的灾情信息,从而能够让人们对灾情有更全面、准确地了解。地震应用实践表明,卫星遥感技术以其速度快、范围大、动态性好等技术优势已在地震灾害调查和评估中发挥越来越重要的作用。我国利用遥感卫星和航空影像资料已开展了一些震害评估的研究,然而在灾情信息获取的时效性、准确性、应用层次、应用系统开发水平等方面还与国外存在差距。针对我国防震减灾工作的紧迫性及重要性,课题对震害评估中多源遥感技术应用的技术途径进行深入研究,开展多角度、多形式与多任务的研究,充分利用多源遥感技术的优势,研究基于遥感地面模型的震害综合评估技术,研究基于遥感成像机理及定量遥感技术的定量震害参数提取方法,建立基于纹理结构特征和散射等特征的遥感地面震害模型,并设计出定量的震害程度参数算法和标准,建立快速有效和经过效率优化的遥感震害评估系统,进行示范应用。通过2年的研究,课题在4类典型震害目标(建筑物倒塌、山体滑坡、泥石流和堰塞湖)的散射机理、SAR图像精确配准技术、高分辨率SAR图像建筑物成像表征分析和仿真技术、光学遥感影像变化检测技术、典型震害信息提取的极化SAR目标分解技术、Li DAR数据处理与特征提取技术以及震害信息提取与综合评估技术等诸多方面取得了一定的研究成果。这些成果,可以促进遥感技术、灾害监测预警技术、灾害损失实物量评估技术的综合发展,对我国灾害遥感信息处理研究及相关科研领域产生积极的促进作用。同时,通过后续研究及应用,将大大地提高灾害遥感信息处理效率,促进无人机测量、Li DAR等新型技术及传感器的发展与完善,同时也为我国的防震减灾事业提供技术及人才队伍支撑。     

汶川地震的震害引发的对建筑结构体系的思考

汶川地震造成了巨大的人员伤亡和经济损失。文章概述了建筑物破坏情况,由此总结出砖混结构的房屋损毁最为严重,而钢筋混凝土框架结构也有较严重破坏。通过历史震害记录表明,钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小,钢结构具有优秀的抗震性能。建议应大力推广钢结构体系在我国的应用,特别是在学校、医院等公共建筑及办公楼、住宅中的应用。     

汶川地震钢筋混凝土框架结构震害调查与启示

为进一步理解汶川地震中一些钢筋混凝土框架结构的破坏原因,根据汶川地震后框架结构震害调查资料,对照《建筑抗震设计规范》所规定的抗震设计原则,对框架结构中的一些典型震害现象及其产生原因进行了总结与分析,主要包括防震缝处的震害,结构竖向刚度、强度不均匀产生的震害,框架梁、柱及节点处的震害,围护结构与填充墙处的震害及楼梯震害.在对震害现象及其产生原因详细分析的基础上,给出了加强框架结构安全性的措施.所得分析结果可为框架结构抗震设计及有关的规范修订提供参考,以保证框架结构在地震中达到小震不坏,中震可修,大震不倒的三水准设防目标.     

基于GIS的长春市建筑物震害预测技术

收集长春市目标区1 397栋建筑物的特征数据,借助震害预测数学模型进行了单体建筑物震害预测计算,选用ArcGIS10地理信息平台绘制了3D-GIS震灾损失分布图,综合评价了长春市各类房屋的抗震能力.结果表明,长春市近七成的建筑物是80—90年代间建造,近六成的建筑物是多层砌体结构,建筑物抗震能力由高至低分别是多层钢筋混凝土结构、单层钢筋混凝土柱结构、多层砌体结构、单层砖柱结构.当遭遇Ⅵ—Ⅶ度地震破坏时建筑物大部分处于基本完好状态,遭遇Ⅷ—Ⅸ度地震破坏时建筑物的破坏比较严重.     

大震铁路桥涵震害损失评估方法

调查统计并分析了唐山地震和汶川地震中铁路桥梁的震害情况,提出了适用于震后铁路桥梁震害的应急评估方法;基于铁路桥梁的地震易损性评价,选取了典型的震害影响因素;采用最小二乘法,建立了用于计算混凝土铁路梁式桥震害指数的统计回归模型;提出了评价地震破坏等级的经验公式、经验系数及评判指数,并对铁路桥梁的震害损失比进行了专门研究;结合工程实例,给出了震后铁路桥梁震害损失评价的过程和步骤.     

汶川地震中建筑物震害和地震动参数相关性研究

基于汶川地震现场调查获得的170个场点的建筑物震害指数,把建筑物分成砖混、穿斗、砖木、老旧和框架5类典型结构,分析了相同场点上砖混和其余4类建筑物震害对比和线性相关系数.结果表明,震害指数小于0.1和大于0.8时各类建筑物震害接近,而在0.2—0.6区间时震害差异明显,但总体上各类建筑物震害之间存在较高的相关性.为分析震害指数和强震动参数随距离衰减的相关性,进一步拟合了断层距小于500km的三分量峰值加速度衰减关系,对其归一化后同震害指数衰减的对比表明,峰值加速度衰减与砖混和砖木建筑物的震害指数衰减符合较好,与老旧建筑物的偏离较大.为提高可比性,本文还选取调查场点和强震动记录台站的经纬度位置相差均小于0.1°的57对数据,计算出加速度和速度峰值,以及加速度、速度和位移谱峰值,统计分析了这些峰值同震害指数之间的线性相关系数.本研究结果对抗震设计和震害指数与地震动参数之间的相互估计提供了有益参考.     

从汶川地震震害看结构抗震设计的一些问题

0引言 此次汶川地震,位于震中附近的汶川、汉旺、青川、北川等地区,烈度估计达到10～11度;绵竹、绵阳达到8～9度;远至成都、西安都有震害。震中地区房屋成片倒塌,剩下尚存的建筑也受到严重破坏。残酷的现实让我们反思：为什么类似于三十年前唐山大地震的震害又一次发生？其实,唐山地震后总结了不少关键性的经验教训,对相关的设计规范进行了修订。     

汶川大地震梁桥震害分析及梁桥抗震措施研究

通过对汶川地震区桥梁震害的调查,发现震区梁式桥主要震害集中在落梁、支座滑动、梁体位移、伸缩缝处相邻梁体间碰撞、挡块破坏和桥台破坏等方面。针对汶川地区桥梁震害现象,提出了震区梁桥的抗震设计对策和措施,以提高高烈度地震区桥梁的抗震能力。     

城市群体建筑物的震害预测

从福建宁德市区建筑群体中选取具有典型破坏特征的建筑物作为样本,采用简化的评价方法并结合结构模型建立震害预测样本库.在建立样本库基础上,将其按不同结构类型分类,提取建筑物结构类型、高度、建设年代、现状质量和用途等主要震害影响因子,类比出易损性单元格内群体建筑的抗震能力.通过分析统计求得规划区内房屋的震害矩阵,并求取待预测建筑物的震害指数进行震害类比预测.分析统计结果表明:类比预测法对宁德市群体建筑物的震害预测具有良好的可靠性.     

珠江三角洲场地震害分析与评判

通过对珠江三角洲地区活动断裂、砂土液化、软土震陷、塌陷地震、滑坡、崩塌和孤立地形和不均匀地基等场地震害分析,预测了珠江三角洲地区未来场地震害的主要形式是砂土液化和软土震陷,同时不可忽视其他震害的影响.利用砂土、软粘土层大量吸收地震能量来防止强震中建筑物的倒塌和破坏将成为场地震害分析的一个新趋势.     

不同烈度区砌体结构震害调研及易损性分析

对汶川地震中都江堰3 991栋砌体结构震害情况进行了分析,以了解不同烈度区砌体结构的震害特征及其抗震能力。首先,对都江堰砌体结构震害情况进行调研,结果表明该类结构体系易于破坏的位置为:纵、横墙体、开洞处、纵横墙接缝处、窗间(下)墙及构造柱破坏;而,大量经过抗震设计的砌体结构基本完好。采用数值统计分析方法对调查数据进行分析,给出了样本与震损等级的关系以及易损性矩阵;建立了多烈度区内不同烈度等级下的震损等级与易损性的非线性模型。     

地震对建筑物的危害及建筑物防震研究

地震是突发性的自然灾害,地震使得建筑物倒塌造成人们生命财产的损失触目惊心.通过对汶川、玉树的震害进行深入的分析研究和考察,对地震造成建筑物倒塌破坏的原因进行了分析和总结,并从建筑物的结构、设计、施工和管理等方面提出了一些抗震理念和要求.