基于星机地多源灾情信息融合的地震烈度判定

作     者：李芋均 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄丁发;郭红梅

授予年度：2020年

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：地震烈度 多源信息融合 区间证据理论 空间自相关 空间回归 

摘      要：破坏性地震发生后,快速准确的评估地震活动对灾区的影响,是开展应急救援工作和后续进行灾后重建工作的重要依据。地震烈度是国际上通用的衡量地震活动对地面所造成的影响强弱程度的一个综合指标。地震发生后快速评定地震烈度及其空间分布、制作地震烈度图是地震应急工作的核心环节。传统的烈度评定方法通常需要专业人员深入地震灾区实地调查,然后根据《中国地震烈度表》的判定标准综合评定地震烈度,往往需要大量的人力、财力和物力,并且效率较低,难以满足地震应急工作对时效性的要求。随着移动通讯技术、互联网技术、遥感技术、计算机技术等相关技术的快速发展,使得通过地面、无人机、卫星等平台快速获取震后地震灾区的大量灾情信息成为可能。本文针对多源灾情信息融合、地震烈度判定等相关问题展开,研究了基于多源灾情信息融合的地震烈度判定及多源灾情信息融合子系统的开发,主要内容如下:(1)在分析地面灾情调查获取的各类灾情信息的内容和表达方式、剖析各类灾情信息的内涵和特征的基础上,提出了基于地基多源灾情信息融合的地震烈度判定模型,该模型利用顾及证据间相似性的区间证据理论对多源灾情信息进行有效的融合,实现了地震烈度判定。以“2013年四川芦山7.0级地震为例进行了实验,并将结果与中国地震局公布的地震烈度图进行了对比,准确率达到70%以上,验证了该模型的可靠性。(2)在利用遥感技术进行地震烈度判定方面,目前常见的方法是建立遥感震害指数与等效地面震害指数之间的转换关系,然后按照等效地面震害指数与地震烈度的对应关系确定最终烈度,采用该方法在建立遥感震害指数与等效地面震害指数是忽略了数据之间的空间自相关特性,采用了经典的线性回归模型。本文在分析遥感震害指数的空间自相关特性的基础上,建立空间回归模型,利用该模型直接将遥感震害指数转换成地震烈度,最后以“2013年四川芦山7.0级地震为例进行了实验研究,并与线性回归模型结果进行了对比,空间回归模型的准确率和稳定性均优于线性回归模型。(3)基于MATLAB平台设计并开发了多源灾情信息融合的算法模块,该模块包括数据预处理、数据融合等功能,并与烈度快速初评估、烈度图的动态修正、烈度一张图展示等模块集成,形成了地震烈度图快速制图系统,该系统能够实现地震灾情信息的收集、处理和地震烈度图出图等功能。