检索结果-南通市图书馆

作者：刘青云防灾科技学院

学位级别：硕士

在地球这个动态变化的环境中,地震作为一种常见而又具有极高破坏力的自然灾害,对人类社会的影响深远。地震发生的突然性和不可预测性使得灾害应急救援面临巨大挑战。特别是在城市化快速发展的今天,一场地震灾害可能会导致人员伤亡数目惊... 详细信息

在地球这个动态变化的环境中,地震作为一种常见而又具有极高破坏力的自然灾害,对人类社会的影响深远。地震发生的突然性和不可预测性使得灾害应急救援面临巨大挑战。特别是在城市化快速发展的今天,一场地震灾害可能会导致人员伤亡数目惊人,财产损失巨大,社会秩序混乱。因此,如何有效应对地震灾害,减轻其造成的损失,已成为国际社会共同关注的问题。中国作为一个地震频发国家,历史上曾遭受过多次重大地震灾害。从汶川地震到雅安地震,每一次灾难的发生都对人们的生命安全和社会发展构成了极大威胁。因此,建立一套高效、科学的地震应急救援体系,对于提高灾害应对能力,保障人民生命财产安全具有重要意义。本研究围绕地震巨灾应急救援队伍的优化调配进行深入探讨。在地震发生后,如何迅速、准确地进行应急救援队伍的调度和资源的分配,直接关系到救援工作的效率和效果。因此,优化应急救援队伍的调配,提升救援行动的针对性和灵活性,对于提高救援成功率、减少灾害损失具有十分重要的意义。采用情景构建的方法对地震巨灾应急救援进行研究。情景构建作为一种有效的应急管理工具,能够帮助决策者在不确定的未来中做出更加科学的决策。通过构建不同的地震灾害情景,预测可能出现的救援需求,为应急救援队伍的优化调配提供了理论基础和实践指导。在情景分析的基础上,研究构建了应急救援队伍优化调配模型。这些模型不仅综合考虑了救援资源的分布特点和受灾情况的变化趋势,而且引入了多目标优化算法,从而实现了对应急救援队伍调配策略的科学规划和高效执行。通过对历次地震灾害的案例分析,本文验证了优化调配模型的实际应用效果。模型的实施不仅提高了救援行动的响应速度,而且通过科学调配应急救援队伍,有效提升了救援行动的成功率。此外,模型的应用还展示了在不同救援阶段,如何根据实际情况灵活调整应急救援队伍的配置,从而最大限度地发挥有限资源的效用。本文的研究不仅为地震巨灾应急救援队伍的优化调配提供了新的研究思路和方法,也为提高我国乃至全球地震应急管理的科学化、精准化水平提供了有力的理论支持和实践指导。

关键词：情景构建应急救援队伍优化调配遗传算法

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防灾减灾背景下城市社区韧性评估研究

防灾减灾背景下城市社区韧性评估研究

作者：朱雪莹防灾科技学院

学位级别：硕士

由于人类进入后工业时代,全球化、信息化、城市化的进程紧密捆绑,在面临不可预测的迭代性风险中,极其容易发生级联型危机,产生“蝴蝶效应”。为了现代化城市建设能够更加适应当前突发事件呈高频次、多领域发生的高风险社会,“韧性城市... 详细信息

由于人类进入后工业时代,全球化、信息化、城市化的进程紧密捆绑,在面临不可预测的迭代性风险中,极其容易发生级联型危机,产生“蝴蝶效应”。为了现代化城市建设能够更加适应当前突发事件呈高频次、多领域发生的高风险社会,“韧性城市”理念应运而生,并成为当下抵御和适应城市灾害风险的研究和实践热点。社区作为城市组成的最小单元,也是各类突发事件的基层承受主体,其韧性建设水平在一定层面关系着城市能否安全发展。韧性强的社区在面对突发事件时,恢复能力强,可有效的保障人民国家的生命财产安全,以实现长治久安;而韧性弱的社区则响应力滞后、适应力和恢复力不足,保障城市及社会安全运行发展能力不够。因此,如何建设与提升“城市社区韧性”也日益成为城市韧性研究领域的热点、难点和焦点。本文以强化城市社区韧性为目标,在防灾减灾视角之下,首先综合梳理、分析和总结韧性、城市社区及社区韧性的理论、内涵、研究框架、研究方法等相关国内外文献资料,在此基础上提出采用包括“准备、响应、恢复、减灾”4个时期、“工程、生态、经济、社会、制度”5个构成要素的社区韧性概念框架,为研究提供理论支撑。其次,从提出的应对突发事件全周期动态韧性评估模型出发,依据独立性、系统性、科学性、可行性原则,基于社会与环境韧性、制度与管理韧性两个层面构建适用于城市社区的多层级韧性评估指标体系,其中评估指标体系包括2个一级指标,与一级指标相对应的9个二级指标,每个二级指标包含3至13个三级指标不等,共计53个三级指标。然后选取深圳市龙岗区某国家级综合减灾示范社区作为研究区域,通过定性和定量相结合的混合评估方法,融合研究对象防灾减灾和韧性建设的实际需求,并运用实地调研、问卷访谈、德尔菲法、熵权法、层次分析法等方法进行全方位的数据分析和评估。最后得出该社区总体韧性评估结果,分析该社区韧性建设工作不足,从而提出相对应的建议。本文致力于深入研究城市社区韧性,并在实践中为城市社区安全建设提供新思路,进而为社区韧性建设能力的提升提供一些可行性建议,也在一定程度上丰富学术界已有的城市社区韧性相关研究。同时本文在防灾减灾视角下构建的城市社区多层级韧性评估指标方法,不仅有利于提升社区韧性能力,满足城市居民的安全需求;而且有利于保障城市及社会可持续、高质量发展。本文的研究成果也在一定程度上为其他存在不确定性风险的城市社区韧性评估和建设提供理论、技术方法与应用实践。

关键词：社区韧性社区韧性评估评估体系评估方法

震间期小江断裂带渗透性变化特征及形成机理研究

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震间期小江断裂带渗透性变化特征及形成机理研究

作者：廉晓阳防灾科技学院

学位级别：硕士

目前,全球板块运动进入到较为活跃的时期,地震灾害频发,对人类的生命财产安全和赖以生存的生态环境都造成了极大的威胁和破坏。小江断裂带是地震危险性和活动断裂研究的热点区域,在我国地震危险区域划分研究中有着重要地位。因此,本文... 详细信息

目前,全球板块运动进入到较为活跃的时期,地震灾害频发,对人类的生命财产安全和赖以生存的生态环境都造成了极大的威胁和破坏。小江断裂带是地震危险性和活动断裂研究的热点区域,在我国地震危险区域划分研究中有着重要地位。因此,本文主要对小江断裂带的渗透性变化特征与形成机理进行深入研究。本文通过查阅文献综述和实地调查,详细分析影响小江断裂带渗透性变化的各种因素及其作用机制。其中,地震活动是一个关键因素,会引起区域应力调整,从而导致断裂带渗透性增强或减弱。本研究关注震间期渗透性的长趋势变化,这样做有利于与更长时间尺度的地形变结果对照并研究区域形变与渗透性的相互作用机制。本文选取了分布在小江断裂带北段、中段和南段的9口水位监测井和GNSS连续站,收集并处理数据进行震间期渗透性的长趋势变化与地形变之间的相关关系研究。断裂带渗透性参数反演部分基于井-含水层系统的越流模型,通过潮汐响应法来计算渗透性系数。研究发现,小江断裂带上的江川、弥勒和通海高大井所在区域的渗透性存在趋势性变化,并且这三口井渗透系数的变化特征与基于GNSS的断裂带区域应变场状态分量中的面应变率的变化相关;当区域以压缩形变为主时,区域中的井水位会持续上升,并且井水位潮汐响应法得到的垂向越流系数呈现下降趋势;当区域以拉张形变为主时,垂向越流系数的变化趋势呈现上升趋势。这一变化特征的形成机理是由于区域形变改变活动断裂带的裂隙开度,从而影响渗透性的变化趋势。本研究的创新点就在于系统研究了震间期断裂带渗透性长趋势变化特征并提出区域构造变形对断裂带渗透性长趋势变化的影响特征。本研究通过深入了解小江断裂带的渗透性变化同区域形变的相关性,可以为构造形变作用下断裂带流体运移产生的水位、水温、水化学等前兆现象的机理提供科学依据,有助于更好地理解断裂带流固耦合作用。

关键词：小江断裂带渗透性潮汐响应应变场地震活动

基于CSES和Swarm观测的地震电离层等离子体异常研究

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基于CSES和Swarm观测的地震电离层等离子体异常研究

作者：韩程程防灾科技学院

学位级别：硕士

地震,作为地球自然界最具破坏性的自然灾害之一,不仅给人们的生命财产带来巨大损失,也会对社会经济和环境造成沉重打击。因此,开展地震相关科学预测、监测和预警工作至关重要。随着科技的进步,特别是空间探测技术的发展,越来越多的地震... 详细信息

地震,作为地球自然界最具破坏性的自然灾害之一,不仅给人们的生命财产带来巨大损失,也会对社会经济和环境造成沉重打击。因此,开展地震相关科学预测、监测和预警工作至关重要。随着科技的进步,特别是空间探测技术的发展,越来越多的地震震前异常在电离层被观测到,地震监测预测研究已不局限于地面观测。2018年2月,我国成功发射了地震电磁监测试验卫星(即张衡一号01星,CSES),是中国第一颗专门用于地震观测研究以及地球物理场测量的天基平台。特有的高度和地方时为探索该时空区域内的电离层物理特征,以及地震相关电离层异常现象及机理提供了丰富且长期稳定的观测资料。欧洲航天局在2013年发射的Swarm卫星星座与CSES同期在轨,并且搭载有与CSES相似的地磁场和等离子体探测载荷,为研究电离层的空间动态变化提供了更加全面的观测数据。前期研究表明,电离层等离子体原位观测数据对于地震有非常敏感的响应,学者们记录到大量的震前异常现象。目前CSES-01运行已六年多,基于其电子密度(Ne)观测数据的地震相关异常的系统性的研究还未见报道。本文利用CSES卫星的朗缪尔探针(LAP)载荷观测的电子密度(Ne)数据,对全球57个6.8级以上浅源(震源深度≤100km)地震以及中国15个6级以上地震进行震例分析和统计研究,同时在典型震例CSES数据研究的基础上,联合Swarm卫星观测数据开展立体观测分析。首先利用CSES电子密度观测数据,选取3个典型震例,利用重访轨道分析法研究了震前的异常变化:对于2021年8月12日棉兰老岛附近海域地震,在震前13天和震前12天,震中西北方向Ne异常扰动变化明显升高,在地震当天,震中西南方向Ne扰动变化升高;2020年8月19日印尼苏门答腊岛南部海域地震,在震前11天和震前7天,震中西北方向均有Ne异常变化扰动幅度升高现象;2023年2月6日土耳其地震,在震前10天,震中西北方向Ne扰动变化升高。同时,联合Swarm星座观测数据,利用快速扰动分析方法对这些典型震例进行分析,研究发现:棉兰老岛附近海域地震,在震前13天、震前12天和地震当天记录到了与地震有关的异常;印尼苏门答腊岛南部海域地震,在震前11天和震前7天,Swarm观测数据均有异常出现;土耳其地震在震前10天也记录到了异常现象。其次,利用CSES和Swarm观测数据对三个震例开展震前异常现象的时空立体分布研究,结果表明:在CSES观测到异常现象一定的时空范围内,Swarm卫星在大多数情况下也记录到了相似的异常,但由于CSES和Swarm卫星的轨道高度、地方时等的不同,其异常时空分布有差异,通过这些差异可以看出异常现象可以分布在震中周围460～520km高度范围内,可以持续几个小时。在震例分析的基础上,总结了CSES地震电子密度异常分析流程和判别标准。并利用CSES观测数据对2018年8月到2023年3月之间全球发生的6.8级以上地震(共57个)以及中国大陆6级以上地震(共15个)进行了统计分析。研究发现:(1)震级越大,地震出现异常现象越多;(2)震中东侧异常明显高于震中西侧,北半球异常多分布于震中以南方向,南半球异常多分布于震中以北方向;(3)地震当天、震前2天、震前7天、震前11天几个时间范围内异常出现频次较高;(4)对于中国大陆五年来发生的6级以上地震(共15个):Ne的异常现象多发生在震中西南方向,震前5天异常出现频次最高,此外,震前9天-震前5天有连续异常现象。研究结果表明,CSES和Swarm的Ne能够在研究与地震相关的电离层扰动中发挥基础作用,并且得到统计意义上的可靠性。地震前电离层异常的发生与震级、地理位置(包括陆地与海洋地震)及南北半球位置密切相关,震前异常现象会沿着磁力线方向传播,数据分析结果为理解地震如何影响电离层提供了线索,并且与岩石圈-大气-电离层耦合(LAIC)模型的定性分析一致。本项研究不仅有助于增进我们对地震形成和发展过程中等离子体行为的理解,还能为基于卫星星座的地震电离层研究以及其在防灾减灾中的实际应用提供宝贵的参考资料,具有重要的研究意义。

关键词： CSES Swarm 电子密度地震等离子体异常

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基于大数据平台的连续重力数据算法模块实现

基于大数据平台的连续重力数据算法模块实现

作者：李响防灾科技学院

学位级别：硕士

重力仪是一种精密测量重力加速度的仪器,它能够提供高精度的重力场数据,可以研究地球重力场的分布特征、变化规律、地球内部结构和地壳运动等。随着观测台站和仪器数量的增加,目前产生的连续重力数据量达到了3.4T。目前,传统的人工处理... 详细信息

重力仪是一种精密测量重力加速度的仪器,它能够提供高精度的重力场数据,可以研究地球重力场的分布特征、变化规律、地球内部结构和地壳运动等。随着观测台站和仪器数量的增加,目前产生的连续重力数据量达到了3.4T。目前,传统的人工处理方法已经无法满足高效率和快速处理的需求,因此,利用计算机技术实现连续重力数据的自动化处理是大势所趋。本文基于现有的大数据平台,运用Python编程语言编写连续重力数据算法程序,并采用MVC架构进行设计和开发,利用蓟县地震台同址观测的三台不同型号（gPhone、DZW和GS-15）重力仪2022年全年的连续观测数据,计算不同频段的台站背景噪声水平,主要结果如下:（1）依托现有的大数据平台,运用Python编程语言,开发动态重力预处理模块和动态重力潮汐改正模块,覆盖数据处理全流程,使得对大规模数据集的批量处理变得可行,提高大规模重力数据集处理速度。（2）对比了不同类型仪器对环境噪声的响应,计算了三种重力仪的地震频段（200～600 s）噪声等级重力噪声水平,并与全国gPhone重力仪的地震噪声等级进行了对比。在频率低于10Hz时,扣除固体潮和气压改正可以明显改进重力噪声水平。相同台站不同仪器重力噪声水平不同,gPhone型重力仪的背景噪声水平低于DZW型重力仪和GS-15型重力仪,其SNM值为3.355。2022年全国gPhone重力仪的地震频段噪声水平均值为5.418,蓟县台的噪声水平平均值为3.465,低于全国的噪声水平。（3）计算了蓟县台三台重力仪的亚地震频段（1至6小时）的背景噪声水平（SSNM）以及潮汐频段（大于6小时）的背景噪声水平（TNM）,通过分析亚地震频段的平均功率谱密度,得到三种重力仪的SSNM:gPhone型为3.91,DZW型为4.48,GS-15型为5.20,表明在亚地震频段,gPhone型重力仪噪声水平最低;SSNM与SNM之间存在正相关关系;通过计算,三种仪器的TNM结果是:gPhone型为5.514,DZW型为6.681,GS-15型为8.007,TNM与SNM之间存在一定的相关性。（4）对比了Eterna和Venedikov两种调和分析方法的差异,根据调和分析的结果,gPhone的主要潮波（O、K、M、S）精度最高;对于振幅较小和周期较长的潮波,无论选择两种调和分析方法中的哪一种,误差都偏大,两种调和分析方法的选择取决于研究的目的和所需的精度。Eterna调和分析方法更适用于处理长期或受到多种周期性影响、存在非潮汐信号潮汐观测数据;Venedikov调和分析方法在处理短期或特定时间段内的潮汐数据时可迅速给出结果。

关键词：连续重力数据算法模块地震频段背景噪声亚地震频段背景噪声潮汐频段背景噪声

氯盐侵蚀与砂土液化耦合作用下桩基—桥墩抗震性能研究

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氯盐侵蚀与砂土液化耦合作用下桩基—桥墩抗震性能研究

作者：秦极防灾科技学院

学位级别：硕士

近海桥梁通常长期暴露在高浓度氯盐的环境中,周围的场地可能为可液化饱和软土,容易发生液化现象。桩基-桥墩结构容易同时受到氯盐侵蚀和砂土液化的双重影响,大量震害调查显示,砂土液化和氯盐侵蚀都会使震后桩基-桥墩受到较为严重的损伤... 详细信息

近海桥梁通常长期暴露在高浓度氯盐的环境中,周围的场地可能为可液化饱和软土,容易发生液化现象。桩基-桥墩结构容易同时受到氯盐侵蚀和砂土液化的双重影响,大量震害调查显示,砂土液化和氯盐侵蚀都会使震后桩基-桥墩受到较为严重的损伤,因此,本文在已有研究基础上,以考虑氯盐侵蚀和砂土液化耦合作用的桩基-桥墩为研究对象,利用Open Sees平台进行数值模拟,以揭示氯盐侵蚀与砂土液化耦合作用对桩基-桥墩抗震性能的影响规律,具体工作内容如下:(1)数值模拟方法的可靠性得到验证。基于Open Sees有限元平台建立液化场地桩基-桥墩有限元模型,对已完成的“液化场地桩-土-桥梁结构相互作用振动台试验”进行数值建模,并阐述该液化场地桩基-桥墩具体建模方法。输入近断层地震动,进行动力时程分析,将土层孔隙水压、桩基和土体加速度等数值模拟结果与振动台试验结果对比,发现二者吻合较好,验证了建模方法较为可靠。(2)基于一维Fick第二定律,详细分析氯盐侵蚀的三个阶段,计算了氯盐侵蚀环境下钢筋开始腐蚀的时间,分析了桥墩因服役年限增加所导致的各项参数退化规律。以一座实际的桩柱式桥墩为背景,利用Open Sees有限元平台建立了四种数值分析模型,输入近断层地震动进行动力时程分析,讨论了各地震响应参数。结果表明:场地液化和氯盐侵蚀均会显著增大桥墩的最大位移反应;砂土液化使桩基的塑性损伤加重,塑性损伤范围增加;墩底附近塑性损伤随着桥墩腐蚀程度增加而增大,而桩身塑性损伤随桥墩腐蚀程度增加而减小;桩基-桥墩峰值弯矩随桥墩腐蚀程度的增加而降低。(3)进一步发展数值模型,探究倾斜液化场地条件下考虑砂土液化和氯盐侵蚀偶合作用对桩基和桥墩的震后性能的影响。建立四组数值分析模型进行地震反应分析。结果表明:液化倾斜场地在震后会出现土体侧向扩展的现象,从而导致墩顶变形进一步加重;倾斜液化场地桩基-桥墩曲率延性系数最大值出现位置也与非液化场地有所不同,倾斜液化场地会改变桩基-桥墩的受弯模式,峰值弯矩出现的位置有所变化。

关键词：桥梁抗震砂土液化氯盐侵蚀桩-土相互作用数值分析

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变水压作用下的混凝土抗渗性试验方法研究

变水压作用下的混凝土抗渗性试验方法研究

作者：谢亮辉防灾科技学院

学位级别：硕士

抗水渗透性评价是混凝土长期性能和耐久性能的重要指标之一。目前行业通用的抗水渗性试验方法存在操作时间长、繁琐、且评价指标非定量等问题。为此,本文结合实际工程水渗透特点,在对比分析混凝土不同抗渗试验方法原理的基础上,探索一... 详细信息

抗水渗透性评价是混凝土长期性能和耐久性能的重要指标之一。目前行业通用的抗水渗性试验方法存在操作时间长、繁琐、且评价指标非定量等问题。为此,本文结合实际工程水渗透特点,在对比分析混凝土不同抗渗试验方法原理的基础上,探索一种能缩短检测时间、操作相对便捷且评价指标可定量的试验装置和配套的标准化检测评价方法,并对其适用性进行试验验证,以期为行业混凝土抗水渗透性检测设备和方法改进提供思路。本文主要研究结果如下:(1)通过对混凝土水渗透原理及现有抗水渗透性能检测方法的对比分析,指出水在混凝土工程和检测试件中的渗透是变化且复杂的,且对混凝土性能会产生显著影响,在测试抗渗性时应考虑变水压作用,这可通过改进设备和试验方法实现。(2)通过模拟环境的变水压情形,设计并研制出一种可以连续实时检测的混凝土抗水渗透性试验的设备装置。该设备装置主要由加压系统、测试与密封系统及计量系统三部分试验设备组成。(3)对研制的设备装置进行了试验验证,试验结果表明,不同渗水方式对试验结果的影响不大,基本可以忽略。该方法适合检测的混凝土强度等级范围为C30～C50;可测试的龄期范围为7～28d,其中28d是最佳测试龄期;养护试件的温度为20℃,湿度为95%。(4)通过验证试验,建立了一套包括样品制备和预处理措施等规范化测试方法。其中,加压系统采用水压力为0～1.2MPa,稳定气压为(1.50±0.05)MPa,利用气压控制整个加压过程;使用橡胶气密封处理;计量系统采用电子天平与灵敏性水传感器自动采集数据;试验时间为12h;垫层采用饱水处理;检测指标为渗透量,以克(g)表示。

关键词：混凝土变水压作用渗透性能试验方法标准化

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基于罗默模型的灾后经济增长研究

基于罗默模型的灾后经济增长研究

作者：罗荣荣防灾科技学院

学位级别：硕士

自然灾害一直是人类社会发展中面临的重要挑战,特别是我国气候条件、地质构造、地形地貌较为复杂,极易引发如地震、洪水、台风和泥石流等自然灾害,不同灾害对灾区造成的破坏和影响存在显著差异,对灾后救援和恢复重建工作的要求也不尽相... 详细信息

自然灾害一直是人类社会发展中面临的重要挑战,特别是我国气候条件、地质构造、地形地貌较为复杂,极易引发如地震、洪水、台风和泥石流等自然灾害,不同灾害对灾区造成的破坏和影响存在显著差异,对灾后救援和恢复重建工作的要求也不尽相同。地震灾害难以预测、破坏性强、易引发次生灾害,造成的物质、资源、经济等损失范围广、数量多,且社会影响深远,导致震后设施恢复重建、经济复苏、资源重新分配、生态恢复生机等社会活动开展较为困难。因此,研究灾区灾后经济增长不仅可以全面分析和梳理地震对灾区经济增长与社会发展等的影响,而且可以借助科学的分析手段和方法,对灾区灾后经济增长趋势进行合理的预测,具有重要的理论与实际意义。玉树州位于巴颜喀拉地块内部,是青藏高原地质活动最为频繁的地块之一,近年来,我国内地发生的7级及以上地震主要集中在这一板块边界带周边地区。2010年玉树地震造成了大量的人员伤亡和财产损失,给当地及周边地区的经济发展、社会发展和生态环境带来了严重影响。本文以此为背景,基于罗默三部门内生经济增长理论,从理论上分析了灾害对模型中物质资本、人力资本、劳动力和技术水平等生产要素的影响,地震灾害通过影响灾区的物质资本、技术进步和人力资本等生产要素进而影响灾区的经济增长。并以2010年玉树地震为载体,研究了地震灾害对模型变量的作用机制。采用时间序列模型预测了玉树州2010年没有发生地震的地区GDP和各产业产增加值数据,并与实际值进行对比研究玉树州灾后经济增长情况,发现震后的恢复重建政策对玉树州经济发挥了积极有效作用。玉树地震后玉树州GDP增长速率超过了灾前,第一产业增长率低于预测值,主要原因是由于地震导致农作物受损和农业基础设施的破坏,减少了农村地区的劳动需求,导致农村劳动力呈现出外涌现象;第二产业恢复速度较快,增长率超过了灾前水平,主要原因是灾后恢复重建中政府的投资和政策扶持促进了技术更新和产业升级;第三产业增长速率略低于预测值,主要原因是该地区以服务业为代表的第三产业发展起步较晚,加之地震带来的破坏使得产业发展受阻。总的来说,地震对玉树州经济发展的影响是短期的、局部的,对灾后几年内经济的影响较大,对灾后长期经济增长情况影响不明显。

关键词：罗默模型玉树地震时间序列预测经济增长

基于熵-变权理论的河北省洪涝灾害风险评估研究

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基于熵-变权理论的河北省洪涝灾害风险评估研究

作者：牛紫霄防灾科技学院

学位级别：硕士

在全球气候变化的背景下,极端气候事件不断增多,社会经济发展快速,暴雨频发、强度升级和损失惨重,已成为当前洪涝灾害的明显趋势。灾害风险评估是减轻灾害损失的重要手段。国内外学者在洪涝灾害风险评估领域已经取得了丰富的研究成果,... 详细信息

在全球气候变化的背景下,极端气候事件不断增多,社会经济发展快速,暴雨频发、强度升级和损失惨重,已成为当前洪涝灾害的明显趋势。灾害风险评估是减轻灾害损失的重要手段。国内外学者在洪涝灾害风险评估领域已经取得了丰富的研究成果,国内研究主要集中在洪涝灾害的成因、分布规律以及风险评估方法等方面,而国外研究则更加注重对洪涝灾害的模拟预测和风险评估技术的创新。洪涝灾害风险评估方法主要分为数理统计法、指标体系法、遥感影像分析法和水文力学法四类。综合考虑各评估方法的优缺点,结合实际情况,选取指标体系法对河北省县域单元进行洪涝灾害风险评估。首先对河北省县域单元洪涝灾害风险进行风险识别。主要涉及到对河北省各县域的地理位置、气候特征、地形地貌、水系分布、社会发展等基本情况进行详细梳理和分析,以明确可能引发洪涝灾害的主要因素。其次对洪涝灾害风险进行风险评估。遵循风险系统理论,结合河北省灾害特征、经济发展等因素,利用气象水文、地形地貌及社会经济等数据,选取致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力四个维度的14个指标,采用熵权法确定指标常权权重,构建洪涝灾害风险评估指标体系。为改进传统常权综合评估中把每个因素的权重都设为固定值的不合理情况,特引入变权理论,构建符合洪涝灾害风险评估特征的状态变权向量,基于聚类分析法确定变权区间计算变权参数,进而求出变权权重,最终建立河北省洪涝灾害风险变权评估模型。变权评估模型可以很好的满足各指标的权重根据对应因素指标值的变化而变化,使权重可以更好的表达对应因素指标值改变在评估中的影响。结果表明,河北省洪涝灾害风险主要呈东部沿海县域高、南部平原县域中等、北部山区县域低的趋势。

关键词：风险评估洪涝灾害变权熵值法县域单元

基于改进YOLOv5神经网络的闪电哨声波智能检测

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基于改进YOLOv5神经网络的闪电哨声波智能检测

作者：赵晨旭防灾科技学院

学位级别：硕士

闪电哨声波（LW）是研究空间物理环境和圈层耦合机理的重要媒介。2018年,我国首颗地震电磁监测试验卫星——张衡一号（CSES）在中国酒泉发射中心成功发射并运行了六年。其搭载的感应磁力仪探测到了大量的LW事件,积累了海量数据。然而,... 详细信息

闪电哨声波（LW）是研究空间物理环境和圈层耦合机理的重要媒介。2018年,我国首颗地震电磁监测试验卫星——张衡一号（CSES）在中国酒泉发射中心成功发射并运行了六年。其搭载的感应磁力仪探测到了大量的LW事件,积累了海量数据。然而,依靠目前现有的智能检测算法完成LW事件的检测任务需要很多年的时间。为了应对海量数据的挑战,本文提出了一种快速高效的闪电哨声波自动识别算法（LW-LWNet）。这项研究对于探索空间天气中闪电事件的时空变化规律具有重要意义。首先,该算法采用深度可分离卷积、挤压激励机制、逆残差结构的轻量化技术对YOLOv5的主干网络进行改进,以降低神经网络参数量和计算量,从而提高模型推理速度。其次,采用小计算量的块注意力机制改进主干网络的输出通道,通过增强闪电哨声波形态特征,克服了由于参数压缩导致性能下降的问题。最后,通过对神经网络的训练得到LW-LWNet模型。在2019年9月的磁场ELF波段数据集上进行了实验。实验结果显示:改进的算法在精确度、召回率、准确率和F1值分别达到了88.8%、80.6%、89.8%和89.3%,相对于原始YOLOv5算法提高了0.7%、0.9%、0.4%和0.6%。此外,在轻量化方面,该模型大小压缩了57%;在推理速度方面,FPS提升了33%;在检测精度方面,mAP提升了0.3%。因此,本文提出的算法不仅在识别精度上有所提升,而且显著提升了推理速度,为快速提取闪电哨声波事件、挖掘全球闪电哨声波时空分布规律提供了方法论。主要创新点如下:（1）本文基于当前工业应用成熟、模型体积小、检测速度快、检测精度高的目标检测模型YOLOv5作为基础模型,通过设计轻量化的特征提取模块修改网络结构,减少主干网络的计算量,以达到节约计算资源提高模型效率的目的。（2）针对网络参数减少导致模型特征表达能力不足的问题,结合计算机视觉的方法,进行对比实验,将注意力机制融入在网络中的不同位置,提升模型对闪电哨声波的关注程度。

关键词：闪电哨声波 YOLOv5 轻量化技术注意力机制