高分辨率遥感图像在城市快速震害预测中的应用研究.pdf

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1、第27卷第2期灾害学V0L27No．22012年4月JOURNALOFCATASTROPHOLOGYApt．2012高分辨率遥感图像在城市快速震害预测中的应用研究赵琪，翟永梅，李铁铮(1．同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092；2．同济大学上海防灾救灾研究所，上海200092；3．中国建筑东北设计研究院，辽宁沈阳110006)摘要：以河南省某县城为例，通过分析高分辨率遥感图像，获取建筑物的属性信息，结合相关调查数据，建立震害矩阵，得到震害预测结果，计算综合地震危险性指数，评价该区域综合抗震能力。与实际调研结果对比

2、后发现，基于高分表率遥感图像的建筑物信息提取技术具有较高精度，能够满足大范围快速震害预测的需要。关键词：高分辨率遥感影像；建筑物信息；震害矩阵；综合地震危险性指数；震害预测中图分类号：P315．9文献标志码：A文章编号：1000—811X(2012)02—0072—05明显的优势。0引言1城市建筑物高度的计算原理和方法地震灾害是一种突发性强、破坏力巨大的自然灾害。资料显示，地震中人员伤亡总数的95％建筑物的阴影表征了其位置、几何高度、太以上是由房屋倒塌造成的，仅有不足5％的人员伤阳、卫星位置之间的关系，通过计算其长度，再

3、亡是直接由地震及地震引发的水灾、山体滑坡等结合四者的相对几何位置关系进行三角函数运算，次生灾害导致的。同时生命线工程的破坏、某些可求得建筑物的高度。为了便于计算，假设地面次生灾害也在不同程度上受建筑物破坏的影响。平坦，建筑物垂直于地表。我国是地震多发国家，地震引发建筑物及各类工(1)当遥感卫星图像中卫星的相关参数，如太程设施破坏、倒塌，造成了的巨大损失。因此建阳高度角、太阳方位角和卫星高度角等已知时，筑物破坏程度及其分布情况是衡量城市地震灾害设建筑物的高度为日，阴影可见长度为￡，卫星高规模的重要指标¨。度角为Ot，太阳高

4、度角为，则这些参数之间的关震害预测分析工作具有重要的意义，它是一系为：个城市制定抗震防灾规划的基础依据。建筑物的当太阳、卫星位于建筑同侧信息是城市防震减灾数据的重点，因此其数据的H=L·tanu·tan／3／(tanc~一tan／3)。(1)质量直接关系到城市抗震防灾工作的成败。然而当太阳、卫星位于建筑异侧目前建筑物信息大多通过人工调查获得。这种传H=L·tan／3。(2)统的方法不仅耗费大量的人力物力财力资源，而(2)当遥感卫星图像中卫星的相关参未知时，且由于历时长，失去了时效性。高分辨率遥感图像具有快速、实时、全面、

5、客观、直观的特点。在同一副遥感图像中，卫星高度角为OL，太阳高度随着技术的进步，遥感卫星图像的获取越来越容角为均为定值，由式(1)和式(2)可见，与易，同一地区图像获取周期越来越短，图像精度成正比关系，此时可调查一栋建筑物的高度与阴越来越高，费用也越来越低。因此，以高分辨率影之间的关系，求出比例系数，得到其余建筑物遥感图像作为信息源来进行震害预测具有越来越的高度。收稿日期：2011一l1一O3基金项目：国家自然科学基金资助项目(51178351)作者简介：赵琪(1987一)，男，陕西安康人，硕士研究生，主要从事工程抗震与

6、城市综合防灾减灾方向研究E-mail：cvzhao@yahoo．tom．en2期赵琪，等：高分辨率遥感图像在城市快速震害预测中的75表3房屋建筑面积统计m震性能次于A类。C类结构主要包括白灰砂浆砌筑的砖结构房屋，墙厚24em的空旷砖结构房屋等。D类结构主要包括农村里的生土结构，如土坯房屋、土坯窑洞、碎石结构等，是抗震性能最差的结构。本文中预测区域建筑物结构类型由层数来判定，判定标准是：一层的建筑为平房(包括土坯房、简易房和一层砖房)；两层到六层的为多层砖混结构；七层以上为钢筋混凝土框架结构、框剪结构。5．1震害预测结果计

7、算尹之潜根据我国历次地震破坏结果、实验资料和弹塑性地震反应分析资料的统计分析结果，考虑地区和年代差异，建立了基于不同地震烈度下的震害矩阵，本文采用的矩阵见表4(该地区抗震设防烈度为VII度)。5基于易损性分析的震害预测表4基本烈度为VII度地区的震害矩阵％建筑物震害预测方法较多，其中易损性分析方法由于计算简便结果可靠，应用实例较多J。建筑按照其结构易损性可分为A、B、C、D四类：A类结构主要包括钢和钢筋混凝土结构，如钢筋混凝土框架结构、框剪结构等。分别根据已经计算出的各类结构的建筑面积B类结构主要包括砖混结构、工业建筑等

8、。这和实际数据，结合震害矩阵，可以计算得到震害类结构是20世纪80—90年代的主要结构类型，抗预测结果，见表5。表5VII度地震作用下震害预测结果m表6破坏程度与破坏指数5．2综合抗震能力评价为了得到更直观、有效的震害预测结果，通常在城市震害预测中，把建筑物的破坏程度量化，量化结果称之为破坏指数，如表6所示。破坏指数