震害預測快速服務平臺的模型與方法及一些相關理論的研究

震害預測快速服務平臺的模型與方法及一些相關理論的研究本論文圍繞著創(chuàng)建一個震害預測快速服務平臺所涉及的核心數(shù)據(jù)處理模型、從數(shù)據(jù)組織到空間分析與處理的各種有效方法、以及一些相關的理論開展研究，最終目的是實現(xiàn)一個快速的、可更新的、實用的震害預測網(wǎng)絡服務平臺。震害預測快速服務平臺的構建核心是數(shù)據(jù)處理模型。本論文通過對震害預測及震害快速估計、震害評估全過程的詳細分析，提出了一套完整的普適性震害預測數(shù)據(jù)處理模型，它為建立一個高效的、可更新的、實用的震害預測系統(tǒng)提供可行的基本思路。在震害預測服務平臺實現(xiàn)中，各種相關數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結構起著至關重要的作用，它是系統(tǒng)是否具有廣泛的適用性的決定因素，也是系統(tǒng)可擴充性與可更新性的保障，甚至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率在很大程度上依賴于數(shù)據(jù)結構。本論文通過提出點數(shù)據(jù)對象、線數(shù)據(jù)對象、區(qū)域數(shù)據(jù)對象和柵格數(shù)據(jù)對象這四個基本對象及與其相關聯(lián)的屬性對象的抽象表示，可以完整地實現(xiàn)對普適性震害預測數(shù)據(jù)處理模型中的各種相關數(shù)據(jù)的組織、存儲與高效訪問。震害預測數(shù)據(jù)處理過程及計算結果的可視化都涉及到很多相關的空間分析與處理。通過本論文的研究，對所涉及到的各種相關空間分析與處理方法都給出了可行而且是高效實用的解決方法，包括地圖投影、各種情況下的空間距離的計算，區(qū)域面積計算、圓和橢圓邊界數(shù)據(jù)的生成、點與區(qū)域的位置關系的判別、多邊形相交區(qū)域數(shù)據(jù)生成、多邊形區(qū)域數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化處理等。在震害預測快速服務平臺中，如何減少由于地震臺網(wǎng)定位誤差以及其它一些因素所造成實際的宏觀震中與定位震中偏離的影響，是提高震害快速估計結果合理性的重要條件。本論文通過對全國133個及南北地震帶66個地震的宏觀震中及微觀震中與活斷層構造分布背景關系的詳細分析，提出了可以根據(jù)定位震中周圍的活動構造背景來估計可能的宏觀震中的方法。地震目錄是震害預測服務平臺中最重要的基礎數(shù)據(jù)，而對地震目錄完全性的評價是開展各種相關研究的前提。本論文采用兩種方法來給出研究區(qū)域一定時期內(nèi)的地震目錄的最小完全性震級的分布，一種方法是通過地震臺網(wǎng)來計算控制震級下限的分布，通過本論文的空間處理方法處理的結果在“首都圈防震減災示范區(qū)”工程的地震臺網(wǎng)的設計時發(fā)揮了重要的實際作用；另一種方法是通過對地震目錄的分析直接獲取滿足G-R關系的震級下限的分布，本論文提出了通過限制不同震級地震參與完全性分析的有效距離的方法，增強了這種方法的合理性。通過對二十世紀八十年代末中國地震目錄完全性的分析表明，這兩種方法的結果是吻合的。如何刪除地震目錄中的余震，同樣是震害預測中各種相關研究與應用的重要問題。通過對主震震級法(包括K-K法、C-S法、G-C法)、Reasenberg法對地震目錄進行余震刪除的結果表明，各種方法都可以從一定程度上刪除引起地震累積頻度非平穩(wěn)增長的地震事件。但大量震例分析的結果表明，主震震級法通常很難取得與實際余震分布吻合較好的結果；Reasenberg法在臺網(wǎng)觀測地震目錄較完整的情況下效果顯著，在目錄完整性較差的情況下效果不佳：本論文提出的擴散鏈方法可以適合于各種情況的地震目錄，其圈定余震的空間分布己在一定程度上顯示出實際余震分布的特征。最后，在上述研究工作的基礎上，采用宏觀易損性分析的震害預測方法，本論文通過一種高效的網(wǎng)絡服務實現(xiàn)機制，在Internet環(huán)境下建立了一個實際的震害預測快速服務平臺（WebEEES）。這是一個實用化的動態(tài)服務系統(tǒng)，它可以通過Mmet直接為眾多有權限的單位或個人提供在線服務。WebEEES具有高效的震害預測數(shù)據(jù)處理能力，在排除網(wǎng)絡通道較慢的情況下，對每個假想地震的處理請求都可以在5秒鐘內(nèi)從Internet測覽器上