基于GIS的地震熱紅外過程研究.pdf

1、地震作為一種快速構(gòu)造運動,因其顯著的破壞性對生命活動尤其是人類產(chǎn)生不同程度的危害性。地震的突發(fā)性和難以預(yù)見性使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對于地震的認(rèn)識主要停留在震后的數(shù)據(jù)分析上,前人已取得一系列重要成果,但對于地震活動整體過程的研究仍然比較難以深入。而地震孕育的演化過程研究是進(jìn)一步認(rèn)識地震活動規(guī)律的關(guān)鍵。地震的熱紅外過程作為地震發(fā)生的重要前兆,將熱紅外過程與構(gòu)造活動聯(lián)系起來,是一種地震研究的新的思路。GIS技術(shù)具有強大的地理數(shù)據(jù)處理能力。本文首創(chuàng)性的

2、提出基于地理信息系統(tǒng),嘗試對于地震熱紅外過程進(jìn)行研究。提出了一個完整的基于GIS的熱紅外過程研究方案并在研究過程中創(chuàng)新改進(jìn)研究方法,進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的接收與處理,地理信息系統(tǒng)技術(shù)、計算機軟件系統(tǒng)平臺下的多源信息復(fù)合,背景場的選擇與分析,熱紅外過程的解譯,科學(xué)規(guī)律的總結(jié)與趨勢分析。
　　 全文分為六個部分。第一部分為緒論部分,通過對選題背景的陳述,分別回顧了國內(nèi)外的相關(guān)研究歷程,對不同研究人員的學(xué)術(shù)觀點進(jìn)行了綜述,結(jié)合GIS技術(shù)的介紹

3、,對選題意義與應(yīng)用價值加以說明,并對采用的技術(shù)方法進(jìn)行簡述。
　　 第二部分,對地震宏觀研究的區(qū)域進(jìn)行自然地理、人口經(jīng)濟(jì)方面的論述,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景與地震構(gòu)造活動狀況加以分析,論證選擇華北地區(qū)作為背景場是因為該區(qū)域為地震可能危害性最大區(qū)域,具有典型性,并為后文的具體震例分析做出宏觀背景鋪墊。
　　 第三部分,采用自主接收的NCEP／NOAA連續(xù)數(shù)據(jù),研究對該逐日數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列具體的處理,以生成反映熱紅外過程的圖像。

4、>　　 第四部分,通過使用目前流行的地理信息系統(tǒng)平臺軟件,研究在地理信息技術(shù)下對多源信息進(jìn)行復(fù)合,實現(xiàn)各種信息疊置后的可視化表達(dá)。
　　 第五部分,在結(jié)合華北歷史地震活動格局的基礎(chǔ)上,計算了連續(xù)多周期的構(gòu)造應(yīng)力大小,對近期發(fā)生于河南周口地區(qū)的Ms4.7地震進(jìn)行具體的熱紅外時空變化過程分析,并進(jìn)行余震區(qū)長短軸的反演計算,在多源地理信息復(fù)合下實現(xiàn)趨勢查詢分析。
　　 第六部分,根據(jù)前文例證分析,得到了相應(yīng)的結(jié)果。
　

5、　 本文的研究取得了以下主要進(jìn)展與創(chuàng)新性成果:
　　 (1)以中國大陸人口經(jīng)濟(jì)與地震頻率比最高的華北地區(qū)作為背景,以其近期發(fā)生的震例作為具體例證進(jìn)行分析,獲得了地震熱紅外過程的新證據(jù)。前后的熱紅外過程溫度變化圖像結(jié)果顯示在地震發(fā)生前后的一段時間內(nèi),即應(yīng)力連續(xù)變化周期中,確實存在顯著的異常增溫,這種狀況是一個連續(xù)演變的過程,而不僅僅是一個隨機的現(xiàn)象。
　　 (2)改進(jìn)了熱紅外數(shù)據(jù)的接收方式與數(shù)據(jù)處理方法,使數(shù)據(jù)接收由實時

6、不間斷轉(zhuǎn)為定時,處理方法實現(xiàn)了批處理化。以主流GIS平臺為依托,實現(xiàn)多源地理信息的復(fù)合。
　　 (3)熱紅外過程溫度變化分析顯示斷層活動、輻射平衡與地震活動三者之間存在一定的關(guān)系。地表交換地下與空中二者的能量,遵循能量守恒定律,地表以長波向外輻射能量,接收太陽短波輻射,以維持能量平衡。斷層活動引起的地表熱紅外輻射變化,會打破這種輻射平衡。地震往往是判斷斷層是否活動的標(biāo)志,有可能從輻射平衡來考慮斷層活動以及地震發(fā)生。
　　

7、 (4)地震發(fā)生在構(gòu)造應(yīng)力變幅較大的周期內(nèi),是一個連續(xù)的積累能量的過程,在宏觀上產(chǎn)生了異常增溫的前兆。巖石破裂后,能量集聚再調(diào)整,能反映地震活動過程中的地質(zhì)構(gòu)造活動的演化。
　　 (5)異常增溫區(qū)等溫線的分布隨時間推移出現(xiàn)分散、集中、分散的規(guī)律。等溫線與斷層產(chǎn)生顯著正交,沿斷裂帶、縫合線等構(gòu)造變化區(qū)域,等溫線梯度分布。異常增溫區(qū)再調(diào)整出現(xiàn)面積的增減,局部面積消失或擴大,對于主震震后反演余震區(qū)的大小,確定余震可能發(fā)生的方位具有指導(dǎo)