基于三維GIS技術的地震災情模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、我國是受地震災害最為嚴重的國家之一,其地震活動具有頻度高、強度大、震源淺,分布廣的特點。地震的突發(fā)性和破壞性(尤其是特大地震)對人民的生命和財產造成巨大的損失,在財產和人口高度集中的城市地區(qū)更是嚴重,在地震還不能準確預報的今天,地震災害損失分析工作在減輕地震帶來的經濟損失和人員傷亡方面十分重要。GI s技術近年來發(fā)展迅速,已經應用在地震數(shù)據(jù)庫建設、地震災害預測和損失評估、地震區(qū)劃工作等領域,并且取得了一些成果,但是這些成果大多是以二維圖

2、表形式表示結果,不能夠直觀的顯示建筑物空間特征,三維建模技術的不斷發(fā)展和人們對三維空間信息需求的增加為三維地震災害研究工作提供了支持和時機?？茖W的地震救援工作要求保障幸存人員和救援人員兩方面的安全,研究表明如果救援人員對災害現(xiàn)場環(huán)境和建筑物破壞情況有充分的了解,可以提高地震應急救援工作的效率,減少救援過程中的人員傷亡,因此,三維地震災情模擬系統(tǒng)的研究具有現(xiàn)實意義。本文研究了三維GIS技術和建筑物的震害可視化相結合的方法,完成了三維地震災

3、情模擬系統(tǒng)的原型設計和初步實現(xiàn),旨在為震后應急救援、虛擬救援訓練和地震科普教學等方面提供幫助。
　　地震中的經濟損失和人員傷亡大多是由于建筑物的破壞造成的,其中砌體結構建筑物在我國應用范圍廣、數(shù)量多,因此,對砌體結構建筑震害特征的研究就有其重要意義。本文通過查閱歷史地震中砌體結構建筑物的震害資料,結合收集到的建筑物震害圖片對砌體結構建筑物的典型震害位置、震害特征規(guī)律進行了總結歸納。
　　本文對目前主流的三維建模方法和三維建模

4、軟件進行了總結,并分析了方法和軟件的優(yōu)缺點、適用性。考慮到GIs軟件制作的三維模型真實感不足,而三維建模軟件又缺乏GIs分析功能,因此,本研究將兩者相結合進行三維建模,把地物分為點、線、面三類,利用Go091e sketchup分別進行三維模型制作,重點介紹了建筑物建模,普通建筑物采用依據(jù)高度屬性拉伸形成盒子狀模型的方法建模,重點建筑物在Go091e sketchup中建模,然后將模型轉換為GIs支持的MultiPatch格式導入到GI

5、s環(huán)境中進行顯示分析。本文還研究了利用Photoshop將建筑物紋理和震害特征結合用于建筑物震害模型制作的方法,驗證了利用貼圖法表達震害特征的可行性。
　　此外,利用ArcGIs Engine組件進行開發(fā),完成了三維地震災情模擬系統(tǒng)。系統(tǒng)由二維模塊和三維模塊兩部分組成,實現(xiàn)了地震發(fā)生后,地震烈度影響場生成、建筑物震害預測、三維震害場景建立、瀏覽以及查詢等功能。
　　最后本文對工作中發(fā)現(xiàn)的一些問題進行了討論,例如貼圖法對建筑物