基于三維GIS技術(shù)的地震災(zāi)情模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、我國是受地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一,其地震活動(dòng)具有頻度高、強(qiáng)度大、震源淺,分布廣的特點(diǎn)。地震的突發(fā)性和破壞性(尤其是特大地震)對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失,在財(cái)產(chǎn)和人口高度集中的城市地區(qū)更是嚴(yán)重,在地震還不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的今天,地震災(zāi)害損失分析工作在減輕地震帶來的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡方面十分重要。GI s技術(shù)近年來發(fā)展迅速,已經(jīng)應(yīng)用在地震數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地震災(zāi)害預(yù)測和損失評(píng)估、地震區(qū)劃工作等領(lǐng)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(jié)果,不能夠直觀的顯示建筑物空間特征,三維建模技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)三維空間信息需求的增加為三維地震災(zāi)害研究工作提供了支持和時(shí)機(jī)?？茖W(xué)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(duì)災(zāi)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(yīng)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(zāi)情模擬系統(tǒng)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。本文研究了三維GIS技術(shù)和建筑物的震害可視化相結(jié)合的方法,完成了三維地震災(zāi)

3、情模擬系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)和初步實(shí)現(xiàn),旨在為震后應(yīng)急救援、虛擬救援訓(xùn)練和地震科普教學(xué)等方面提供幫助。
　　地震中的經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)建筑物在我國應(yīng)用范圍廣、數(shù)量多,因此,對(duì)砌體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)建筑物的震害資料,結(jié)合收集到的建筑物震害圖片對(duì)砌體結(jié)構(gòu)建筑物的典型震害位置、震害特征規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)歸納。
　　本文對(duì)目前主流的三維建模方法和三維建模

4、軟件進(jìn)行了總結(jié),并分析了方法和軟件的優(yōu)缺點(diǎn)、適用性?？紤]到GIs軟件制作的三維模型真實(shí)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(jié)合進(jìn)行三維建模,把地物分為點(diǎn)、線、面三類,利用Go091e sketchup分別進(jìn)行三維模型制作,重點(diǎn)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(diǎn)建筑物在Go091e sketchup中建模,然后將模型轉(zhuǎn)換為GIs支持的MultiPatch格式導(dǎo)入到GI

5、s環(huán)境中進(jìn)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(jié)合用于建筑物震害模型制作的方法,驗(yàn)證了利用貼圖法表達(dá)震害特征的可行性。
　　此外,利用ArcGIs Engine組件進(jìn)行開發(fā),完成了三維地震災(zāi)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(shí)現(xiàn)了地震發(fā)生后,地震烈度影響場生成、建筑物震害預(yù)測、三維震害場景建立、瀏覽以及查詢等功能。
　　最后本文對(duì)工作中發(fā)現(xiàn)的一些問題進(jìn)行了討論,例如貼圖法對(duì)建筑物