提升地震災情評估精度之探索
進(jìn)入二十一世紀,我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟進(jìn)入穩步發(fā)展時(shí)期,随著(zhe)經(jīng)濟的高速發(fā)展,人民的生活水平也正穩步提高,國(guó)内的各項建設工作在全國(guó)範圍内快速鋪開(kāi)。然而,在人們追求幸福生活,高質生活的時(shí)候,很多可以破壞人們安定生活的潛在緻災因素也在不斷增加,其中最爲典型的就(jiù)是破壞性地震。并且随著(zhe)我國(guó)經(jīng)濟密集度的提高,地震給人類社會(huì)帶來的危害與沖擊也會(huì)越來越大。因此,在地震發(fā)生後(hòu),必須進(jìn)行地震災情快速評估,了解地震影響範圍及較爲準确的人員傷亡、經(jīng)濟損失與建築物破壞情況,爲政府盡快組織救援提供決策依據,提高對(duì)突發(fā)地震事(shì)件的快速反應能(néng)力,使災後(hòu)重建工作能(néng)高效有序地進(jìn)行。
鑒于地震應急業務精化需求和汶川地震、玉樹地震反映出的實際問題,在國(guó)家地震局的引導下,地震行業已經(jīng)開(kāi)始著(zhe)手進(jìn)行災後(hòu)評估系統的建設。但由于評估所需基礎數據獲取手段的局限性,在評估過(guò)程中主要依靠收集到的以縣或鄉爲單位的基礎數據進(jìn)行計算。比如,在計算受災人數時(shí),采用公式:受災人口=人口密度×受災面(miàn)積,其中,人口密度=全縣(鄉)人口數/全縣(鄉)面(miàn)積。在理想情況下,如果每個縣(鄉)的人口是均勻分布的,即公式中的人口密度一項是準确無誤的,那麼(me)采用以上公式計算受災人口數將(jiāng)獲得較爲準确的評估結果。但事(shì)實上,由于地域與城市等因素的存在,全國(guó)各地的人口分布情況并不均勻,繼續采用以上公式,勢必造成(chéng)極大的誤差。以2010年4月14日青海玉樹地震爲例,地震的震中位置在玉樹縣結古鎮,該鎮的總人口約70000人,行政區面(miàn)積807.7平方公裡(lǐ),按照公式,人口密度=70000 人/807.7平方公裡(lǐ)=86.7人/平方公裡(lǐ)。但實際上,重災區主要集中在結古鎮城區内,如圖1所示。
圖1玉樹地震災區範圍示意圖
結古鎮城區是一個大約20平方公裡(lǐ)的狹區域,但聚集了全鎮95%的人口,該區域内的實際人口密度=70000人×95%/20平方公裡(lǐ)=3325人/平方公裡(lǐ),相對(duì)于按鄉鎮人口數計算得到的人口密度值,産生了近40倍的誤差。同樣(yàng)的計算方法,如果采用玉樹縣人口進(jìn)行計算,誤差將(jiāng)達到392倍。在地震發(fā)生後(hòu),由于基礎數據統計精度所造成(chéng)的這(zhè)類偏差,造成(chéng)對(duì)死亡人數評估數據與實際死亡人數差距很大,導緻提升應急啓動級别和外部大規模救援行動被(bèi)遲滞了幾個小時(shí),錯過(guò)了寶貴的救援時(shí)間,并可能(néng)造成(chéng)極壞的社會(huì)影響。
通過(guò)以上分析得知,在進(jìn)行地震災害快速評估的過(guò)程中,采用傳統的以鄉縣爲單位的計算方法,由于人口、經(jīng)濟和建築物等在行政區内的不均勻分布,造成(chéng)計算結果的誤差非常大。爲了滿足地震災情評估對(duì)計算精度的要求,必須尋求更加精确的基礎數據源,來解決人口、經(jīng)濟和建築物等分布不均的問題。
數字空間通過(guò)與中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所合作,研發(fā)了一套公裡(lǐ)格網數據分布處理技術,它將(jiāng)以行政區劃爲單位的數據轉變爲以公裡(lǐ)格網爲單位,不僅避免了行政區劃分割造成(chéng)的數據分配錯誤,而且人口、經(jīng)濟和建築物的密集、疏散程度在轉變爲公裡(lǐ)格網後(hòu)跟實際數據極爲接近,可有效避免數據分配計算中的誤差。
圖2 四川省人口、經(jīng)濟公裡(lǐ)格網數據示意圖
根據2007-2011年專項研究報告,公裡(lǐ)格網數據的誤差在市、縣層次上幾乎爲零誤差,在鄉鎮級的誤差不超過(guò)10%,且在任一地點的誤差均不超過(guò)15%。另外,應用四川省人口、經(jīng)濟及建築物公裡(lǐ)格網數據,通過(guò)汶川地震參數進(jìn)行評估分析,對(duì)采用格網數據做地震評估的結果精度進(jìn)行檢驗,通過(guò)與真實調查數據進(jìn)行對(duì)比,誤差範圍已經(jīng)控制在5倍以内,下表是采用公裡(lǐ)格網數據和以縣鄉爲單位數據的數據精度對(duì)比。
從上表中可以看出,采用公裡(lǐ)格網數據進(jìn)行地震災情評估可以有效控制計算結果的精度,而且,根據地震評估精度需控制在同一數量級的要求,5倍以内的數據精度完全符合要求。
應用公裡(lǐ)格網數據替代傳統的縣鄉數據進(jìn)行地震災情評估,可以快速、精準地了解地震發(fā)生後(hòu)所造成(chéng)的人員傷亡、經(jīng)濟損失及建築物破壞狀況數據,有效地指導災害救援與災後(hòu)重建工作。
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