[发明专利]一种基于地震仪实测及数值模拟近实时烈度图生成方法

说明书

本发明公开了一种基于地震仪实测及数值模拟近实时烈度图生成方法，包括以下步骤：1)预先设置好地球介质模型；2)通过地震仪获取地震数据；3)通过将获取的地震数据经计算得到仪器地震烈度值；4)通过地震预警或速报快速在震后数秒或数十秒获取震源基本参数；5)通过1)和4)运用数值模拟方法快速计算震区附近强地面运动信息得到该区域的理论烈度值；6)通过处理3)地震仪器实测的仪器烈度值和5)数值模拟计算得到的理论烈度值，当理论烈度和仪器烈度存在差异时，用仪器烈度校正理论烈度；7)在得到震中区各网格点的烈度值后，可绘制出烈度等值线图，最终得到地震烈度图。

技术领域

本发明涉及一种地震震动图绘制技术领域，尤其是一种基于地震仪实测及数值模拟近实时烈度图生成方法。

背景技术

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的震动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。

地震开始发生的地点称为震源，震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。

据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远，以至于人们感觉不到；真正能对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次；能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。人们感觉不到的地震，必须用地震仪才能记录下来；不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。世界上运转着大量的各种地震仪器日夜监测着地震的动向。

但是目前的问题是地震仪器的覆盖密度有限，还有很多区域(如湖泊、海洋、无人区等)不具备安装条件，导致仪器烈度无法获取，需要数值模拟计算的理论烈度值来补充这些数据。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种基于地震仪实测及数值模拟近实时烈度图生成方法。其本发明通过融合处理地震仪器实测的仪器烈度值和通数值模拟计算得到的理论烈度值，选取合适的插值方法，绘制得到的烈度图比传统基于有限测点的仪器烈度图分辨率更高，更准确，比基于宏观烈度调查得到的烈度图的速度显著提升，本发明震后数分钟就可快速得到烈度图，相比宏观调查得到的烈度图需要震后数天乃至数十天才可绘制完成的工作效率要高，从而能更精确、迅速的指导震后救灾工作。

本发明的数值模拟计算震动图的方法通过同位网格有限差分方法可有效解决三维起伏地形的地震烈度计算问题。

通过在数值模拟中引入并行计算方法可显著提升计算效率，使烈度图的绘制能够在震后近实时完成，为地震应急救灾争取宝贵的应变时间。为了实现上述目的，本发明所设计的一种基于地震仪实测及数值模拟近实时烈度图生成方法，包括以下步骤：

1)预先设置好地球介质模型；

2)通过地震仪获取地震数据；

3)通过将获取的地震数据经计算得到仪器地震烈度值；

4)通过地震预警或速报快速在震后数秒或数十秒获取震源基本参数；

5)通过1)和4)运用数值模拟方法快速计算震区附近强地面运动信息得到该区域的理论烈度值后；

6)通过处理3)地震仪器实测的仪器烈度值和5)数值模拟计算得到的理论烈度值，当理论烈度和仪器烈度存在差异时，用仪器烈度校正理论烈度；

7)在得到震中区各网格点的烈度值后，可绘制出烈度等值线图，其主要根据地震行业规范，对插值后得到的栅格图进行配色处理，得到最终的地震烈度图。

进一步，在步骤3中地震仪烈度值的计算方法如下：