[發明專利]一種基于地震儀實測及數值模擬近實時烈度圖生成方法

在審

• 申請號: 201911408975.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111060962A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 周立;陳志高;張偉;范濤
• 申請（專利權）人: 武漢地震科學儀器研究院有限公司;中國地震局地震研究所;南方科技大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30;G01V1/34
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 謝靜

本發明公開了一種基于地震儀實測及數值模擬近實時烈度圖生成方法，包括以下步驟：1)預先設置好地球介質模型；2)通過地震儀獲取地震數據；3)通過將獲取的地震數據經計算得到儀器地震烈度值；4)通過地震預警或速報快速在震后數秒或數十秒獲取震源基本參數；5)通過1)和4)運用數值模擬方法快速計算震區附近強地面運動信息得到該區域的理論烈度值；6)通過處理3)地震儀器實測的儀器烈度值和5)數值模擬計算得到的理論烈度值，當理論烈度和儀器烈度存在差異時，用儀器烈度校正理論烈度；7)在得到震中區各網格點的烈度值后，可繪制出烈度等值線圖，最終得到地震烈度圖。

技術領域

本發明涉及一種地震震動圖繪制技術領域，尤其是一種基于地震儀實測及數值模擬近實時烈度圖生成方法。

背景技術

地震又稱地動、地振動，是地殼快速釋放能量過程中造成的震動，期間會產生地震波的一種自然現象。地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，造成板塊邊沿及板塊內部產生錯動和破裂，是引起地震的主要原因。

地震開始發生的地點稱為震源，震源正上方的地面稱為震中。破壞性地震的地面振動最烈處稱為極震區，極震區往往也就是震中所在的地區。地震常常造成嚴重人員傷亡，能引起火災、水災、有毒氣體泄漏、細菌及放射性物質擴散，還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災害。

據統計，地球上每年約發生500多萬次地震，即每天要發生上萬次的地震。其中絕大多數太小或太遠，以至于人們感覺不到；真正能對人類造成嚴重危害的地震大約有十幾二十次；能造成特別嚴重災害的地震大約有一兩次。人們感覺不到的地震，必須用地震儀才能記錄下來；不同類型的地震儀能記錄不同強度、不同遠近的地震。世界上運轉著大量的各種地震儀器日夜監測著地震的動向。

但是目前的問題是地震儀器的覆蓋密度有限，還有很多區域(如湖泊、海洋、無人區等)不具備安裝條件，導致儀器烈度無法獲取，需要數值模擬計算的理論烈度值來補充這些數據。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種基于地震儀實測及數值模擬近實時烈度圖生成方法。其本發明通過融合處理地震儀器實測的儀器烈度值和通數值模擬計算得到的理論烈度值，選取合適的插值方法，繪制得到的烈度圖比傳統基于有限測點的儀器烈度圖分辨率更高，更準確，比基于宏觀烈度調查得到的烈度圖的速度顯著提升，本發明震后數分鐘就可快速得到烈度圖，相比宏觀調查得到的烈度圖需要震后數天乃至數十天才可繪制完成的工作效率要高，從而能更精確、迅速的指導震后救災工作。

本發明的數值模擬計算震動圖的方法通過同位網格有限差分方法可有效解決三維起伏地形的地震烈度計算問題。

通過在數值模擬中引入并行計算方法可顯著提升計算效率，使烈度圖的繪制能夠在震后近實時完成，為地震應急救災爭取寶貴的應變時間。為了實現上述目的，本發明所設計的一種基于地震儀實測及數值模擬近實時烈度圖生成方法，包括以下步驟：

1)預先設置好地球介質模型；

2)通過地震儀獲取地震數據；

3)通過將獲取的地震數據經計算得到儀器地震烈度值；

4)通過地震預警或速報快速在震后數秒或數十秒獲取震源基本參數；

5)通過1)和4)運用數值模擬方法快速計算震區附近強地面運動信息得到該區域的理論烈度值后；

6)通過處理3)地震儀器實測的儀器烈度值和5)數值模擬計算得到的理論烈度值，當理論烈度和儀器烈度存在差異時，用儀器烈度校正理論烈度；

7)在得到震中區各網格點的烈度值后，可繪制出烈度等值線圖，其主要根據地震行業規范，對插值后得到的柵格圖進行配色處理，得到最終的地震烈度圖。

進一步，在步驟3中地震儀烈度值的計算方法如下：