城市地震灾害模拟可视化信息系统研究

论文摘要

城市地震灾害是防灾减灾领域研究的重点课题之一,多年来在城市地震灾害模拟模型方面的研究也取得了丰硕的成果,但是,这些研究成果往往以复杂的公式和符号予以表述,很难满足基层地震工作者和政府灾害应急人员的使用要求。此外,随着21世纪信息时代的到来,可视化技术需求被推到了计算机应用的前沿,可视化技术的发展也为解决地震灾害模拟、海量数据显示的问题提供了技术支持。因此,如何根据城市地震灾害的具体特点,利用可视化技术手段开发一个便于使用、易于扩展的城市地震灾害模拟可视化信息系统,成为一个具有重要现实意义的研究课题。基于这样的认识,本文以研究开发城市地震灾害模拟可视化信息系统为目的,从地震灾害模拟模型和可视化系统实现方法两方面研究工作着手,围绕构建基于城市海量数据的专业模拟模型和可视化方法完美结合的平台展开研究,在分析地理信息系统数据结构、可视化方法、程序开发的基础上,采用二次开发的方式形成地震灾害模拟可视化信息系统。本文的主要研究工作和成果有以下几个方面:(1)本文利用前人研究的地震灾害模拟模型,建立地震灾害模拟可视化信息系统的模型库,该模型库采用接口和组件式的开发结构,因此,该模型库不仅在本系统中可以方便使用,而且适用于类似地震灾情评估等系统的开发,具有很强的移植性。(2)本文研究扩展了地理信息系统的可视化分析方法,实现了新的方法程序,扩展了地理信息系统专业模型的可视化功能。(3)本文创建了适用于地震灾害模拟信息系统的符号库文件,通过地震灾害特征的符号表达,达到系统便于理解、更加形象的可视化要求。(4)本文创建了合理的地震灾害模拟系统数据库,数据库不仅涵盖了系统需要的基础计算数据,而且包括地震小区划和断层探测的成果数据,提供了查询、修改、更新等数据管理的功能。(5)本文运用面向对象技术的建模方法构建系统,使系统具有了分层性和可扩展性,同时系统各模块之间采用接口技术,使各模块紧密的结合在一起,为修改和扩充提供了便利。(6)本文以潍坊市城市地震地质数据和城市基础地理信息为基础,开发了潍坊市城市地震灾害模拟可视化信息系统,为潍坊地震部门了解震时情况,提供了科学的方法工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.1.1 选题的背景
• 1.1.2 选题的意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 地震灾害模拟国内外研究动态
• 1.2.2 地理信息可视化方法研究动态
• 1.3 本文的主要研究工作和研究思路
• 1.3.1 本文的主要研究工作
• 1.3.2 本文的研究思路
• 2. 可视化技术和地理信息系统理论
• 2.1 可视化技术理论
• 2.1.1 可视化技术的概念及产生
• 2.1.2 空间信息可视化
• 2.1.3 空间数据可视化模型理论
• 2.2 地理信息系统
• 2.2.1 地理信息系统概述
• 2.2.2 地理信息系统的基本特征和功能
• 2.2.3 地理信息系统的数据模型
• 2.2.4 数据管理方式
• 3. 适用于城市海量数据的地震灾害模拟模型
• 3.1 城市地震灾害模拟特点
• 3.2 地震影响场分析模型
• 3.3 城市建筑物震害结果模拟模型
• 3.4 生命线系统震害模拟模型
• 3.4.1 供电系统震害模拟模型
• 3.4.2 供水（气）系统震害模拟模型
• 3.4.3 交通系统震害模拟模型
• 3.5 次生灾害模拟模型
• 4. 可视化系统实现方法研究
• 4.1 可视化过程的坐标系统
• 4.1.1 坐标系
• 4.1.2 窗口和视口的变换
• 4.2 可视化符号库的建立
• 4.2.1 符号化方法
• 4.2.2 符号库的建立方法
• 4.3 可视化专题图制作
• 5. 系统开发
• 5.1 系统开发原则
• 5.2 系统实现方法和工具
• 5.2.1 开发方式的比较和选择
• 5.2.2 二次开发的主要工具
• 5.2.3 开发语言
• 5.3 系统结构设计
• 5.3.1 总体结构设计
• 5.3.2 系统功能分析
• 5.3.3 系统结构框架
• 5.4 数据库设计
• 5.4.1 数据库内容
• 5.4.2 数据存储
• 5.5 系统运行平台
• 6 潍坊市地震灾害模拟可视化信息系统实现
• 6.1 背景
• 6.2 潍坊市地震地质数据可视化模块
• 6.3 地震影响范围模拟模块
• 6.4 建筑物震害模拟模块
• 6.5 生命线系统震害模拟模块
• 6.6 次生灾害模拟模块
• 6.7 基础功能模块
• 7 总结
• 7.1 研究成果
• 7.2 存在不足
• 7.3 进一步工作
• 参考文献
• 附表 1 群体建筑震害因子法计算表
• 附表 2 供电系统震害因子取值
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文