遥感技术在地震中的应用

遥感技术在地震中的应用

长期以来，地震预报监测、灾害调查、灾情信息获取主要依靠实地勘测手段，其获取的数据精度和置信度虽然较高，但存在工作量大、效率低、费用高和信息不直观等缺点。遥感技术手段可在一定程度上克服传统实地勘测手段的缺点，并具有其他实地勘测手段不可比拟的优势，因此，在地震领域中得到了广泛的应用。

遥感技术最早应用于地震始于国外，早在1906 年G.R.劳伦斯利用风筝成功拍摄美国旧金山8.3 级地震的震后灾情，标志着人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。20 世纪60 年代以来，航空遥感在日本、美国、加拿大、印度、新西兰、泰国等国均被广泛地应用于地震灾害调查。由于早期航天遥感影像分辨率较低，其在地震中的应用局限性较大。近年来，随着高分辨率影像的日益普及和空天地一体化对地观测网络的形成，极大地促进了遥感技术在地震各阶段中的应用，本文将从地震发生不同阶段中，对遥感技术的应用进行分析。

震前监测预报

地震预报是当今世界科学届的一大难题，由于地震的成因非常复杂且多样化，目前的技术手段还难以高效、准确地开展地震预报监测。目前，利用卫星遥感技术进行地震预报研究还仅处于初级阶段，主要集中在震区热异常探测研究。地震发生前出现的地表温度异常早被人们察觉，历史上亦不乏记载，我国史料中就记载了许多强震前出现的热异常现象。我国1978 年的唐山大地震，其震前就出现了地表热异常，表现在气压高、多雨，地表下0.8m 处地温与常年相比差异较大，震前3天突然增温，其增温中心即为后来的震中区。研究表明，强震前在震中区较大范围内出现增温异常是一种普遍现象，这种增温异常不仅表现在气温上，还表现在地表温度和地表下浅层地温上。传统的震前热异常研究主要是利用全国台网实测的气温、浅层地温以及（中、深）层水温等数据对震中附近局部地区的地表及地下一定深度的热状况进行时空演变的分析。这种方法虽然也能较真实地反映局部地区热异常状况，但难以获取地震范围内大面积的温度动态演变资料。热红外遥感具有覆盖范围大、全天候动态监测、信息丰富等特点，因而基于热红外遥感手段可快速获取震区大面积热异常影像，连续不间断监测则可得到震区热异常影像序列。

震后紧急救援、灾情监测及评估

地震往往具有极强的破坏性，从过去的地震实践来看，震后几小时到24 小时内是人员抢救的关键时段，这就要求我们有能力在震后几个小时内，即使在灾区通信及交通中断的情况下，也可快速获得极震区和高烈度区的震害信息，为震害快速评估及抢险救灾提供快速、准确的决策依据。现有的航天及航空遥感，包括CCD摄像、航空目测、航空遥感、微波遥感等技术手段则恰恰可满足灾后救援需求，高时间分辨率卫星及众多静止卫星的日益普及使得遥感手段对于灾情过程的监测十分有效。灾情监测主要包括气象监测、山体滑坡监测及次生灾害监测，次生灾害监测则包括次生火灾、次生水体污染、次生地质灾害、次生堰塞湖监测，其对灾后救援及灾区的影响最大。在灾害应急阶段，灾害评估主要包括房屋倒损、房屋受损、交通受损、受灾人口等方面，其中又以交通受损评估最为关键。地震灾害通常导致通

往灾区的道路严重受损，致使救援物资、设备和救援人员不能够及时赶往一线进行抗震救灾，同时也延缓了受灾民众的安全转移和撒离。

灾后重建

遥感技术手段可作为灾后重建科学规划的重要技术保障，对于强震区，其灾后重建进展情况监测及评估工作可借助遥感手段开展。同时遥感手段还可对灾后的生产生活情况监测评估，为决策者及管理者提供不可或缺的技术依据。基于遥感手段，还可获取震区基础地理数据，为灾后重建提供及时、可靠、适用的科技保障。

我国是一个地震多发的国家，因而准确、高效地开展地震预报、监测、救灾工作具有十分重要的应用价值及现实意义。遥感技术具有获取信息快、信息量大、手段多、更新周期短，能多方位、全天候地动态监测等优势，为地震预测、地震灾害调查及损失评估提供了一种新的高科技手段。随着高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率、多传感器遥感影像的普及与深入应用，遥感技术在地震领域的应用将会越来越广泛，其综合应用不仅可从单一信息源分析向复合分析方向发展，还可从定性判断向定量分析方向发展。

遥感在地质灾害监测中的应用综述

遥感在地质灾害调查中的应用综述 摘要：地质灾害作为全球破坏极强的自然灾害之一，强烈地危害着人类生命财产安全。了解掌握地质灾害的发生规律，以及在灾害发生后精确的把握灾区的基本情况，对减少人民生命财产损失具有重要的意义。遥感作为一项能够揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术，具有的观测范围广、速度快、安全、不受地形、地貌的阻隔，遥感影像直观、准确、信息丰富等优点，尤其可以在地质灾害应急减灾与评估中发挥重要的作用。本文将对遥感技术在地震地质灾害的调查，地震震度、烈度评估以及滑坡地质灾害中的应用进行梳理，以求掌握遥感在地质灾害中应用现状，为将来遥感在地质灾害中的更深入应用提供参考。 关键词：地质灾害遥感地震滑坡 1引言 中国是世界上受地质灾害影响最严重的国家之一，近年来随着全球气候变暖，极端降水事件的增多，地震活动的频发，以及人类经济、工程活动的不合理开发，使得我国大部分地区地质灾害的发育程度和破坏程度呈不断增强的趋势，导致我国地质灾害不仅灾害种类多、分布范围广，并且近年来发生频率高、灾损严重。所谓的地质灾害是指：由于自然或人为作用，多数情况下是二者共同作用引起的，在地球表层比较强烈地危害人类生命，财产和生存环境的岩、土体或岩、土碎屑及其与水的混合体的移动事件[1]。由于地质灾害往往破坏力强大，尤其是地震所引起次生地质灾害尤其严重。因此对地质灾害发生前、发生中和发生后3个阶段的地质灾害信息进行大范围、全天候、全天时的动态采集、监测和数字化管理。对实现高效的防灾，减灾和应急救援等具有重要意义[2]。 遥感是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础，探测、分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术[3]，具有的观测范围广、速度快、安全、不受地形、地貌的阻隔，遥感影像直观、准确、信息丰富等优点，尤其可以在地质灾害应急减灾与评估中发挥重要的作用[2]。 与常规信息采集方式相比，遥感技术在灾区信息的获取上具有明显的优势，主要表现在以下几个方面： （1）覆盖范围广。遥感技术可以对大范围的受灾地区进行观测和数据采集，从宏观上反映受灾地区的情况。例如，一景TM影像可以覆盖185km×185 km的地

地球物理学专业

地球物理学专业人才培养方案 教研室主任： 系主任： 教学副院长： 院长：

一、专业代码：070801 二、专业名称：地球物理学 三、标准修业年限：四年 四、授予学位：理学学士 五、培养目标： 本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美等方面全面发展，具有良好的思想政治素质、人文素质、创新精神与实践能力，具有扎实的数理基础，掌握基本的地质学原理与方法，系统掌握地球物理学的基本理论、基本知识和基本技能，具有从事地震监测预测，地质矿产、煤田和油气资源勘查，道路桥梁的工程地球物理检测等方面的实际工作和研究工作初步能力的应用型人才。 六、基本要求： （一）知识要求： 1.具有基本的人文社科理论知识和素养，在哲学、经济学、法律等方面具备必要的理论知识，对社会有较强的适应能力； 2.具有扎实的数学、物理基础； 3.掌握基本的地质学原理与方法； 4.掌握地球物理场论、数字信号分析、水文地质学等专业基础知识； 5.系统地掌握固体地球物理学和勘探地球物理学的基本理论和基本知识； 6.掌握地震监测预测的基本理论与方法。 （二）能力要求： 1.具有较强的人际交往意识和初步的人际交往能力； 2.具有良好的自学能力和终身学习的意识； 3.具有独立思考问题、分析问题、解决问题的能力； 4.具有独立设计实验，并能对实验数据进行分析评价的能力； 5.具有独立地利用计算机进行文字和图像信息处理及进行科学计算的能力； 6.具有创新意识和创新精神，对特优学生要求具有质疑和挑战传统的理论、方法、假设的意识和能力； 7.了解全球自然灾害现状及防灾减灾体系研究发展趋势，具备综合防灾减灾意识及防震减灾宣传教育能力； 8.具有一定的提出新的问题和新的方法，分析、推断、解释新问题的能力； 9.得到从事基础研究和应用研究的初步训练。 （三）素质要求： 1．热爱祖国，具有高尚的民族气节、良好的道德品质和中华民族的传统美

地震模拟振动台九子台阵系统的安装与调试

Dynamical Systems and Control 动力系统与控制, 2016, 5(1), 11-17 Published Online January 2016 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/7f6106699.html,/journal/dsc https://www.wendangku.net/doc/7f6106699.html,/10.12677/dsc.2016.51002 The Installation and Debugging of Nine Sub-Array System of Shaking Table Juke Wang, Chunhua Gao, Shuoyu Zhang Beijing Laboratory of Earthquake Engineering and Structural Retrofit, Beijing University of Technology, Beijing Received: Dec. 20th, 2015; accepted: Jan. 10th, 2016; published: Jan. 14th, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/7f6106699.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Facing the damage caused by the frequent occurrence of earthquakes, this study pointed out that shaking table experiment is the research and development direction of structural seismic test, and briefly summarized the developmental history and status quo. In recent years, as array system of-fered important experiment methods to the anti-seismic experimental research and theoretical research of such slim-lined constructions as large-space structure, pipeline, multiple span bridge, etc., this study made a conclusion of the system composition, functional characteristics, installa-tion method and debugging procedures of nine sub-array system based on the nine sub-array sys-tem of BJUT, and further explained the characteristics and contents of array system control. It’s of some referential value for the technological development of shaking table array experiment. Keywords Shaking Table Array, Function Debugging, System Control 地震模拟振动台九子台阵系统的安装与调试 王巨科，高春华，张硕玉 北京工业大学，工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京 收稿日期：2015年12月20日；录用日期：2016年1月10日；发布日期：2016年1月14日

XJ-Z50小型地震模拟振动台

XJ-Z50小型地震模拟振动台 南京工业大学土木工程学院实验教学中心研制

XJ-Z50小型地震模拟振动台 1、概述 振动实验台有液压式、机械式和电磁式等几种，振动台在结构抗震、自振频率测量、结构振动分析中是不可缺少的设备，振动台设备的成本与台面的尺寸、性能和相应的配套设备有关，一般要几十万到上百万以上的资金才能建成。那么对于众多理工科院校和新建院校承担如此高的资金有一定的难度。我们推出的“XJ-Z50小型地震模拟振动台”是为理工科院校专门设计的，该系统具备了振动台的所有实验内容，费用相应要低得多，适合作为教学使用，使学生能通过实验来学习、认识和掌握在振动上要完成的实验方法，为将来参与实际大、中振动台建设打下基础。 该系统除用于教学外，还可用于小型仪器（如：精密电子仪器、手持设备、计算机硬盘驱动器、传感器、MEMS 传感器和其它设备等）的振动考核试验。只要配备一只标准加速度计（如B&K 公司的加速度计），就可用该系统对其它传感器的灵敏度和频响曲线进行标定，传感器标定在工程试验中是必不可少的。 2、系统组成 该系统由振动台台面系统、电磁式激振器、功率放大器、振动台控制传感器、振动台控制仪（含数据采集、程控信号源）、计算机和控制软件组成。

3、实验内容 3.1 地震模拟、人工模拟地震波再现、地震反应谱测试；3.2 白噪声激励与结构振型测试； 3.3等幅值正弦扫频控制与结构振型测试； 3.5 随机波实验模拟； 3.6 加速度传感器和速度传感器灵敏度、频响曲线标定测试(选配)； 4、技术指标和型号振动台控制机柜 4.1 振动台和功率放大器： 台面尺寸：516x360x20mm 台体材料：铝合金 台面自重：11kg 激振力：500N 频率范围：0-2000Hz 总重量：75kg 最大位移： 10mm 最大加速度：±5g

《应用地球物理学》主要知识点要点

一、名词 正演（问题）：已知地质体求其引起的异常。（给定地球物理模型，通过数值计算或物理模拟，得出相应的地球物理场） 反演（问题）：已知异常反推地质体的形状和产状。（已知异常的分布特征和变化规律，求场源的赋存状态（如产状、形状和剩余密度等） 重力勘探：重力勘探是观测地球表面重力场的变化，借以查明地质体构造和矿产分布的物探方法。 零长弹簧 零点漂移：在相对重力测量中，由于重力仪灵敏系统的弹性疲劳、温度补偿不完全等因素，仪器读数的零点值随时间而不断变化。 重力场强度：单位质量的物体在场中某一点所受的重力作用。 大地水准面：以平静海平面的趋势延伸到各大陆之下所构成的封闭曲面，作为地球的基本形状。 重力异常：由地下岩矿石密度分布不均匀所引起的重力变化，或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化。 自由空间重力异常：对实测重力值只做正常场与高度校正。 布格重力异常：观测重力差值经过正常场校正、地形校正和布格校正之后得到异常称为布格重力异常。 均衡重力异常：布格重力异常再进行均衡校正。 重力梯级带：重力异常等值线分布密集，异常值向某个方向单调上升或下降。 三度体：x,z,y,三个方向都有限的物体。 二度体：地质体沿走向方向无限延伸。 特征点法：根据异常曲线上的一些点或特征点（如极大值点、零值点、拐点）的异常值及相应的坐标求取场源体的几何或物性参数 磁法勘探：利用地壳内各种岩矿石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法 磁异常：通常把研究对象引起的磁场部分叫做磁异常，而周围环境和围岩引起的磁场同归为正常场。 磁场强度：单位正磁荷在磁场中所受的力。 磁感应强度：磁感应强度为场源在观测点的磁场强度与磁化物体所形成的附加磁场强度的和。

振动台试验终极版

一、前言 模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法，这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用，而且其应用的领域仍在不断地扩大。模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。 20世纪70年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合，使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高，并极大地促进了结构抗震研究的发展。 二、常用振动台及特点 振动台可产生交变的位移，其频率与振幅均可在一定范围内调节。振动台是传递运动的激振设备。振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。常见的振动台分为三类，每类特点如下： 1、机械式振动台。所使用的频率范围为1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，价格比较便宜，振动波形为正弦，操作程序简单。 2、电磁式振动台。使用的频率范围较宽，从直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大 推力200kN，几乎能对全部功能进行高精度控制，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，只有极低的失真和噪声，尺寸相对较大。 3、电液式振动台。使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力 6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。 4、电动式振动台。是目前使用最广泛的一种振动设备。它的频率范围宽，小型振动台频率 范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。振动台的驱动线圈正式处在一个高磁感应强度的空隙中，当需要的振动信号从信号发生器或振动控制仪产生并经功率放大器放大后通到驱动线圈上，这时振动台就会产生需要的振动波形。组成部分：基本上由驱动线圈及运动部件、运动部件悬挂及导向装置、励磁及消磁单元、台体及支承装置。 三、组成及工作原理 地震模拟振动台的组成和工作原理 1.振动台台体结构 振动台台面是有一定尺寸的平板结构，其尺寸的规模由结构模型的最大尺寸来决定。台体自重和台身结构是与承载试件的重量及使用频率范围有关。一般振动台都采用钢结构，控制方便、经济而又能满足频率范围要求，模型重量和台身重量之比以不大于2为宜。振动台必须安装在质量很大的基础上，基础的重量一般为可动部分重量或激振力的10~20倍以上，这样可以改善系统的高频特性，并可以减小对周围建筑和其他设备的影响。 2.液压驱动和动力系统

遥感在地震中的应用

遥感在地震中的应用 地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。全球每年发生地震约五百五十多万次。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾。房屋倒塌、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。 长期以来，地震预报监测、灾害调查、灾情信息获取主要依靠实地勘测手段，其获取的数据精度和置信度虽然较高，但存在工作量大、效率低、费用高和信息不直观等缺点。遥感技术手段可在一定程度上克服传统实地勘测手段的缺点，并具有其他实地勘测手段不可比拟的优势，因此，在地震领域中得到了广泛的应用。 遥感技术最早应用于地震始于国外，早在1906 年G.R.劳伦斯利用风筝成功拍摄美国旧金山8.3 级地震的震后灾情，标志着人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。20 世纪60 年代以来，航空遥感在日本、美国、加拿大、印度、新西兰、泰国等国均被广泛地应用于地震灾害调查。由于早期航天遥感影像分辨率较低，其在地震中的应用局限性较大。近年来，随着高分辨率影像的日益普及和空天地一体化对地观测网络的形成，极大地促进了遥感技术在地震各阶段中的应用，本文将从地震发生不同阶段中，对遥感技术的应用进行分析。 震前监测预报 地震预报是当今世界科学届的一大难题，由于地震的成因非常复杂且多样化，目前的技术手段还难以高效、准确地开展地震预报监测。目前,利用卫星遥感技术进行地震预报研究还仅处于初级阶段，主要集中在震区热异常探测研究。地震发生前出现的地表温度异常早被人们察觉，历史上亦不乏记载，我国史料中就记载了许多强震前出现的热异常现象。我国1978 年的唐山大地震，其震前就出现了地表热异常，表现在气压高、多雨，地表下0.8m处地温与常年相比差异较大，震前3 天突然增温，其增温中心即为后来的震中区。研究表明，强震前在震中区较大范围内出现增温异常是一种普遍现象，这种增温异常不仅表现在气温上，还表现在地表温度和地表下浅层地温上。传统的震前热异常研究主要是利用全国台网实测的气温、浅层地温以及（中、深）层水温等数据对震中附近局部地区的地表及地下一定深度的热状况进行时空演变的分析。这种方法虽然也能较真实地反映局部地区热异常状况，但难以获取地震范围内大面积的温度动态演变资料。热红外遥感具有覆盖范围大、全天候动态监测、信息

北京大学空间物理与应用技术研究所-北京大学地球物理学系

北京大学空间物理与应用技术研究所 空间物理学是人类进入太空时代以来迅速发展起来的新兴学科。它主要研究太阳系特别是日地空间中的物理现象与规律，研究空间环境及其对人大空间活动和生态环境的影响。空间物理学主要包括太阳大气物理学，日球层（即行星际）物理学、磁层物理学、电离层物理学及电波传播及应用、高层人气（热层和中层）物理学、空间探测实验与技术。空间环境学，空间等离子体物理学及日地关系学等分支，是一门应用性强的交叉性的基础学科。 当前，人类已进入开发太空资源，开创空间产业的新时期，空间通讯和导航已广泛应用。空间对地观测正在迅速发展。空间材料和制药工程已开始诞生，空间发电系统也将运行。月球基地和行星开发将在下一世纪上半叶出现。我国是一个空间技术大国，空间应用的一些领域已进入实用阶段。人类的航天活动必须以对太空环境的认识为基础。目前日地系统整体过程的研究和地球空间环境预报已在全球范围内广泛开展。21世纪将是空间技术和科学蓬勃发展的新世纪，空间物理学人才大有作为。 北京大学空间物理与应用技术研究所2002年刚刚成立，其前身是成立于1960年的空间物理学专业。四十年来已培养出一大批日地空间物理、空间环境和空间应用等领域内的杰出的科学家和工程技术人才，其中有中国科学院、国防科工委、航天部门和高等院校等诸多系统的各级领导、技术骨干，有国际影响的空间物理学家和空间环境专家等，有的还被评选中国科学院院士；他们为发展我国的空间科学事业做出了巨大的贡献。 本研究所是国家空间物理学博士点和硕士点，现有中国科学院院士1人，教授7人（其中博士生导师3名），副教授、高级工程师和高级实验师4人，博士后1人。此外还有博士研究生和硕士研究生近20人。 本专业教师知识面广，教学水平高，科研成果出色。先后承担了22项国家自然科学基金项目和国家基金委“日地系统能量传输研究”重大项目两项课题及“863”高科技项目，还参与了国家科委攀登计划。多次获得国内外重大科学奖励，（仅2001年就获得两项国家自然科学二等奖，且均为第一获奖人），有的被选为中国科学院院士、有的被选为国际宇航科学院院士、有的被聘为欧空局卫星星座计划国际合作科学家。 在实验条件方面，本专业现已建成“电离层和电波传播实验室”，“等离子体探测实验室”和“高层大气探测实验室”。本专业教师利用这些实验条件承担过航天部的“无线与等离子体相互作用”，“返回卫星等离子体鞘套”及中美合作科学卫星项目等研究工作，还承担了航天部关于卫星表面电位和星内粒子辐射方面的重要任务。此外，本专业还进行“电离层多普勒效应”和“宇宙噪声”的日常观测，具有电离层垂直和斜向探测的能力。并已开始向美国地球物理中心交换观测资料。 本专业同国际一些知名的空间物理研究单位，如美国加州大学洛杉矶分校地球与行星物理研究所、德国马克斯普朗克高空物理研究所等，以及国内空间和科学研

固体地球物理学

固体地球物理学 （学科代码：070801） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展，具有坚实的地球物理理论基础和系统的专业知识，了解固体地球物理学和与其相关学科发展的前沿和动态，能够适应二十一世 纪我国经济、科技和教育发展的需要，并具有较熟练的实验技能和较强的动手能力，具有较全面的计算机知识，具有独立从事该学科领域研究和教学能力的高层次人 才。 二、研究方向 1. 地震学、 2. 地球动力学、 3. 岩石物理、 4. 应用地球物理学、 5. 城市地球物理学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。 学科基础课和专业课如下所列。 基础课: GP15201★地球内部物理学★（4） GP15202★ 地球动力学★（4） GP15203★地球物理反演★（4） 专业课：

GP14201 计算地震学（3） GP14202 地球物理学进展（4） GP14203 地震学原理（4） GP15210 地震勘探（3） GP15211 定量地震学（4） GP15212 地震偏移与成像（4） GP15213 工程地震学（4） GP15214 岩石本构理论（4） GP15215 应用地球物理学（3） GP15216 地球内部电性与探测（4） GP15218 现代计算机与网络应用（3） GP15219 固体力学（4） GP15220 城市地球物理学（3） GP15701 地球物理高级实验（2） PI05204 工程中的有限元法（3） GP16201 固体地球物理理论（4） GP16202 地球科学中的近代数学（4） GP16203 地球科学前沿讲座（4） 备注：带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。

3[1].2《遥感技术及其应用》-教案1(湘教版必修3)

3.2遥感技术及其应用教学设计 一、课标要求：结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。 二、三维目标 （一）知识与技能 1、能够用自己的语言表述遥感的概念 2、能简要说明遥感技术的发展过程。 3、能说出遥感的几种常见分类。 4、能举例说明遥感在资源普查、环境灾害监测中的作用。 （二）方法与过程 1、通过阅读教材中提供的资料并上网搜索遥感信息，归纳遥感的几个发展阶段。 2、通过读图或上网搜索相关资料比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用飞运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异。 3、通过上网搜索有关遥感技术应用的信息，归纳遥感技术的主要途径。 （三）情感态度与价值观 1、通过遥感技术的迅猛发展的介绍，使学生感悟新兴地理信息技术的生命力，从而初步养成热爱科学、努力学习新兴科学的好习惯。 2、通过迅速发展的中国遥感技术的学习，增强学生的民族自信心和爱国情感。 3、通过遥感技术在农业、军事、环境监测、资源调查等方面的重要作用的学习，产生对遥感技术的好奇感，从而激发学生的探究和创新动力。 三、重点：根据运载工具不同的遥感分类种类。 四、学习方法： 1、多媒体课件演示。 2、读图分析讨论。 3、教师点拨、启发、引导。 4、理论联系实际。 五、课时：1课时

导入：南极考查必须穿越西风带区，这是多年来南极考察的难题。在我国开展的第14次南极考察中，1997年12月10日“雪龙号”科学考察船进入强风带时，与外界中断了联系，“船载气象卫星接收系统”接收到了一张非常清晰的卫星云图，图像上清晰的显示了三个气旋的位置及运动方向。这就是本节我们学习的遥感技术及其应用。 基础层次问题 1、什么是遥感技术？ 2、遥感技术经历了怎样的发展过程？ 3、遥感技术有哪些特点？ 4、遥感技术系统由那些组成？ 5、遥感从不同的角度可以分为不同的类型，如何分？ 6、航天遥感、航空遥感、近地遥感对比优缺点。 7、遥感在资源普查中的应用有哪些？ 8、遥感在环境灾害监测中如何应用？ 9、遥感卫星的科学实验功能有哪些？ 知识反馈 1、下列遥感类型中，探测范围由大到小依次是 A．近地遥感、航空遥感、航天遥感 B．航天遥感、航空遥感、近地遥感 C．航空遥感、近地遥感、航天遥感 D．航空遥感、航天遥感、近地遥感 2、下列遥感类型中．按照应用领域或专题进行分类的是 A．航天遥感、航空遥感、近地遥感 B．主动式遥感、被动式遥感 C．紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感

地球物理学应用中的人工智能和动力系统

地球物理学应用中的人工智能和动力系统 Alexei Gvishiani, Schmidt United Institute of Physics of the Earth RAS, Russia Jacques Octave Dubois, Institut de Physique du Globe de Paris, France Artificial Intelligence and Dynamic Systems for Geophysical Applications 2002, 347pp. Hardcover EUR 119.00 ISBN 3-540-43258-2 Springer-Verlag 本书是一套两卷的丛书，作者用新的人工智能和动力系统技术采集、管理和研究地球物理学数据。第1卷《地球物理学应用中的动力系统和动力学分类》已于1998年发表，本书为该丛书的第2卷，介绍地球物理学、地球动力学和自然灾害中应用新的几何分类归并方案、动力系统和模式识别算法等论题。原来的数学技术是建立在经典和模糊系模型上的，而应用本书描述的人工智能技术大大超越地球科学应用的界限。

全书分成两部分，共有6章。第一部分用人工智能分析地球物理数据(有3章)，涉及用几何分类归并和模糊逻辑解决地球物理数据分类问题的新概念和新方法。第1章动力学和模糊逻辑群集和分类；第2章地物理学、地震学和工程地震学中的应用；第3章地震易发区的识别和地震风险评估。第二部分分形和动力系统(有3章)，讨论不同的理论工具及它们在用大的地球物理数据集的自然系统模化中的应用，用分形和动力系统分析地貌(大陆和海洋)、水文、深海探测、重力、地震、地磁和火山所生成等的数据。第4章分形和多分形；第5章动力系统的特性和长时间系；第6章结论和远景。 本书可供从事地球物理学研究和实际工作的科学家、工程师，以及大学教师和高年级学生参考。 罗银芳，研究员(中国科学院计算技术研究所) Luo Yinfang, Professor (Institute of Computing Technology, the Chinese Academy of Sciences)

地震学原理与应用Chapter5b(1)

二、地震波辐射源的理论模式 1.集中力系点源 (1)集中力 弹性力学中为了分析连续体的运动，引入： Δm为ΔV中之质量；ΔF 为 Δm所受之合力。 1)r点上单位质量所受的体力(密度)： 2)r点上单位体积所含质量受到的体力(密度)： V r , m Δ F Δ lim )t,r ( X V Δ ∈ = → Δ V Δ r t), ,r ( X t),r (ρ m Δ F Δ V Δ m Δ lim V Δ F Δ lim t),r ( F V V ∈ = = = → Δ → Δ 即运动方程中的体力项。

*如果：???? ?Δ?=Δ∈≠V r 0,V r 0,t),r ( F *如果：(t) g t)dV', r'( F lim V V =∫ Δ→Δ当ΔV 趋于r 点时，积分有限。则称g(t)为作用在r 点上的集中力。 用Dirac δ函数表示： F(r, t)＝g(t)δ(r) (2)力场的势函数(用Φ和Ψ表示) *据场论分析，矢量场作Stokes 变换(分解)： 0,t),r ( F =Ψ??Ψ×?+Φ?=① *对①式两边分布求散或求旋： Ψ ??=Ψ??Ψ???=Ψ×?×?=×?Φ?=??2 2 2 )(F ;F ②

它们都是泊松方程(非奇次的拉普拉斯方程)，有定解 ∫∫ ∞ ∞ ×?= Ψ???=dV' ) r' -r (π 4 t) , r' (F ') t ,r (;dV') r' -r (π 4 t), r' (F ' t),r (Φ③ *求③式的积分：

第二式也可类似导出。力势可由给定的力场表示： ?? ? ? ?? ?×?=Ψ???=Φ∫∫∞∞dV'r t), r' (F 4π1 t),r (dV'r t) , r' (F 4π1 t),r (** ④ (3)几种基本的集中力系点源的弹性波辐射场 (均匀各向同性弹性全空间) 1)单个集中力引起的位移场(基本解)*运动方程： F u μ)u ()μ2(λt u ρ22+×?×?????+=??⑤ *位移矢量场的Stokes 分解(用小写字符?和ψ表示)： ψ;ψu =??×?+??=⑥

遥感图像处理在汶川地震中的应用分析

遥感图像处理在汶川地震中的应用分析 摘要 随着卫星技术的快速发展，遥感技术被越来越广泛的应用于国民经济的各个方面。本文结合汶川地震中遥感技术的应用实例，系统阐述了遥感应用于应急系统中需要解决的一系列关键技术问题。并就数据获取、薄云去除、图像镶嵌、图像解译，以及灾后重建中的若干关键技术问题展开了分析。关键词：遥感；地震；应用；关键技术 1 引言 长期以来，人们不断遭受到各种自然灾害的侵害，如地震、火山、洪水等，同时，由人为因素导致的灾难也不断发生，如火灾、恐怖袭击等。这些灾害具备破坏性、突发性、连锁性、难预报性等特点，往往容易造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失。为了有效的应对突发事件，产生了各类应急系统。 灾区数据的实时获取足所有应急系统的基础。对于区域性的灾害，传统的地面调查方式，由于速度慢、面积小、需要人员现场勘查等无法避免的特点，很难满足应急系统的需要。相对而言，遥感技术有其得天独厚的优势：遥感传感器能实时的、大面积的、无接触的获取灾区数据，因此成为绝大多数应急系统中数据获取的主要手段。为了使遥感数据能满足应急系统中基础数据的要求，需要经过数据获取、数据预处理、图像解译等阶段的处理，最终提取出准确的遥感信息。下面将根据这三个阶段的处理技术展开阐述与分析，并以汶川地震为例，介绍遥感技术在应急救灾及灾后重建中的应用。 2 数据获取 灾害发生后，由于地形、气象等客观因素的影响，通过单一的遥感传感器往往很难获得灾区所有数据，需要充分发挥多种传感器的优势，获取灾区的各种类型数据，主要包括光学与SAR卫星遥感影像、光学与SAR航空遥感影像两大类。 2.1 光学与SAR卫星遥感影像的获取 此类数据包括国内外的众多高分辨率光学与SAR卫星遥感影像。从时间上说，重点是灾害发生前后数据的获取，以快速确定灾区的位置和前后的变化。 2.2 光学与SAR航空遥感影像的获取 此类数据是利用高空遥感琶机、无人机和卣升机等高、低空遥感平台，搭载遥感传感器，快速

第七章 地震预测1

地震学原理与应用
第七章 地震预测

一、概说
当今世界，各种自然灾害频频发生，全世界每年大约发生20起严 重的自然灾害，年平均死亡8万余人，经济损失80余亿美元。自然灾害 是对现代科学的挑战。 地震灾害的猝发性和惨重性给人类以极大威胁，地震所造成的巨 大灾害和损失，遥居各种自然灾害之首。 1995年1月17日，日本兵库县南部地震(MW＝7.2)，发生在工业发 达、人口密集的现代化大都市大阪－神户地区。这个地震造成人员死 亡5413人、受伤2.7万人；直接经济损失超过1000亿美元。 2011年3月11日，发生在日本东北部海域的MW 9.0地震及诱发的 海啸，已确认造成14435人死亡、11601人失踪；造成了重大人员伤亡 和财产损失 。
2013-5-27 地震学原理与应用第七章 2

大陆是人类主要活动地区，发生在大陆的地震虽只占全球 地震的15％，但大地震给人类造成的损失却占全球地震损失的 85％。中国是世界大陆区地震分布最广的国家，据1970-1980年 的统计，地震造成的伤亡和损失超过了其他国家和地区的总 和，地震预报的紧迫性明显地摆在中国地震工作者面前。 2008年5月12日下午14:28发生在四川汶川地区的MS8.0级地 震，截至8月25日统计，确认死亡69226人，失踪17823人，受伤 374643人，累计受灾人数4624.9048万人。直接经济损失估计超 过8451亿元人民币。 党和国家领导人多次到灾区视察、指导抗震救援工作。
2013-5-27 地震学原理与应用第七章 3

遥感技术在地震中的应用

遥感技术在地震中的应用 长期以来，地震预报监测、灾害调查、灾情信息获取主要依靠实地勘测手段，其获取的数据精度和置信度虽然较高，但存在工作量大、效率低、费用高和信息不直观等缺点。遥感技术手段可在一定程度上克服传统实地勘测手段的缺点，并具有其他实地勘测手段不可比拟的优势，因此，在地震领域中得到了广泛的应用。 遥感技术最早应用于地震始于国外，早在1906 年G.R.劳伦斯利用风筝成功拍摄美国旧金山8.3 级地震的震后灾情，标志着人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。20 世纪60 年代以来，航空遥感在日本、美国、加拿大、印度、新西兰、泰国等国均被广泛地应用于地震灾害调查。由于早期航天遥感影像分辨率较低，其在地震中的应用局限性较大。近年来，随着高分辨率影像的日益普及和空天地一体化对地观测网络的形成，极大地促进了遥感技术在地震各阶段中的应用，本文将从地震发生不同阶段中，对遥感技术的应用进行分析。 震前监测预报 地震预报是当今世界科学届的一大难题，由于地震的成因非常复杂且多样化，目前的技术手段还难以高效、准确地开展地震预报监测。目前，利用卫星遥感技术进行地震预报研究还仅处于初级阶段，主要集中在震区热异常探测研究。地震发生前出现的地表温度异常早被人们察觉，历史上亦不乏记载，我国史料中就记载了许多强震前出现的热异常现象。我国1978 年的唐山大地震，其震前就出现了地表热异常，表现在气压高、多雨，地表下0.8m 处地温与常年相比差异较大，震前3天突然增温，其增温中心即为后来的震中区。研究表明，强震前在震中区较大范围内出现增温异常是一种普遍现象，这种增温异常不仅表现在气温上，还表现在地表温度和地表下浅层地温上。传统的震前热异常研究主要是利用全国台网实测的气温、浅层地温以及（中、深）层水温等数据对震中附近局部地区的地表及地下一定深度的热状况进行时空演变的分析。这种方法虽然也能较真实地反映局部地区热异常状况，但难以获取地震范围内大面积的温度动态演变资料。热红外遥感具有覆盖范围大、全天候动态监测、信息丰富等特点，因而基于热红外遥感手段可快速获取震区大面积热异常影像，连续不间断监测则可得到震区热异常影像序列。 震后紧急救援、灾情监测及评估 地震往往具有极强的破坏性，从过去的地震实践来看，震后几小时到24 小时内是人员抢救的关键时段，这就要求我们有能力在震后几个小时内，即使在灾区通信及交通中断的情况下，也可快速获得极震区和高烈度区的震害信息，为震害快速评估及抢险救灾提供快速、准确的决策依据。现有的航天及航空遥感，包括CCD摄像、航空目测、航空遥感、微波遥感等技术手段则恰恰可满足灾后救援需求，高时间分辨率卫星及众多静止卫星的日益普及使得遥感手段对于灾情过程的监测十分有效。灾情监测主要包括气象监测、山体滑坡监测及次生灾害监测，次生灾害监测则包括次生火灾、次生水体污染、次生地质灾害、次生堰塞湖监测，其对灾后救援及灾区的影响最大。在灾害应急阶段，灾害评估主要包括房屋倒损、房屋受损、交通受损、受灾人口等方面，其中又以交通受损评估最为关键。地震灾害通常导致通

关于地质灾害调查与监测中遥感技术的应用

关于地质灾害调查与监测中遥感技术的应用 发表时间：2018-04-03T15:02:07.303Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第31期作者：尹琳娅 [导读] 目前尚存在一定的困难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。 河北省水文工程地质勘查院河北石家庄 050000 摘要：遥感技术是一门新兴技术，在地质灾害方面的预测和治理方面是有效的，而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。而今，随着遥感技术理论的逐步完善，以及遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是要全面推广遥感技术在地质灾害中的应用，目前尚存在一定的困难和技术缺陷，有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。 关键词：遥感技术；地质灾害调查；监测 1地质灾害遥感监测主要内容 地质灾害遥感监测关键内容归纳起来有下面几点： （1）分析映射地质环境和地质灾害体的电磁数据，探明它们在现有多种高光谱或多光谱遥感图像上的表现。（2）对多种地质环境与地质灾害体的电磁信息分类，查询最好的特征信息，给灾害分析、遥感监测提供依据。（3）选用粗、细、精空间分辨率及长、中、短时间分辨率的遥感数据与非遥感数据的融合，构建遥感动态监测系统。（4）选用“多 S”集成科技，研究以主题数据库为重心的地质灾害遥感监测信息系统。（5）编写土地利用图、植被和别的覆盖分布图、并对地质灾害危害性作出预评估处理。（6）参考地质灾害调查资料，经由遥感解译，参考必要的地面调查，编写1：10000灾害地质图，并构建灾害地质空间数据库对其管理。（7）对可能出现的新的地质灾害体依次识别、预测、评价，编写示范区 1：10000 灾害点分布及别的相关图件。 2 遥感技术调查地质灾害的内容 2.1 遥感技术在地质灾害现状调查与区划方面的作用 地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。在此基础上进行地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，为防治地质灾害隐患，建立地质灾害监测网络提供基础资料。 2.2 遥感技术能够调查与研究的孕灾背景 利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景，是地质灾害调查中最基础而又最重要的工作内容：①时日降水量；②多年平均降水量；③地面坡度；④松散堆积物的厚度及分布；⑤构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）；⑥植被发育状况；⑦岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；⑧人类工程活动程度。由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量，陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力，其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地物特征的作用。因此，在上述8种孕灾背景中，第①与第②种可通过气象卫星与地面水文观测站调查统计，其它因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。 2.3 遥感技术对灾情实时调查与损失评估提供可靠的技术手段 地质灾害的破坏包括人员与牲畜伤亡。村庄、工矿、交通下线、桥梁、水工建筑等财产损失以及土地、森林、水域等自然资源的毁坏。利用遥感技术进行地质灾害调查，除人员与牲畜伤亡难以统计外，高分辨率的遥感影像对工程设施和自然资源的毁坏情况均可进行实时或准实时的调查与评估，为抢灾救灾工作提供准确依据。 2.4 遥感技术对地质灾害动态监测与预警 地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体（如滑坡体等）从量变到质变的过程。一般情况下，地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的，当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统（GPS）的差分精度达毫米级，可以满足对蠕动灾体测的精度要求。因此，利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测，在此基础上有效地行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。 3 遥感技术在地质灾害中的应用 3.1 有效预防灾害 第一，在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况，找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点，联系这些特点，能够准确将地质灾害频发地区进行划分，进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度，争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二，在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测，做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体，而暴雨天气是造成地质变化的重要原因，当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害，一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区，同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测，及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外，针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现，提前做好预防地质灾害的措施，进而降低损失。 3.2 灾后重建 造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后，需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象，假如使用人工传统的勘测方法，对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作，致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用，能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定，或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果，同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案，为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。 4 遥感技术在地质灾害调查与监测中的发展趋势 在我国，随着科技的飞速发展，尤其是近年来航空航天技术、数据通信技术的迅猛发展，现代遥感技术已经进入一个动态、快速、准确、和多手段提供对地观测数据的新手段。新型传感器的不断出现，且能够在航空航天遥感平台上获得不同空间分辨率、空间分辨率和光

应用地球物理学习题答案

一、名词解释 1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。 2震动图：用μ～t坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波的震动图。 3波剖面图：某一时刻t质点振动位移μ随距离x变化的图形称之为波剖面图。4时间场：时空函数所确定的时间t的空间分布称为时间场。 5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。 6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传播又称之为剪切波或S波。 7纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸或压缩形变）所产生的波称为纵波，又称压缩波或P波。 8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。 9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻t1波前面上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从t1时刻开始产生子波向外传播，经过Δt时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t1＋Δt时刻的新的波前面。10视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视速度。V* 11观测系统:在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√×追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。

12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。 13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。 14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。 15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。 二、判断题 1．视速度小于等于真速度。× 2．平均速度大于等于均方根速度。× 3.仅在均匀介质时，射线与波前面正交。× 4.纵波和横波都是线性极化波。× 5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。× 6.倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。× 7.折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。× 12．瑞雷面波是线性极化波。× 8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。× 9.对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。√ 10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的大致倾向。√ 11. 相遇观测系统属于折射波法的观测系统√