预测地震等自然灾害的数据计算复杂应用采用什么

云计算、大数据等现代信息技术。

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我国在应用GIS中,根据地震的灾难预测与地震区划借助GIS技术独有的空间分析与网络分析进行数据处理与计算,为我国地震减灾科学研究开拓了新途径。

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。

地理信息系统在灾害监测取得成果有哪些？

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）在灾害监测方面发挥了重要的作用，取得了如下成果：

灾害信息收集：GIS技术可以通过遥感技术和地面监测设备获取各种类型的灾害信息，如地震、洪水、山体滑坡等自然灾害信息，以及火灾、爆炸等人为灾害信息。GIS可以将这些信息整合起来，形成全面的灾害信息库。

灾害预警：通过GIS技术，可以实现对于灾害的实时监测和预警，及时通报相关机构和群众，减轻灾害的影响。例如，地震监测站可以将地震信息传输至GIS系统中，自动产生预警信息并快速发送给相关部门和民众。

灾害评估：GIS技术可以通过空间分析、模拟和建模等手段，对于灾害的影响范围、人员流动、救援路线等进行科学的评估和分析。通过对于灾害影响范围的精准判断，可以快速进行救援和灾后重建。

灾害应急管理：GIS技术可以支持灾害应急管理中的决策制定和指挥调度。例如，通过GIS系统可以确定灾害救援的重点区域，为救援队伍提供合理的路线和通讯支持，从而加强应急管理效率。

综上所述，GIS在灾害监测方面取得了诸多成果，为灾害预警、评估、救援和重建等工作提供了重要的支持和保障。

GIS在地质学中的应用

石油和矿产勘查要求多种数据集进行综合分析。过去对数据存档、检索及迭加分析通常使用图件或表格数据,对比与综合要花费大量时间,遥感与GIS技术则为这些多源勘探数据综合处理提供了现代化手段。

在石油等矿产勘查时,地质学家首先要对各种地质图件、地球物理和地球化学数据、地震剖面以及遥感图像等数据进行综合分析,以便能清楚地了解各种不同数据集之间的关系。

地质数据通常也是由点、线、多边形三种形态构成的。点数据以地球化学分析数据最典型,它与某一特定的取样点有关;线数据可以是一条岩性分界线或一条断裂;多边形数据如某种岩类的出露范围。这些数据,有的采用图件形式,用颜色表示岩石类型(专题图),符号表示地球化学取样点位置,用等值线表示磁场测量值。许多地质数据还以报告、图形或实验室结果表格等形式提供。在GIS中,这些不同的数据集(如地球化学分析数据、航磁调查数据、地震数据、地质图和地形图以及遥感数据)经过数字化、编码、矢量到网格数据转换,产生连续或离散的数据集,存入建立起目标区的地质数据库,图13-1给出了地质地表数据的输入,分析和建库的过程。

在地质数据库中,地质数据按专题内容分层存贮,几何特征以图形图像表达,属性数据则记录在二维关系表中,两者为一对一或一对多的关系。于是,在这个数据模型的基础上,勘探工作区的所有地球物理、地球化学、岩石学及辐射场的数据都可以纳入数据库。一旦工作区的地质数据库被建立,地质学家便可以利用已有的专家(概念)模型来指导数据分析。例如,在石油勘探中,首先利用石油存贮条件与变量之间已知的物理、化学和地质联系来分析数据库提供的数据,对直接或间接与这些联系有关的数据进行分析、处理、生成各种派生数据。表13-1显示某工作区地质数据库中的原始数据和派生数据集。用这些数据所提供的信息来选定油气储藏有利地区。

如将重力和航磁数据叠合,有助于对基底形态的分析。又由于基底形态对沉积盖层构造发育有影响,因而据重力和航磁的一阶、二阶导数可推断出构造的总体特征。又如,基底隆起地区可能影响盖层构造特征,基底凹陷的地区沉积厚度较大,可能成为盆地的沉积中心。

图13-1 地质地表数据处理、分析及建库流程图

背斜构造是重要储油构造。是油气勘探数据库的重要内容。构造的向下延伸范围是一个最有价值的参数,目前的技术水平还难以确定。在数据库中,背斜用多边形表示,并以背斜轴为中心向下延展来定性表达背斜的地下影响范围。

断层对油气的生、储、盖都很重要。断层等密度图与线性体等密度图是用任一网格单元范围内断层/线性体出现的频数来定义的。用邻域分析法计的研究区内围绕每一象元的5×5象元阵列中断层出现的次数。结果图显示出断层/线性体密度。将断层等密度和线性体等密度图进行叠加,合成出一幅描述断裂密度的新图。对盖层断裂密度高值地区进行分析,判明它对区域油气运移和储集的具体作用。

表13-2给出某研究区域模型及其对应的权重,系统据此运行后生成一个新图像。图像的像元值等于各输入的权值求和,将它们进一步分段,便可以表达工作区中油气产出有利性的不同级别,最后圈出高概率产油区。

这种技术方法同样适用于其它矿产勘查、区域成矿预测,工程地质灾害评估与预测等。

GIS技术的引入可能极大改变地质学家的工作模式,使地学工作者面临的对多源地质数据的采集、配准、存储、分析、综合与检索工作,变得形象直观、灵活多样、快速准确,使各种地学模型的生成和发展,在技术上有了主要的支撑系统。

表13-1 原始和派生地质数据

表13-2 模型的输入与数字加权

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