一种基于泰森多边形的乡镇级海啸风险评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于泰森多边形的乡镇级海啸风险评估方法，包括：基于沿海区域的基础地理信息数据，构建沿海区域内多个泰森多边形结构，根据沿海区域内的历史地震和海啸数据，结合海啸数值计算模型，获取每一泰森多边形结构的海啸危险等级分析结果；基于ASTER高程、Sentinel1数据、LANDSAT卫星数据和NPP/VIIRS灯光数据获取脆弱评估结果；将每一泰森多边形结构的海啸危险等级分析结果和和脆弱评估结果进行组合，得到用于展示的乡镇级海啸风险区划结果。本发明专利技术的方法将海啸风险评估区划尺度提高到乡镇级，海啸脆弱分析兼具科学性和实用性，提高脆弱分析合理性。提高脆弱分析合理性。提高脆弱分析合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于泰森多边形的乡镇级海啸风险评估方法


[0001]本专利技术涉及计算机预测
，尤其涉及一种基于泰森多边形的乡镇级海啸风险评估方法。

技术介绍

[0002]海啸是发生在海洋中的一系列具有超长波长和周期的波动，通常是由海底地震导致海水的剧烈扰动而形成的。在深海中很难被察觉到的海啸，到了近岸很可能会变成破坏力极强的灾害。海啸波的流速很大，如果冲击到陆地上，具有非常强的破坏力，可以轻易的冲倒一些建筑物；如日本地震海啸、印度洋大海啸、智利海啸等带来的灾害。为此，业内人士研究了潜在影响地区的海啸风险。目前，海啸风险研究分为海啸危险和海啸脆弱两个方面。海啸脆弱问题是其中的重要一环。
[0003]我国周边沿海处于环太平洋地震带上，既面临着局地海啸的威胁，也受区域和越洋海啸的影响。影响我国的海啸最有可能发生在南海东部马尼拉海沟、台湾岛周边海域、琉球群岛。海啸风险问题需要考虑的因素很多，包括离海岸的距离、淹没深度、备灾活动、社会经济状况等，需要收集多种数据，费时费力。
[0004]目前的海啸风险区划中，只做到市(县)级的区划分析，缺少更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于泰森多边形的乡镇级海啸风险评估方法，其特征在于，包括：S1、基于沿海区域的基础地理信息数据构建沿海区域内多个泰森多边形结构；每一泰森多边形结构中存在一个作为应急避难空间的控制点，任意泰森多边形结构的网格单元到控制点的距离最短；S2、根据所述沿海区域内的历史地震和海啸数据，基于海啸数值计算模型，获取每一泰森多边形结构的海啸危险等级分析结果；所述海啸数值计算模型是以考虑海啸频散特性的FUNWAVE模型为基础并结合所述沿海区域的高程数据、潜在海啸所属的水深数据，通过数值计算确定海啸最大波幅的模型；所述潜在海啸为基于历史地震和海啸数据评估得到；S3、基于预设时间段内对应沿海区域经纬度的ASTER高程、Sentinel1数据、LANDSAT卫星数据和NPP/VIIRS灯光数据；获取泰森多边形结构中每一网格单元的海啸灾害脆弱评估结果；将泰森多边形结构内所有网格单元的海啸灾害脆弱评估结果进行筛选，选择所有网格单元中对应的最高等级的脆弱评估结果作为该泰森多边形结构的脆弱评估结果；S4、将每一泰森多边形结构的海啸危险等级分析结果和和脆弱评估结果进行组合，得到用于展示的乡镇级海啸风险评估的区划结果。2.根据权利要求1所述的乡镇级海啸风险评估方法，其特征在于，所述S1包括：S1
‑
1、收集沿海区域的基础地理信息数据；所述基础地理信息数据包括海岸线数据、乡镇级居民点的地理分布信息、乡镇行政区划数据、高程数据和水深数据；从所述乡镇级居民点的地理分布信息中提取村级/社区级的居民点数据，所述居民点数据包括下述的一项或多项：社区居民点、村级居民点、工厂、旅游区、港口和危险货物存放处；S1
‑
2、将所述沿海区域划分为多个网格单元，每一网格单元的分辨率为10
‑
20米；将居民点数据作为控制点，将每一网格单元的中心点作为测量点；获取测量点和居民点的经纬度数据，采用公式(3)计算任意测量点之间的距离，并结合公式(1)和公式(2)的约束条件，构建多个泰森多边形结构；公式(1)d(x,A)＝inf{d(x,a)|a∈A}公式(2)R
k
＝{x∈X|d(x,P
k
)≤d(x,P
j
)for all j≠k}公式(3)其中，X是距离函数为d的度量空间，K是一组指数，(P
k
)
k∈K
是空间X中非空子集的元组；与控制点P
k
相关的区域R
k
是X中所有测量点x的集合，集合中所有测量点x到P
k
的距离不大于所有测量点x到其他控制点P
j
的距离，j和K是不同的索引；d(x,A)表示测量点x和子集A中a之间的距离；集合中每一个测量点x的经纬度数据(a1,b1)或(a2,b2)。3.根据权利要求1所述的乡镇级海啸风险评估方法，其特征在于，所述S2包括：S2
‑
1、收集所述沿海区域内的历史地震和海啸数据；S2
‑
2、根据现有G
‑
R定律对所述历史地震进行分析，获取地震的震级、总次数与时间周期之间的关系，并确定潜在海啸的最大震级；S2
‑
3、将潜在的最大震级输入预先建立的海啸数值计算模型，获得潜在海啸的最大波
幅的计算结果；所述海啸数值计算模型为预先采用Boussinesq方程的FUNWAVE模型建立的，采用网格嵌套的形式进行数值计算的模型；S2
‑
4、基于潜在海啸的最大波幅的计算结果，按照波幅变化规律，确定存在影响沿海区域海岸处的海啸最大波幅；S2
‑
5、将所述海啸最大波幅映射到距离海岸8公里位置的所有泰森多边形结构，并确定每一泰森多边形结构的危险等级。4.根据权利要求3所述的乡镇级海啸风险评估方法，其特征在于，S2
‑
5包括：针对每一泰森多边形结构，根据预先接收的用户输入的定义信息，选取该泰森多边形结构的2公里范围内的最高危险等级作为该泰森多边形结构的危险等级；定义信息包括：距离海岸2
‑
4公里，4
‑
6公里和6
‑
8公里范围内的泰森多边形的等级依次降低一级，直到降为最低的四级，危险等级分为4级；I级代表该区危险性为最高；Ⅳ级则为最低。5.根据权利要求1所述的乡镇级海啸风险评估方法，其特征在于，S3包括：S3
‑
1、收集对应沿海区域经纬度的ASTER高程数据、Sentinel
‑
1数据、LANDSAT卫星数据和NPP/VIIRS灯...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯京明，徐志国，王培涛，高义，王君成，卢伟，
申请(专利权)人：国家海洋环境预报中心，
类型：发明
国别省市：