——基于遥感影像、实测地震动与精细化数值仿真模型(版本v1.0)
2022年9月5日12时52分在四川甘孜州泸定县发生了6.8级地震，地震发生后，中国地震局工程力学研究所（工力所）与中国地震局地震预测研究所（预测所）密切合作，工力所林旭川研究员和预测所袁小祥等师生运用遥感影像、实测地震动记录与精细化数值仿真模型对震中部分村镇的建筑物震害情况进行了快速评估，为现场震害调查与应急提供信息支撑。
1. 方法
（1）基础数据准备：震后第一时间收集了灾区遥感影像和实测地震动数据。
（2）建筑信息提取：基于国家重点研发计划、高分重大专项和重防区公共服务试点项目的研究成果，用高分遥感建筑物智能提取系统快速获得了泸定、石棉等地4万多栋单体建筑物空间信息，磨西镇及周边的建筑信息情况如图1所示。
图1 灾区建筑物三维模型（磨西镇及其周边
（3）震害精细化仿真：运用工力所研发的城市震害模拟器仿真系统，采用逐栋自动化建模技术建立每栋房屋的弹塑性时程分析模型，采用相关村镇附近实测地震动数据，开展了建筑群震害仿真分析。
2. 结果
仿真评估结果如图2、3、4所示，该结果展现了建筑群中各个建筑的破坏等级及其空间分布。总体上，磨西镇、草科藏族乡、新民藏族乡及安顺场镇周边建筑物破坏严重，评估烈度达到IX（9度）度；冷碛镇、烹坝镇、岚安乡及王岗坪彝族藏族乡周边次之，烈度达到Ⅷ（8度）；泸桥镇及姑咱镇估计烈度达到Ⅶ（7度）。
利用震后快速获取的磨西镇无人机遥感数据，提取了更为详细的单体建筑震害信息（参考DB/T 75-2018），初步结果详见图5。结果显示，16.1%的建筑物发生倒塌，16.6%局部倒塌，24.2%未倒塌有明显破坏，43%未倒塌，相比于镇驻地，周边的民居抗震能力更差，损坏更为严重。利用遥感震害定量评估模型（参考DB/T 77-2018）进行定量评估计算，磨西镇震害指数为0.63，与基于精细模型的建筑物震害仿真评估计算结果0.64较为一致，说明基于精细模型的仿真结果具有较高的可信度。
图2 泸定县6.8级地震建筑物震害评估结果分布图
图3 灾区建筑物震害评估结果（磨西镇及其周边，①为全景，②为放大图）
图4 灾区建筑物震害评估结果（安顺场镇及其周边）
图5 磨西镇建筑物无人机遥感解译结果
3. 适用性说明与致谢
（1）基础数据的准确性问题：本次地震应急震害评估的建筑基础信息直接采用了基于遥感的建筑物信息识别方法，数据信息的准确性仍有较大的改进空间，仅用于应急阶段参考，尚需现场科考工作的验证，今后可通过提前建立更准确的建筑基础数据库提升评估结果的准确性。
（2）实测地震动的选用问题：实测地震动仅代表测点附近的地震作用，数据具有一定的“局部性”，且仿真中并未对建筑所在位置的地形效应进行考虑，分析结果仅可展示实测地震动对村镇建筑的整体破坏情况，可通过加密台站测点、进一步考虑场地效应影响，提高震害分布模拟的分辨率与准确性。
感谢预测所遥感与地震风险评估团队提供遥感信息快速识别与绘图技术支持、工力所马强研究员课题组提供地震动数据支持、工力所林旭川研究员课题组提供城市震害模拟器仿真系统平台支持。
中国地震局工程力学研究所
2022年9月11日
