基于GIS的農(nóng)村震害分析及抗震能力評(píng)價(jià)研究
——以山東省為例

馬銀，單寶艷，史同廣，李兵

（山東建筑大學(xué)測(cè)繪地理信息學(xué)院，山東濟(jì)南250101）

0 引言

地震即通常所說的地動(dòng)或者地振動(dòng)，是由地殼快速釋放能量時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。地震作為21世紀(jì)破壞性最大的自然災(zāi)害，其突發(fā)性和巨大的破壞性對(duì)建筑物、經(jīng)濟(jì)、人員的影響更加顯著和深遠(yuǎn)［1］。近年來，我國(guó)地殼較活躍，地震頻發(fā)，相對(duì)于城市地區(qū)，由于農(nóng)村地區(qū)防震意識(shí)薄弱、建筑抗震性能較低、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平落后等原因，其抗震能力較弱，震時(shí)人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失均較為嚴(yán)重［2-5］，農(nóng)村地震成為政府部門及研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前對(duì)于農(nóng)村地震的研究主要包括：農(nóng)村抗震性能及脆弱性研究、震時(shí)經(jīng)濟(jì)損失和人口傷亡預(yù)測(cè)、防震減災(zāi)對(duì)策研究等。其中，李萍等利用灰色層分析與灰聚類相結(jié)合的方法，在建立農(nóng)居抗震性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了農(nóng)居抗震性能評(píng)價(jià)模型［5］；農(nóng)村地震脆弱性研究是基于問卷調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)訪談等方法進(jìn)行的，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)的民眾地震災(zāi)害認(rèn)知與響應(yīng)能力較低，農(nóng)村地震脆弱性整體偏高［1，6］；震時(shí)經(jīng)濟(jì)損失的評(píng)估模型主要有：HAZUSMH評(píng)估模型［7］、生命線工程地震直接經(jīng)濟(jì)損失分析模型［8］、基于震級(jí)的評(píng)估模型、基于震中烈度與震級(jí)的評(píng)估模型等［9］，震時(shí)人員傷亡的評(píng)估模型主要包括：基于地震參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?0-12］、基于歷史資料的震害矩陣經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?3］、基于性能的易損性分析模型［14］、基于最優(yōu)化方法的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?5］和基于時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)模型［16］；建筑物結(jié)構(gòu)加固［17］、發(fā)展經(jīng)濟(jì)提高農(nóng)民收入和提高民眾的防災(zāi)意識(shí)是防震減災(zāi)的主要對(duì)策［1］。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)農(nóng)村抗震做了大量實(shí)驗(yàn)和分析，但是以縣、鎮(zhèn)為單位預(yù)測(cè)震時(shí)人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失、研究農(nóng)村抗震能力應(yīng)用模型的相對(duì)較少。山東省陸地及周圍海域共分布有6條地震帶，位于山東省中部的郯廬地震帶和西部的聊考地震帶對(duì)山東影響較大，且山東省地質(zhì)條件復(fù)雜，農(nóng)村地區(qū)所占比例較高，分析農(nóng)村震害并研究其抗震防災(zāi)能力，是制定可行的抗震防災(zāi)措施的基礎(chǔ)和前提，所以研究山東農(nóng)村地區(qū)震害和抗震問題具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

文章以山東的縣、鎮(zhèn)為研究單元，采用GIS空間分析方法和數(shù)學(xué)模型，分析震時(shí)人口傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的影響因素并進(jìn)行了預(yù)測(cè)，對(duì)震時(shí)損失區(qū)域性進(jìn)行空間分析，并選取農(nóng)村建筑結(jié)構(gòu)類型、經(jīng)濟(jì)狀況和人口年齡結(jié)構(gòu)比例等指標(biāo)，對(duì)山東農(nóng)村進(jìn)行了抗震性能綜合評(píng)價(jià)，對(duì)應(yīng)分析了山東各鎮(zhèn)抗震性能和經(jīng)濟(jì)、人口損失的空間關(guān)系，對(duì)編制山東省抗震防災(zāi)規(guī)劃、統(tǒng)籌利用防災(zāi)減災(zāi)資源、制定相應(yīng)抗震措施具有借鑒意義。

1 山東農(nóng)村地震人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估

山東省是國(guó)家的人口、經(jīng)濟(jì)大省，據(jù)2017年統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)［18］可知：山東省總?cè)丝谶_(dá)到9947萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值達(dá)到67008.19億元。山東省作為一個(gè)人口眾多、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)且地震多發(fā)的省份，預(yù)測(cè)震時(shí)人口傷亡和經(jīng)濟(jì)損失值對(duì)于編制相關(guān)防震文件、調(diào)度防災(zāi)資源、盡最大可能減少震時(shí)損失具有積極的意義。

1.1 地震人員傷亡評(píng)估模型

1.1.1 基于地震烈度的地震人員傷亡評(píng)估模型

陳堯研究認(rèn)為［19］，隨震中烈度增加，地震造成的平均死亡人數(shù)也相應(yīng)增加，即地震造成的平均死亡人數(shù)與震中烈度成正相關(guān)，震中烈度越大，震時(shí)平均死亡人數(shù)越多。死亡人數(shù)均值變化區(qū)間相對(duì)較大，不方便統(tǒng)計(jì)。利用死亡人數(shù)均值的自然對(duì)數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，擬合得到基于震中烈度的震時(shí)平均死亡人數(shù)數(shù)學(xué)模型，由式（1）表示為

式中：PM為地震平均死亡人數(shù)；i為震中基本烈度。

文章以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究尺度，根據(jù)第五代《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》獲取山東省各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)應(yīng)的地震基本烈度，山東縣（市）級(jí)邊界數(shù)據(jù)來源于山東天地圖（http：／／www.sdmap.gov.cn／page／ResourceCenter.html），以下所用山東縣（市）級(jí)邊界數(shù)據(jù)均來源于此。根據(jù)式（1）預(yù)測(cè)山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地震平均死亡人數(shù)，并運(yùn)用ArcGIS做空間分布分析，分析結(jié)果如圖1所示。

圖1 基于地震烈度預(yù)測(cè)的山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地震人口傷亡分布圖

由圖1可知，基于地震烈度預(yù)測(cè)的山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地震人員傷亡可分為4類：第一類人口傷亡數(shù)為0，即如果地震基本烈度≤6度，則幾乎不造成人員傷亡。山東地震烈度為6度的鄉(xiāng)鎮(zhèn)約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的21%，主要分布在煙臺(tái)南部、威海南部、濱州、濟(jì)南和德州市；第二類人口傷亡數(shù)為1～4人，其對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為7和7.5度，若發(fā)生地震烈度約為7.5度的地震時(shí)，傷亡人數(shù)相對(duì)較少，第二類鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數(shù)量約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的66%，主要分布在山東西部和中部地區(qū)；第三類地震基本烈度為8度的鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口傷亡預(yù)估數(shù)量，傷亡人數(shù)5～16人，其鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的11%，主要分布在濰坊南部和臨沂東部地區(qū)；第四類地震基本烈度為8.5度的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如青云鎮(zhèn)、大店鎮(zhèn)、冷泉鎮(zhèn)、板泉鎮(zhèn)和道口鎮(zhèn)，此類鄉(xiāng)鎮(zhèn)震時(shí)的傷亡人口數(shù)約為62人，人員傷亡相對(duì)較多。

1.1.2 基于地震烈度和人口密度的地震人員傷亡評(píng)估模型

除地震烈度外，人口密度也是地震人口傷亡的重要影響因素［19］。人口密度對(duì)地震人口傷亡數(shù)量評(píng)估模型的影響，可以通過加入人口密度的修正系數(shù)對(duì)震中烈度的震中人口傷亡評(píng)估模型式（1）進(jìn)一步的完善和修正。陳堯統(tǒng)計(jì)了37次歷史地震數(shù)據(jù)，獲得人口密度的影響系數(shù)，通過回歸分析、擬合分析等方法，得到震中死亡人數(shù)和人口密度之間的關(guān)系，定義了人口密度的修正系數(shù)Fp，即人口密度修正系數(shù)由式（2）［19］表示為

式中：Fp為人口密度修正系數(shù)；p為震區(qū)的人口密度。

聯(lián)合式（1）、（2）得到基于震中烈度和人口密度的震中傷亡人數(shù)P的數(shù)學(xué)模型，由式（3）表示為

式中：P為震中傷亡人口數(shù)；PM為基于地震烈度的人口傷亡數(shù)。

經(jīng)驗(yàn)證，式（3）預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際地震人口傷亡結(jié)果之間的誤差在允許范圍內(nèi)［19］。以山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究單元，利用式（3）預(yù)測(cè)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)震時(shí)人口傷亡數(shù)量，并運(yùn)用ArcGIS做空間分布分析，分析結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，基于地震烈度和人口密度預(yù)測(cè)的山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地震人員傷亡分為4類：傷亡人數(shù)為45～245人的第四類鄉(xiāng)鎮(zhèn)約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的20%，主要分布在山東中部和西部地區(qū)，包括濰坊東部、臨沂大部分地區(qū)、聊城和菏澤西部地區(qū)，其分布與郯廬地震帶、聊考地震帶分布基本一致；傷亡人數(shù)為13～44人的第三類主要分布在郯廬地震帶和聊考地震帶周圍，鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的30%；傷亡人數(shù)為5～12人的第二類鄉(xiāng)鎮(zhèn)在山東省分布較廣，主要分布在泰安、濟(jì)寧、淄博和棗莊北部等地區(qū)；傷亡人數(shù)為0～4人的第一類鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要分布在半島地區(qū)、濟(jì)南、濱州、東營(yíng)和聊城北部地區(qū)。可見，山東境內(nèi)的郯廬地震帶和聊考地震帶震時(shí)人口傷亡嚴(yán)重。

綜合以上2種方法的預(yù)測(cè)結(jié)果可知，臨沂東部、日照西部、濰坊南部、聊城南部和菏澤市西部是震時(shí)人口傷亡慘重地區(qū)，應(yīng)引起高度重視，通過加固房屋和提高民眾抗震意識(shí)切實(shí)增強(qiáng)農(nóng)村抗震能力；威海南部、煙臺(tái)南部、德州北部、東營(yíng)、濱州和濟(jì)南是震時(shí)人口傷亡較輕的城市。

圖2 基于地震烈度和人口密度預(yù)測(cè)的山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)震時(shí)人口傷亡分布圖

1.2 地震經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估模型

地震發(fā)生會(huì)造成房屋倒塌、基礎(chǔ)設(shè)施受損等多方面經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的受災(zāi)地區(qū)災(zāi)后重建也將承受巨大的壓力。因此，快速而準(zhǔn)確的地震經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估對(duì)于整個(gè)抗震救災(zāi)工作至關(guān)重要，主要表現(xiàn)在（1）地震經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估數(shù)據(jù)可以作為國(guó)家管理部門應(yīng)急指揮決策的依據(jù)，同時(shí)也便于政府部門快速合理的分配和調(diào)動(dòng)救災(zāi)物資；（2）準(zhǔn)確的地震經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估為災(zāi)后重建提供第一手重要資料；（3）準(zhǔn)確快速評(píng)估地震經(jīng)濟(jì)損失對(duì)于受災(zāi)區(qū)的社會(huì)秩序至關(guān)重要。

陳堯等對(duì)地震直接經(jīng)濟(jì)損失的快速評(píng)估方法進(jìn)行了詳細(xì)研究［9］，研究者對(duì)261次地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括對(duì)各地震按不同的烈度進(jìn)行分類、對(duì)經(jīng)濟(jì)損失取對(duì)數(shù)、計(jì)算各地震烈度下經(jīng)濟(jì)損失對(duì)數(shù)的算術(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)差、對(duì)概率分布進(jìn)行研究等，再利用最小二乘法擬合得到地震經(jīng)濟(jì)損失的對(duì)數(shù)和震中烈度之間的函數(shù)關(guān)系，則地震經(jīng)濟(jì)損失數(shù)學(xué)模型，由式（4）表示為［9］

式中：E為地震經(jīng)濟(jì)損失，萬(wàn)元。

文章以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究尺度，根據(jù)第五代《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，利用式（4）預(yù)測(cè)山東各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)損失，并運(yùn)用ArcGIS做空間分布分析，分析結(jié)果如圖3所示。

圖3 基于地震烈度預(yù)測(cè)的山東省地震經(jīng)濟(jì)損失分布圖

從圖3可知，基于地震烈度預(yù)測(cè)的山東省地震經(jīng)濟(jì)損失分為4類：震時(shí)經(jīng)濟(jì)損失較嚴(yán)重的地區(qū)主要分布在山東中部和西部，包括濰坊東部、臨沂大部分地區(qū)、聊城和菏澤西部地區(qū)，其經(jīng)濟(jì)損失區(qū)間為31790.70～222197.93萬(wàn)元，此類鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的20%，且分布與郯廬地震帶和聊考地震帶基本一致；經(jīng)濟(jì)損失12024.87～31790.69萬(wàn)元的第三類鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要分布在郯廬地震帶和聊考地震帶的周圍，數(shù)量約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的30%；經(jīng)濟(jì)損失1720.45～12024.86萬(wàn)元的第二類鄉(xiāng)鎮(zhèn)在全省分布較廣，主要分布在泰安、濟(jì)寧和棗莊北部等地區(qū)，約占全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)40%；經(jīng)濟(jì)損失約為1720.44萬(wàn)元的第一類主要分布在半島地區(qū)、濟(jì)南、濱州、東營(yíng)和聊城北部地區(qū)。可見，山東境內(nèi)的郯廬地震帶和聊考地震帶及2個(gè)地震帶周圍地區(qū)的地震經(jīng)濟(jì)損失較為嚴(yán)重。

2 山東省農(nóng)村抗震防災(zāi)能力綜合評(píng)價(jià)

一個(gè)地區(qū)的抗震能力往往取決于多種因素，抗震能力的計(jì)算分析可以折射出山東省整體農(nóng)村抗震防災(zāi)水平，為提高農(nóng)村抗震能力提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.1 農(nóng)村抗震防災(zāi)能力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建

農(nóng)村抗震能力是指農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、醫(yī)療水平、房屋建筑類型、人口年齡段分布、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況等因素應(yīng)對(duì)地震發(fā)生的能力及震后自救、恢復(fù)重建的能力。農(nóng)村抗震能力受多種因素影響，且對(duì)抗震能力的影響程度不同，因此應(yīng)選取對(duì)抗震能力影響較大的因素作為研究指標(biāo)，并根據(jù)影響力大小賦予相應(yīng)權(quán)重，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型計(jì)算各縣區(qū)的抗震能力。經(jīng)過對(duì)山東省農(nóng)村地區(qū)的研究分析，文章分別從建筑類型、人口和經(jīng)濟(jì)等3個(gè)方面選取指標(biāo)研究山東農(nóng)村抗震防災(zāi)能力。

山東農(nóng)村地區(qū)房屋多數(shù)由當(dāng)?shù)厥┕り?duì)自行建造，在建造過程中受到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活居住習(xí)慣、風(fēng)俗習(xí)慣等因素的影響，沒有統(tǒng)一的建筑標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的驗(yàn)收要求，因此很多農(nóng)村房屋達(dá)不到建筑抗震要求。自建房屋在結(jié)構(gòu)類型、圈梁結(jié)構(gòu)、開窗大小、施工材料等方面都具有一定的地域特點(diǎn)，不同類型、材料農(nóng)居的抗震能力也存在差異，而房屋類型是農(nóng)村抗震能力大小的主要影響因素，因此文章選取“建筑類型比例”作為山東省農(nóng)村抗震防災(zāi)能力建筑物指標(biāo)。在人口因素方面，不同年齡段的人口對(duì)于抗震能力的影響也存在差異，年幼的孩子和年邁的老人在地震發(fā)生時(shí)逃震的能力較中青年較差，中青年在震后救援和震后重建中都起到了至關(guān)重要的作用。綜上可知，中青年的比例是影響農(nóng)村抗震防災(zāi)能力強(qiáng)弱的重要因素，則選取“14～65歲人口比例”作為山東省農(nóng)村抗震防災(zāi)能力人口指標(biāo)。地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平往往影響該地區(qū)的房屋建造、人口比例、醫(yī)療水平、基礎(chǔ)公共設(shè)施建設(shè)、救災(zāi)物資的儲(chǔ)備等方面，同時(shí)經(jīng)濟(jì)水平還與地震災(zāi)后救援和地震災(zāi)后重建息息相關(guān)，選取“人均收入”作為農(nóng)村抗震防災(zāi)能力經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的部分結(jié)果，見表1。

表1 山東農(nóng)村抗震防災(zāi)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)表

2.2 數(shù)據(jù)獲取

人口數(shù)據(jù)來源于“第六次人口普查數(shù)據(jù)”，并根據(jù)《山東統(tǒng)計(jì)年鑒—2016》［20］的人口數(shù)據(jù)做了對(duì)應(yīng)比例修正，同時(shí)計(jì)算了14～65歲人口數(shù)占總?cè)丝跀?shù)的比例，作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《山東統(tǒng)計(jì)年鑒—2016》［20］。山東省農(nóng)村建筑類型比例是通過克里金插值法獲得，其是基于包含自相關(guān)統(tǒng)計(jì)模型的插值方法，是用空間上所有已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)加權(quán)求和來估計(jì)未知點(diǎn)的值。有關(guān)學(xué)者對(duì)山東農(nóng)居建筑類型進(jìn)行了調(diào)查研究，選取31個(gè)縣（市）進(jìn)行了農(nóng)居建筑結(jié)構(gòu)調(diào)研［21］，調(diào)研選取的31個(gè)縣（市）的位置在全省分布相對(duì)均勻，具有一定的代表性。采用其調(diào)研基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算所調(diào)研31個(gè)縣的各類建筑類型比例，所得比例數(shù)據(jù)作為克里金插值的已知數(shù)據(jù)，插值出山東省其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建筑物比例數(shù)據(jù)，如表1所示。山東農(nóng)村建筑結(jié)構(gòu)類型主要有磚混結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、生土結(jié)構(gòu)和石木結(jié)構(gòu)，根據(jù)《地震現(xiàn)場(chǎng)工作大綱和技術(shù)指南》、國(guó)家建筑破壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)研究成果，并向?qū)＜野l(fā)出調(diào)查問卷，得出4類建筑結(jié)構(gòu)中，磚混結(jié)構(gòu)建筑在各烈度下抗震性能較強(qiáng)，因此選擇“磚混結(jié)構(gòu)比例”作為山東農(nóng)村建筑抗震指標(biāo)。

2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

文章所選的“磚混比例”、“人均收入”、“14～65歲人口比例”數(shù)據(jù)度量單位不同，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，文章采用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行處理，采用MATLAB中ZSCORE函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化由式（5）表示為

式中：X′ij為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的新數(shù)據(jù)；Xij為原始數(shù)據(jù)；為原數(shù)據(jù)中的列平均值；Sj為原數(shù)據(jù)中的列標(biāo)準(zhǔn)差。

2.4 山東農(nóng)村抗震防災(zāi)能力評(píng)價(jià)

首先采用專家打分法獲取抗震評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，其中磚混比例權(quán)重為0.5，人均收入權(quán)重為0.3，14～65歲人口比例權(quán)重為0.2，則山東省農(nóng)村地區(qū)綜合抗震能力由式（6）表示為

式中：K為綜合抗震能力；Z為磚混比例標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)；S為人均收入標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)；R為14～65歲比例標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。運(yùn)用式（6）計(jì)算所得山東各縣（市、區(qū)）農(nóng)村抗震防災(zāi)能力，其部分結(jié)果見表2，總抗震能力數(shù)值越大，表明抵御地震能力越強(qiáng)；數(shù)值越小，表明抵御地震能力越弱。運(yùn)用ArcGIS進(jìn)行空間分布分析，分析結(jié)果示意圖如圖4所示。

表2 山東各縣（市、區(qū)）農(nóng)村抗震防災(zāi)能力評(píng)價(jià)結(jié)果表

圖4 山東農(nóng)村抗震防災(zāi)能力空間分布圖

見表2和如圖4所示，廣饒縣、東營(yíng)區(qū)、張店區(qū)、墾利縣、文登市5個(gè)縣（市、區(qū)）的總抗震能力＞1，抵御地震能力較強(qiáng)；沂南縣、莒南縣、蒙陰縣、莒縣、膠南市、臨沭縣等10個(gè)縣（市、區(qū)）總抗震能力＜-1，抵御地震的能力較弱；其他縣（市、區(qū)）的總抗震能力在-1～1之間，抵御地震的能力居中。以設(shè)區(qū)市為尺度分析可知：東營(yíng)、淄博、威海的抗震能力較強(qiáng)；煙臺(tái)和臨沂抗震能力較弱，尤其是位于郯廬地震帶上的臨沂市有5個(gè)縣的總抗震能力＜-1，即臨沂市不但發(fā)震率高，其自身的抗震能力也較其他城市弱，因此發(fā)震率高且抗震能力較弱的地區(qū)要注意加強(qiáng)抗震防范，通過加固建筑物、發(fā)展經(jīng)濟(jì)、調(diào)整人口結(jié)構(gòu)等措施提高抗震能力。

3 山東農(nóng)村震害損失與抗震防災(zāi)能力耦合分析

根據(jù)上述山東省農(nóng)村地區(qū)地震人口傷亡和經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估結(jié)果，分別對(duì)傷亡人數(shù)及經(jīng)濟(jì)損失預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)做歸一化處理，然后將兩者的歸一化處理結(jié)果相加得到震害綜合損失數(shù)據(jù)，并將結(jié)果從大到小排序，采用三分位數(shù)方法進(jìn)行分類，分別對(duì)應(yīng)震害損失較重、損失適中和損失較輕。同樣，對(duì)上述抗震防災(zāi)能力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果從大到小排序，采用三分位數(shù)方法進(jìn)行分類，分別對(duì)應(yīng)抗震能力較強(qiáng)、抗震能力適中和抗震能力較弱。運(yùn)用ArcGIS軟件對(duì)震害損失與抗震防災(zāi)能力進(jìn)行空間定位和空間分布分析，分析結(jié)果如圖5所示。

圖5 山東農(nóng)村抗震防災(zāi)能力與震害損失空間分布圖

如圖5所示，抗震能力較弱——損失較重的266個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于臨沂大部分地區(qū)、棗莊東北部、日照西北部和菏澤西北部，應(yīng)該引起高度關(guān)注，大力提高其抗震防災(zāi)綜合能力；抗震能力適中——損失較重的152個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于菏澤北部、聊城東部和濰坊西部，應(yīng)引起重點(diǎn)關(guān)注，盡力提高其抗震防災(zāi)能力；抗震能力較強(qiáng)——損失較重的158個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于濰坊東部和青島西部，抗震能力較弱——損失適中的157個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于萊蕪、泰安東南部、菏澤東南部、棗莊南部和日照南部，此類地區(qū)也應(yīng)引起積極關(guān)注；抗震能力較強(qiáng)——損失適中的185個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于淄博西部、威海北部、濰坊西北部，抗震能力適中——損失較輕的175個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于威海西南部、濟(jì)寧南部和德州北部，也應(yīng)引起一定關(guān)注；抗震能力適中——損失較輕的154個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、抗震能力較弱——損失較輕的172個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，也應(yīng)適當(dāng)關(guān)注；抗震能力較強(qiáng)——損失較輕的245個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于濟(jì)南、濱州、東營(yíng)和威海市，其農(nóng)村抗震防災(zāi)壓力相對(duì)較小。

4 結(jié)論

通過上述研究可知：

（1）山東農(nóng)村震時(shí)人口傷亡和經(jīng)濟(jì)損失區(qū)域差異明顯，人口傷亡與經(jīng)濟(jì)損失分布在空間上具有一致性，震時(shí)經(jīng)濟(jì)損失較大的地區(qū)同時(shí)也是震時(shí)人口傷亡較多的地區(qū)，郯廬地震帶和聊考地震帶及周邊地區(qū)震時(shí)人口傷亡和經(jīng)濟(jì)損失慘重，尤其是臨沂東部、聊城西部和菏澤西部，此類地區(qū)要提高警惕，增強(qiáng)抗震防災(zāi)意識(shí)，切實(shí)提高抗震防災(zāi)能力；煙臺(tái)南部、威海南部、濟(jì)南、濱州等地區(qū)震時(shí)人口傷亡和經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較輕。

（2）山東省各縣（市、區(qū)）綜合抗震能力存在明顯地域差異，抗震能力較強(qiáng)的縣（市、區(qū)）主要位于東營(yíng)、濱州和威海，其中東營(yíng)區(qū)、廣饒縣、張店區(qū)、墾利縣、文登市的總抗震能力＞1，抗震能力較強(qiáng)；抗震能力較弱的縣（市、區(qū)）主要位于臨沂、煙臺(tái)和菏澤市，其中沂南縣、蒙陰縣、莒縣等10個(gè)縣的總抗震能力＜-1，抗震能力最弱；其他地區(qū)的抗震能力介于-1～1之間，抗震能力適中。

（3）山東省農(nóng)村震害預(yù)測(cè)損失與抗震防災(zāi)能力耦合關(guān)系空間分布中，抗震防災(zāi)綜合能力較弱且震時(shí)預(yù)測(cè)損失較重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要位于山東境內(nèi)的郯廬地震帶南部和聊考地震帶西北部，其中，臨沂市的大部分地區(qū)、日照市西北部更應(yīng)引起高度重視，采取有力措施，大力提高其抗震防災(zāi)綜合能力；威海市南部、東營(yíng)市、濱州市和濟(jì)南市是抗震能力較強(qiáng)且震時(shí)損失較輕的地區(qū)，其農(nóng)村抗震防災(zāi)形勢(shì)比較樂觀。相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)震時(shí)損失預(yù)測(cè)和抗震防災(zāi)能力的耦合關(guān)系采取不同的抗震防災(zāi)政策和措施。

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