CN107193990A - 基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法和装置，该方法先利用待估算地震的地震基本信息从预先建立的历史案例库中查找与之相似的相似地震，然后，计算两者之间的相似度，最后根据相似地震的死亡人口以及相似地震与待估算地震之间的相似度来估算待估算地震的死亡人口。如此，通过本申请提供的估算方法得到的待估算地震的死亡人口是在已经发生的历史相似地震案例的基础上得到的，由于历史相似地震案例的死亡人口是准确的，因此，待估算地震的比较基础是准确的，且在估算过程中考虑了待估算地震与历史相似地震的相似性，通过两者之间的相似度估算得到的死亡人口也较为准确，其精度也相对较高。
Description
技术领域
本申请涉及地震灾害领域，尤其涉及一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法和装置。
背景技术
我国地震灾害频发，造成大量人员死亡。2008年汶川地震造成69227人死亡，2010年玉树地震造成2698人死亡，2014年鲁甸地震造成615人死亡。在地震灾害发生初期，开展死亡人口估算工作对评估灾情严重程度、合理制定救援计划、救灾物资调度具有重要意义。
现有的地震灾害死亡人口估算依据地震灾害死亡人口估算模型进行。然而，该地震灾害死亡人口估算模型是根据地震灾害研究人员的经验建模得到的。因此，依据地震灾害死亡人口估算模型计算出的死亡人口是一经验值。该经验值与地震实际造成的死亡人口数据的差距有时候比较大，因此，通过地震灾害死亡人口估算模型计算出的死亡人口数据的精度较低。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法和装置，以提高地震灾害死亡人口数据估算的精度。
为了达到上述发明目的，本申请采用了如下技术方案：
一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法，所述方法包括：
根据待估算地震的地震基本信息构建相似地震的检索关键词；
根据所述检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与所述检索关键词相对应的相似地震；所述历史案例库记录有多个已经发生的地震案例，每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息；
若检索到与所述检索关键词相对应的相似地震后，获取所述待估算地震与所述相似地震的各个特征信息的相似度；
根据预先构建的相似度函数以及所述各个特征信息的相似度计算所述待估算地震与所述相似地震的相似度；
根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口。
可选地，所述环境条件信息包括房屋结构信息、灾害隐患点信息以及交通信息中的至少一个。
可选地，若与所述检索关键词相对应的相似地震为多个时，所述根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口，具体包括：
根据每个相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震相似度，分别估算所述待估算地震的死亡人口；
对根据各个相似地震估算得到的死亡人口估算值进行加权求和，得到死亡人口估算值加权和；
对所述死亡人口估算值加权和进行平均，得到死亡人口估算值的平均值，该平均值即为待估算地震的死亡人口。
可选地，所述方法还包括：
预先建立历史案例库。
可选地，所述预先建立历史案例库，具体包括：
根据历史地震的地震基本信息、因灾死亡人口信息、人口结构信息以及环境条件信息构建历史案例库；
根据预先设定的死亡人数等级以及历史地震的死亡人口对历史案例库中的地震案例进行死亡人口等级划分。
可选地，所述方法还包括：
对待估算地震的特征信息进行处理，以生成符合历史案例库中的地震案例的信息格式；
将处理后的所述待估算地震的特征信息存储至所述历史案例库中。
可选地，所述方法还包括：
比较待估算地震的实际死亡人口与估算死亡人口，以确定估算精度。
一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置，所述装置包括：
构建单元，用于根据待估算地震的地震基本信息构建相似地震的检索关键词；
查找单元，用于根据所述检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与所述检索关键词相对应的相似地震；所述历史案例库记录有多个已经发生的地震案例，每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息；
获取单元，用于若检索到与所述检索关键词相对应的相似地震后，获取所述待估算地震与所述相似地震的各个特征信息的相似度；
计算单元，用于根据预先构建的相似度函数以及所述各个特征信息的相似度计算所述待估算地震与所述相似地震的相似度；
估算单元，用于根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口。
可选地，所述装置还包括：
预先建立单元，用于预先建立历史案例库。
可选地，所述装置还包括：
处理单元，用于对待估算地震的特征信息进行处理，以生成符合历史案例库中的地震案例的信息格式；
存储单元，用于将处理后的所述待估算地震的特征信息存储至所述历史案例库中。
可选地，所述装置还包括：
比较单元，用于比较待估算地震的实际死亡人口与估算死亡人口，以确定估算精度。
相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：
本申请提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法先利用待估算地震的地震基本信息从预先建立的历史案例库中查找与之相似的相似地震，然后，计算两者之间的相似度，最后根据相似地震的死亡人口以及相似地震与待估算地震之间的相似度来估算待估算地震的死亡人口。如此，本申请提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法通过与历史地震案例的比较，根据待估算地震与历史地震案例的相似度来估算待估算地震的死亡人口。如此，通过本申请提供的估算方法得到的待估算地震的死亡人口是在已经发生的历史相似地震案例的基础上得到的，由于历史相似地震案例的死亡人口是准确的，因此，待估算地震的比较基础是准确的，且在估算过程中考虑了待估算地震与历史相似地震的相似性，通过两者之间的相似度估算得到的死亡人口也较为准确，其精度也相对较高。
附图说明
为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本申请的部分实施例。
图1是本申请实施例提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法流程示意图；
图2是本申请实施例提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置结构示意图。
具体实施方式
我国自1994年起，已经积累了不同地区、不同时间的大量地震案例资料，而且地震灾害具有频发、多发、空间集中性等特征，因此，可以利用积累的这些历史地震案例的信息来对新发地震的因灾死亡人口进行估算。
由于地震灾害造成的人口死亡不仅与地震本身的特征例如震级、震源深度、震中位置、发震时间等有关，其还与地震发生地的人口结构信息和环境条件信息相关。其中，人口结构可以包括人口密度和年龄结构。
环境条件信息可以包括房屋结构信息、灾害隐患点信息以及交通信息。
房屋结构信息可以包括层数、结构(土木结构、混凝土结构)。
灾害隐患点信息一般为地质灾害隐患点信息，其包括地质灾害种类和等级。
交通信息包括公路、机场和铁路。
例如，因老人和小孩的自救能力较差，若人口结构中的老人和小孩的比例较多，造成的死亡人口就会相对多一些。土木结构的房屋倒塌几率相较于混凝土结构的倒塌几率高一些，若地震发生地的房屋结构多为土木结构，则造成的死亡人口就会相对多一些。
若发生地震的区域的地理环境容易发生泥石流等滋生灾害，则该地区的再爱隐患点较多，地震因灾死亡人口就会相对较多。
发生地震灾害当地的交通条件对开展灾后救援工作具有很大的影响，交通条件好，救援工作能够快速地进行，反之，则进行很慢。因此，交通条件也会影响地震因灾死亡人口。
基于此，本申请提供了一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法，该估算方法基于历史案例库中的相似地震案例的死亡人口，并结合新发地震与相似地震案例的相似度来估算新发地震的死亡人口。由于历史相似地震案例的死亡人口是准确的，因此，待估算地震的比较基础是准确的，且在估算过程中考虑了待估算地震与历史相似地震的相似性，通过两者之间的相似度估算得到的死亡人口也较为准确，其精度也相对较高。
下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细描述。
图1是本申请实施例提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法流程示意图。如图1所示，该估算方法包括：
S101、根据待估算地震的地震基本信息构建相似地震的检索关键词。
地震基本信息可以包括发震时间、震级、震中位置、震源深度等信息。
在本申请实施例中，为了从历史案例库中查找到相似地震，构建的相似地震的检索关键词不是仅含有待估算地震的地震基本信息，其可以为包括待估算地震的地震基本信息在内的一定区间范围内的关键词。例如，待估算地震的地震震级为5级，则根据该5级地震构建的检索关键词中对应的地震震级可以为4-6级。
需要说明，若在构建检索关键词时用到了待估算地震的多个信息，例如用到了发震时间、震级，则由这些信息构建的检索关键词之间是逻辑与的关系。
S102、根据所述检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与所述检索关键词相对应的相似地震；所述历史案例库记录有多个已经发生的地震案例，每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息。
在本申请实施例中，死亡人口信息可以包括：年龄、性别、死亡时间、死亡原因。
由于历史案例库中记录有多个已经发生的地震案例，即历史地震案例。每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息。为了方便快速查询，历史案例库中的每个历史案例案例中的各个信息按照一定的数据格式存储。
根据上述构建的检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与检索关键词相对应的相似地震。举例说明，若检索关键词为震级4-5级，震源深度为20-30千米，则根据该检索关键词从历史案例库中查找震级为4-5级且震源深度为20-30千米的历史地震案例，复合这些条件的历史地震案例为待估算地震的相似案例。
若查找到与这些检索关键词相对应的相似地震后，就可以获取到存储在历史案例库中的该相似地震的所有信息。
S103、若检索到与所述检索关键词相对应的相似地震后，获取所述待估算地震与所述相似地震的各个特征信息的相似度。
若检索到与检索关键词相对应的相似地震后，比较待估算地震与相似地震的每个特征信息的关系，采用数字拟合方式确定各个特征信息之间的相似度，从而获取到待估算地震与相似地震的各个特征信息的相似度。
在本申请实施例中，地震的特征信息可以理解为对因灾死亡人口有影响的信息。作为示例，地震的各个特征信息包括但不限于以下特征信息：地震基本信息、房屋结构信息、人口结构信息、灾害隐患点信息、交通信息等等。
S104、根据预先构建的相似度函数以及各个特征信息的相似度计算所述待估算地震与所述相似地震的相似度。
作为示例，预先构建的相似度函数的函数关系式可以如下表示：
Similarity(T，S)表示T与S相似度函数，其中T表示相似案例；S表示待估算地震；n为待估算地震与相似地震之间相关的特征信息数量；i表示第i个特征信息；fi则为相似案例与待估算地震在第i个特征信息上的相似度，采用数值拟合方式确定；ωi表示第i个特征信息的权重，采用历史样本训练获取。
作为示例，将上述步骤得到的各个特征信息的相似度代入到上述相似度函数的函数关系式中，即可得到待估算地震与相似地震的相似度。
S105、根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口。
具体地，可以将相似地震的死亡人口与待估算地震与相似地震的相似度相乘，得到的乘积即为待估算地震的死亡人口。
以上为本申请实施例提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法的具体实施方式。在该具体实施方式中，先利用待估算地震的地震基本信息从预先建立的历史案例库中查找与之相似的相似地震，然后，计算两者之间的相似度，最后根据相似地震的死亡人口以及相似地震与待估算地震之间的相似度来估算待估算地震的死亡人口。如此，本申请提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法通过与历史地震案例的比较，根据待估算地震与历史地震案例的相似度来估算待估算地震的死亡人口。如此，通过本申请提供的估算方法得到的待估算地震的死亡人口是在已经发生的历史相似地震案例的基础上得到的，由于历史相似地震案例的死亡人口是准确的，因此，待估算地震的比较基础是准确的，且在估算过程中考虑了待估算地震与历史相似地震的相似性，通过两者之间的相似度估算得到的死亡人口也较为准确，其精度也相对较高。
在上述实施例中，若根据检索关键词从预先建立的历史案例库中查找到多个与之相对应的相似地震时，上述步骤S105可以具体为：
A1、根据每个相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震相似度，分别估算所述待估算地震的死亡人口。
A2、对根据各个相似地震估算得到的死亡人口估算值进行加权求和，得到死亡人口估算值加权和。
A3、对所述死亡人口估算值加权和进行平均，得到死亡人口估算值的平均值，该平均值即为待估算地震的死亡人口。
为了更加清楚地理解上述步骤S105的具体实现方式，下面举例说明。设定根据检索关键词从预先建立的历史案例库中查找多3个与之对应的相似地震，其分别为相似地震1、2和3。则步骤S105可以具体为：
A1’、根据相似地震1的死亡人口以及待估算地震与相似地震1的相似度，估算待估算地震的死亡人口P1，根据相似地震2的死亡人口以及待估算地震与相似地震2的相似度，估算待估算地震的死亡人口P2，根据相似地震3的死亡人口以及待估算地震与相似地震3的相似度，估算待估算地震的死亡人口P3。
A2’、对上述估算得到的待估算地震的死亡人口P1、P2和P3进行加权求和，得到死亡人口估算值的加权和P，用公式表示为：
P＝w1*P1+w2*P2+w3*P3。
其中，w1，w2和w3分别为由相似案例1、2和3估算得到的死亡人口估算值的权重，其大小可以根据经验设定。
A3’、对死亡人口估算值的加权和P进行平均，得到死亡人口估算值的平均值，该平均值即为待估算地震的死亡人口，用公式表示为：
此外，作为本申请的一具体实施例，上述所述的估算方法还可以包括以下步骤：
S100、预先建立历史案例库。
作为一示例，建立历史案例库可以通过以下步骤实现：
B1、搜集历史地震及其各个特征信息，其中，历史地震的各个特征信息包括地震基本信息、因灾死亡人口信息、人口结构信息以及环境条件信息。
B2、根据历史地震的地震基本信息、因灾死亡人口信息、人口结构信息以及环境条件信息构建历史案例库。
本步骤可以具体为：对搜集到的历史地震的各个特征信息进行处理，按照一定格式存储到历史案例库中。
作为示例，历史案例库可以采用案例特征表的形式存储数据，其中，案例特征表可以如下表所示：
表1
本申请实施例利用检索关键词即可从步骤B1和B2建立的历史案例库中查找到与待估算地震相似的历史案例。
然而，当需要对新发地震的死亡人口进行估算时，估算得到一个数值范围即可，无需得到一个精确值，因此，为了后续估算得到的死亡人口为一数值范围，则本申请提供的构建历史案例库还可以包括以下步骤：
B3、根据预先设定的死亡人数等级以及历史地震的死亡人口对历史案例库中的地震案例进行死亡人口等级划分。
其中，Y表示死亡人数数值等级；x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7表示死亡人口节点数值，可依据国家和相关部门救灾应急工作规程确定。
通过步骤B3能够实现对历史地震案例根据其死亡人口划分到不同的死亡人口等级中。由于不同死亡人口等级中的死亡人口是一个数值范围，因此，基于步骤B1至B3构建的历史案例库可以估算出新发地震死亡人口的数值范围。
另外，在构建历史案例库中，还可以根据地震的基本信息例如发震时间、震级、震中位置和震源深度来定量评价地震的危险性。具体可以为：依据地震死亡人口总数对历史案例进行分类，分类信息包括行政区划、地震带、震级、震源深度等，之后依据分类信息，开展地震危险性分级。
需要说明，在本申请实施例中，待估算地震一般为新发地震，该新发地震的特征信息还没有存储到历史案例库中，为了方便后来发生的地震对死亡人口的估算，还可以将该新发地震的特征信息存储到历史案例库中，实现对历史案例库的更新，从而使得历史案例库中存储的地震案例较为全面。为了将新发地震的特征信息存储到历史案例中，实现历史案例库的更新，作为本申请的一具体示例，上述所述的方法还包括以下两个步骤：
S106、对待估算地震的特征信息进行处理，以生成符合历史案例库中的地震案例的信息格式。
S107、将处理后的所述待估算地震的特征信息存储至所述历史案例库中。
此外，为了评价通过该估算方法得到的死亡人口是否精确，还可以包括步骤S108。
S108、在获取到该待估算地震的实际死亡人口之后，比较该待估算地震的实际死亡人口与估算死亡人口之间的差异，以确定该估算方法得到的人口估算值的精度。本申请实施例可以采用绝对误差和/或相对误差来评价通过该估算方法得到的人口估算值的精度。
以上为本申请提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法的具体实施方式。基于上述实施例提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法，本申请实施例还提供了基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置的具体实施方式，具体参见以下实施例。
图2是本申请实施例提供的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置结构示意图。如图2所示，该装置包括：
构建单元21，用于根据待估算地震的地震基本信息构建相似地震的检索关键词；
查找单元22，用于根据所述检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与所述检索关键词相对应的相似地震；所述历史案例库记录有多个已经发生的地震案例，每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息；
获取单元23，用于若检索到与所述检索关键词相对应的相似地震后，获取所述待估算地震与所述相似地震的各个特征信息的相似度；
计算单元24，用于根据预先构建的相似度函数以及所述各个特征信息的相似度计算所述待估算地震与所述相似地震的相似度；
估算单元25，用于根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口。
该基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置通过与历史地震案例的比较，根据待估算地震与历史地震案例的相似度来估算待估算地震的死亡人口。如此，通过本申请提供的估算装置得到的待估算地震的死亡人口是在已经发生的历史相似地震案例的基础上得到的，由于历史相似地震案例的死亡人口是准确的，因此，待估算地震的比较基础是准确的，且在估算过程中考虑了待估算地震与历史相似地震的相似性，通过两者之间的相似度估算得到的死亡人口也较为准确，其精度也相对较高。
此外，作为本申请的另一实施例，上述所述的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置还可以包括：
预先建立单元20，用于预先建立历史案例库。
此外，为了实现历史案例库的更新，上述所述的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置还可以包括：
处理单元26，用于对待估算地震的特征信息进行处理，以生成符合历史案例库中的地震案例的信息格式；
存储单元27，用于将处理后的所述待估算地震的特征信息存储至所述历史案例库中。
此外，为了比较待估算地震的死亡人口实际值与死亡人口估算值，以确定死亡人口估算值的精度，上述所述的基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置还可以包括：
比较单元28，用于比较待估算地震的实际死亡人口与估算死亡人口，以确定估算精度。
以上为本申请的具体实施方式。
Claims (11)
1.一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算方法，其特征在于，所述方法包括：
根据待估算地震的地震基本信息构建相似地震的检索关键词；
根据所述检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与所述检索关键词相对应的相似地震；所述历史案例库记录有多个已经发生的地震案例，每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息；
若检索到与所述检索关键词相对应的相似地震后，获取所述待估算地震与所述相似地震的各个特征信息的相似度；
根据预先构建的相似度函数以及所述各个特征信息的相似度计算所述待估算地震与所述相似地震的相似度；
根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境条件信息包括房屋结构信息、灾害隐患点信息以及交通信息中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若与所述检索关键词相对应的相似地震为多个时，所述根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口，具体包括：
根据每个相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震相似度，分别估算所述待估算地震的死亡人口；
对根据各个相似地震估算得到的死亡人口估算值进行加权求和，得到死亡人口估算值加权和；
对所述死亡人口估算值加权和进行平均，得到死亡人口估算值的平均值，该平均值即为待估算地震的死亡人口。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
预先建立历史案例库。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预先建立历史案例库，具体包括：
根据历史地震的地震基本信息、因灾死亡人口信息、人口结构信息以及环境条件信息构建历史案例库；
根据预先设定的死亡人数等级以及历史地震的死亡人口对历史案例库中的地震案例进行死亡人口等级划分。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对待估算地震的特征信息进行处理，以生成符合历史案例库中的地震案例的信息格式；
将处理后的所述待估算地震的特征信息存储至所述历史案例库中。
7.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
比较待估算地震的实际死亡人口与估算死亡人口，以确定估算精度。
8.一种基于历史案例信息的地震灾害死亡人口估算装置，其特征在于，所述装置包括：
构建单元，用于根据待估算地震的地震基本信息构建相似地震的检索关键词；
查找单元，用于根据所述检索关键词从预先建立的历史案例库中查找与所述检索关键词相对应的相似地震；所述历史案例库记录有多个已经发生的地震案例，每个地震案例包括相互关联的地震基本信息、死亡人口信息、人口结构信息和环境条件信息；
获取单元，用于若检索到与所述检索关键词相对应的相似地震后，获取所述待估算地震与所述相似地震的各个特征信息的相似度；
计算单元，用于根据预先构建的相似度函数以及所述各个特征信息的相似度计算所述待估算地震与所述相似地震的相似度；
估算单元，用于根据所述相似地震的死亡人口和所述待估算地震与所述相似地震的相似度，估算所述待估算地震的死亡人口。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
预先建立单元，用于预先建立历史案例库。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
处理单元，用于对待估算地震的特征信息进行处理，以生成符合历史案例库中的地震案例的信息格式；
存储单元，用于将处理后的所述待估算地震的特征信息存储至所述历史案例库中。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
比较单元，用于比较待估算地震的实际死亡人口与估算死亡人口，以确定估算精度。
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Application publication date: 20170922 |
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