地震预警技术旨在破坏性地震波到达目标区之前提供预警信息,从而为地震应急措施抢得时间以达到减灾效益,而在发震初期即对地震后续可能造成破坏的区域范围（潜在破坏区）进行快速预测,一直是地震预警系统精确发布有效警报的前提和难点。对于潜在破坏区的预测,一部分研究是基于预测的简化断层模型,依据地震动衰减规律完成对震中及周边区域地震动强度的预测,然而受到大震低估和确定模型耗时长等问题影响;另一部分是围绕台站处P波预警参数和后续地震动峰值的相关性建立现地地震动预测模型,直接通过预测台站及台站周边破坏情况的分布估计潜在破坏区范围,但现地地震动预测模型判别准确率仍有待提高。针对以上问题,本文基于我国2007～2017年强震数据,从全P波时窗参数特征、震源理论、多参数决策组合等角度出发优化地震震级估计,应用机器学习方法优化现地地震动预测模型,发展新型网格插值方法实时生成预测PGV分布图,依据大震及中小震破裂特征估测潜在破坏区,最终建立一套异地预警和现地报警方式结合、多环节优化、多方法融合的适应于我国的地震潜在破坏区实时估计方法。取得的研究成果如下:1)提出全P波段实时震级估计方法,展示该方法具有发震初期震级估计所需时间更短、结果稳定以及有效改善大震低估等优点。从与震级估算参数密切相关的P波时间窗长的角度出发,建立了全P波段时窗长下Pd、Pv、IV2、τc和τpmax五种参数与震级的统计关系,并基于五种参数震级统计关系的特点,挑选全P波段下幅值参数Pd、Pv构建全P波段实时震级估计方法。通过离线模拟该方法并与固定3s时窗Pd震级估计结果进行比较,对方法的优点及适用性进行了验证。2)基于P波位移峰值时程曲线,提出了根据震级大小选取适宜震源模型的震源参数估计方法,并探索了该方法的实时应用。基于生成的P波位移峰值时程曲线,通过模型拟合提取曲线与震源时间函数对应的特征,提出分段选取衰减关系用于基于曲线平台段高度的震级估计,提出了通过理论震源模型生成震源时间函数方法来探寻模型参数与到达平台段时间的关系,提出了根据震级大小分点源模型和Haskell矩形模型并依据预测的到达平台段时间对断层长度、应力降进行估计,通过与其他学者的研究结果比较,验证了方法在震源参数估算的准确性。最后探索了方法在地震预警中的实时应用。3)通过预先判断来抉择多预警参数的组合方案,提出了基于阈值的震级连续估计方法。考虑震级实时估计的时效性,构建川滇地区震中距60km内的近场数据集,建立τc和Pd在延长时窗下的震级统计关系,基于τc和Pd在不同震级段、不同时窗长下估算震级的特征,提出建立阈值判断是否引入τc参数进行震级估算,进一步利用时窗长度加权平均来优化多台触发下最终震级估计,最后通过震例验证方法的准确性与时效性。4)训练并优化多参数支持向量机震级和PGV预测模型,以模型预测的震级和PGV重新构建现地地震动阈值预测模型。借助机器学习在震级和PGV预测方面优于传统单参数预测的特点,通过理论分析挑选最佳特征参数,训练生成支持向量机震级预测模型和多时窗下的支持向量机PGV预测模型,将模型预测出的震级和PGV值分别替换现有地震动阈值预测模型中τc值和Pd值。通过实例模拟展示,与机器学习结合后的现地地震动阈值预测模型在台站潜在破坏判别准确率及潜在破坏区估计方面大大提高。5)提出将地震动衰减规律与台站校正结合的实时生成PGV分布图的预测方法。将多方法融合的震级实时估算结果代入地面运动预测方程,以构建的支持向量机PGV预测模型预测台站处PGV,通过定义与距离对应的权重,将网格点与台站距离的影响、台站对于网格点的校正、震源衰减到网格点处的预测值三者进行融合,实时生成光滑且准确的预测PGV分布图。6)基于实时得到的预测PGV分布图,提出适宜于大震与中小震各自破裂特征的潜在破坏区快速预测方法。基于中小震的点源破裂特征,直接依据PGV与仪器烈度对应关系得到潜在破坏区范围;考虑到大震线性破裂特征且确定断层耗时长,提出依据估测震级确定破裂长度,依据震中附近区域的预测PGV分布实时确定断层相关参数与潜在破坏区。离线应用结果表明,本文方法得到的潜在破坏区与实际调查烈度圈基本吻合。