[發(fā)明專利]利用地震參量進(jìn)行短期地震預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910185422.X
• 申請(qǐng)日: 2009-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN101699317A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡伍生;張金華;王浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/00
• 分類號(hào): G01V1/00;G06N3/02;G06N3/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種利用地震參量信息，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行短期地震預(yù)測的方法，屬于“地震”學(xué)科中的“防災(zāi)減災(zāi)”技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

從時(shí)間上來看，地震預(yù)測分為長期預(yù)測(10年以上)、中期預(yù)測(1年-10年)、短期預(yù)測(1年以內(nèi))、短臨預(yù)測(1月之內(nèi)，甚至幾天之內(nèi))4類。地震預(yù)測是否準(zhǔn)確，從嚴(yán)格意義上講，是指時(shí)、空、強(qiáng)(時(shí)間、空間和強(qiáng)度)三要素的預(yù)測值均要在誤差范圍之內(nèi)。目前，中長期地震預(yù)測取得了一定的進(jìn)步，但是，短期地震預(yù)測水平還很低。地震的預(yù)測預(yù)報(bào)是當(dāng)今人類面臨的科學(xué)難題，更是一個(gè)關(guān)系國計(jì)民生的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球每年發(fā)生的地震約為500萬次，對(duì)整個(gè)社會(huì)有著巨大影響。2008年5月12日，中國四川汶川發(fā)生里氏8.0級(jí)特大地震，給整個(gè)中國帶來了巨大災(zāi)難，損失無法估計(jì)，世界為之震驚。地震預(yù)測受到各國政府與人民的廣泛關(guān)注，盡管經(jīng)過幾十年的探索，至今仍是一個(gè)未突破的科學(xué)難題。

從全球來看，目前地震預(yù)測的方法總體上可以分為三類方法：(A)統(tǒng)計(jì)預(yù)測方法。統(tǒng)計(jì)預(yù)測包括地震預(yù)測預(yù)報(bào)方法的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)地震學(xué)，以及統(tǒng)計(jì)物理在地震預(yù)測預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。(B)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測方法。從觀測出發(fā)經(jīng)驗(yàn)性地建立觀測到的“異常信息”與地震之間的聯(lián)系。經(jīng)驗(yàn)預(yù)測包括搜索可能的前兆異常的嘗試、建立將可能的前兆異常現(xiàn)象與地震孕育過程聯(lián)系起來的簡單模型、發(fā)現(xiàn)對(duì)地震預(yù)測預(yù)報(bào)研究具有重要意義的新現(xiàn)象等。(C)物理預(yù)測方法。物理預(yù)測包括地震孕育和發(fā)生的物理模型、地震斷層帶性質(zhì)的觀測和實(shí)驗(yàn)研究，以及對(duì)震源的直接探測和鉆探。物理預(yù)測試圖在對(duì)地震的成因機(jī)制做出深入理解的基礎(chǔ)上，提出地震預(yù)測預(yù)報(bào)的方法，這也是地震學(xué)家長期以來的一個(gè)重要的工作目標(biāo)。

各種預(yù)測方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，近來還有不少學(xué)者將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于地震學(xué)科的相關(guān)研究。但總體來說，地震預(yù)測水平較低，這是因?yàn)榈卣鹪杏^程和前兆機(jī)理遠(yuǎn)比人們預(yù)想得要復(fù)雜。概括起來，這些地震預(yù)測方法存在以下不足：

1)目前大部分地震預(yù)測方法，是針對(duì)一個(gè)較大區(qū)域，在較長一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)其地震危險(xiǎn)度進(jìn)行估計(jì)，對(duì)地震震級(jí)不進(jìn)行量化預(yù)測，只是預(yù)測地震趨勢。

2)有一部分地震預(yù)測方法，可對(duì)地震震級(jí)進(jìn)行量化預(yù)測，但預(yù)測精度很低。

3)有一些基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地震預(yù)測方法，但計(jì)算時(shí)間長，計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定，且預(yù)測精度較低。

4)目前，大多數(shù)地震預(yù)測方法的可操作性不強(qiáng)，實(shí)用性較差。

針對(duì)這些方法存在的以上不足，本發(fā)明通過研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域短期地震預(yù)測，并對(duì)地震震級(jí)量化預(yù)測，具有可操作性，計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定，預(yù)測精度較高，實(shí)用性較強(qiáng)。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是，根據(jù)區(qū)域地震目錄，求取區(qū)域部分地震參量，利用回歸分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合技術(shù)，確定區(qū)域未來一段時(shí)間之內(nèi)發(fā)生的地震最大震級(jí)與區(qū)域當(dāng)前地震參量之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)地震量化預(yù)測。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的區(qū)域短期地震預(yù)測，對(duì)“防災(zāi)減災(zāi)”具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種利用地震參量進(jìn)行短期地震預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，選定一定區(qū)域范圍(區(qū)域面積一般為4萬-16萬平方公里)，利用當(dāng)前6個(gè)月的部分地震參量，采用回歸分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合技術(shù)，對(duì)該區(qū)域在未來6個(gè)月之內(nèi)可能發(fā)生的最大地震震級(jí)進(jìn)行預(yù)測，從而為“防災(zāi)減災(zāi)”服務(wù)。

技術(shù)方案：本發(fā)明利用地震參量進(jìn)行短期地震預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法為：

a.確定研究區(qū)域，確定區(qū)域的經(jīng)度范圍和緯度范圍。

b.地震目錄的收集及其預(yù)處理，

(b1)收集該區(qū)域的地震目錄(要求時(shí)間為15年及15年以上)，

(b2)按照規(guī)定的數(shù)據(jù)格式要求整理地震目錄，數(shù)據(jù)保存格式為.WKF或者.EQT(詳見圖2)，

(b3)地震主余震的篩選(刪除余震)，

(b4)保存主震目錄，刪除余震之后，將主震目錄保存，數(shù)據(jù)保存格式不變(見圖2)。