[發(fā)明專利]一種基于勢函數(shù)的微地震事件去噪和聚類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710838746.3
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107479093B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 尚雪義;李夕兵;董隴軍;王澤偉;劉棟;周勇勇;劉德彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/36
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種基于勢函數(shù)的微地震事件去噪和聚類方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將待聚類微地震事件數(shù)據(jù)集導入Matlab中；

將待聚類微地震事件數(shù)據(jù)集U₁導入Matlab中，U₁指待聚類微地震事件的屬性，每一個微地震事件的屬性從微地震事件的三維坐標(X_i,Y_i,Z_i)、發(fā)生時間t_i以及震級M_i中選取得到，i表示第i個微地震事件，i＝1,2,…,n，n為待聚類的微地震事件的數(shù)目；

步驟2：利用勢函數(shù)計算微地震事件i的勢值和

其中，表示微地震事件j對微地震事件i作用的勢值，x_i,l表示事件i的第l個屬性值，x_j,l表示事件j的第l個屬性值；p為微地震事件屬性維數(shù)，取值為2～5，Ω為距離作用因子，取值為以使得勢值和的熵取得最小值時對應的Ω；

步驟3：設定第一閥值去除噪聲微地震事件；

將勢值和小于第一閥值的微地震事件從U₁中去除，得到去噪后的微地震數(shù)據(jù)集U₂；

步驟4：根據(jù)勢值和-距離法獲取去噪后的微地震數(shù)據(jù)集U₂的聚類中心；

所述勢值和-距離法按照以下準則篩選聚類中心：

(1)設定第二閥值將勢值和大于的微地震事件作為可能的聚類中心集U₃；

其中，和分別為微地震數(shù)據(jù)集U₂中所有微地震事件的勢值和的第一四分位數(shù)和中位數(shù)；

(2)以勢值和最大的微地震事件位置作為第一聚類中心點m₁；

(3)取數(shù)據(jù)集U₃-m₁中與m₁距離最遠的微地震事件位置作為第二聚類點m₂；

(4)計算數(shù)據(jù)集U₃-m₁-m₂中每個微地震事件位置與點m₁、m₂的距離，取每個微地震事件位置與點m₁、m₂之間的較小距離作為數(shù)據(jù)集V₃，再取V₃中最大距離值對應的微地震事件位置作為第三聚類點m₃；

(5)計算數(shù)據(jù)集U₃去除當前所有聚類點后的每個微地震事件位置與當前各個聚類點之間的距離，取每個微地震事件位置與各聚類點之間的較小距離作為數(shù)據(jù)集V_k，再取V中最大距離值對應的微地震事件位置作為第k聚類點m_k；

(6)判斷當前聚類點個數(shù)是否為K，若是，則得到所有初始聚類中心點，否則，重復(5)，K為設定的聚類中心點數(shù)目；

步驟5：以步驟4得到的聚類中心點m₁,m₂,…,m_K作為K-means的初始聚類中心，對去噪后微地震事件聚類，并輸出聚類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述勢值和的熵PE按照以下公式計算：

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，在計算前，對參與計算的微地震事件的各類屬性的屬性值先進行歸一化處理后，再利用歸一化值計算歸一化處理公式如下：

其中，x_i*為歸一化后的數(shù)據(jù)，x_i為第i個微地震事件的任一類屬性的屬性值。