[發明專利]一種地震電離層TEC關聯分析方法

有效

• 申請號: 202010128083.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113325469B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 鐘佳;鄒自明;佟繼周
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G06F16/2458;G06Q50/26
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 楊青;武玥

本發明公開了一種地震電離層TEC關聯分析方法，包括：收集地震編目數據和電離層TEC數據；從地震編目數據和電離層TEC數據中抽取數據，處理后按時空關系拼接組合，構造地震?TEC數據集；針對地震?TEC數據集，分別計算地震緯度、經度、震源深度、震級和TEC的最大值和最小值，并按照各個變量的值域區間等間隔劃分變量，得到變量的離散子區間值域范圍；統計各個子區間內事務集的頻數分布結果，依據事務項聚集在不同子區間分布的稀疏程度，進行區間自適應分段，基于劃分后的變量子區間的區間編號來構建標注的事務集；采用Apriori算法對標注的事務集進行處理，輸出地震因子與電離層TEC之間的關聯規則，所述地震因子為地震緯度、經度、震源深度和震級中一個或多個組合。

技術領域

本發明涉及數據挖掘和地球物理技術領域，具體涉及一種地震電離層TEC關聯分析方法。

背景技術

相關地震研究是地震預報的常用方法之一，主要是研究不同地震活動的時空分布相關性，進而推斷出一定區域內特定震級以上的地震是否會發生相伴地震。地震關聯分析研究則主要關注地震與其他地球物理現象(電磁擾動、重力場變化等)之間的聯系，而震前電離層擾動是當前地震預報的研究熱點。

基于歷史上發生的地震活動統計資料分析，人類發現地震活動分布在空間上具有聚集性，在時間上呈現周期性。全球地震活動在空間分布上呈現一定的帶狀，主要分布板塊交界處，包含環太平洋地震帶、地中海—印度尼西亞地震帶和海嶺地震帶三個大型的地震帶。同時地震震源深度和地震區域也有一定相關性，環太平洋地震帶幾乎集中了全世界80％以上的淺源地震(0～70千米)，90％的中源(70～300千米)和所有的深源地震，而地中海—印度尼西亞地震帶和海嶺地震帶主要為淺源地震和中源地震。再從時間分布上看，地震學家認為地震的活躍期和平靜期交替出現，呈現周期性。通常地球上某一個區域或地震帶，在一定時間段內表現為多震活躍期，而在另一段時間內表現為少震平靜期。這種活躍期和平靜期常常交替出現。

地震活動除了具有時空分布的內在相關性外，還與其他地球物理現象有相關關系。電離層電子濃度總含量(TEC)又稱電離層電子濃度柱含量、積分含量等。人們常常觀測到5級以上的地震前幾天到幾小時內再地震孕震區上空出現了明顯的電離層TEC異常擾動，且擾動有正負，國內外學者將震前電離層擾動作為地震預報的研究熱點。雖然對于地震-電離層擾動的物理解釋還沒有令人完全信服的一套理論，但開展地震-電離層擾動相關性研究有助于進一步認識地震與電離層的關系。

由于相關地震研究是針對大量地震案例的統計研究，沒有考慮電離層參量的擾動，而地震-電離層擾動研究常常是對單個地震事件進行分析，無法提供統計參考價值，如何將兩種方法優點結合起來，開展地震因子(震級、震源深度、位置、時間)與電離層參量之間細化的關聯分析，評估大量地震案例之間的統計相關性以及大量地震案例與電離層擾動的相關性，是值得深入研究的。考慮到地震因子與電離層參量之間的關系不是簡單的線性或非線性回歸問題，如何挖掘這些變量之間的相關關系也是比較困難的。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術缺陷，為了細化研究地震因子與電離層擾動的關聯關系，結合相關地震研究和地震-電離層擾動關聯分析研究兩種思路，引入數據挖掘技術，建立地震電離層TEC關聯分析系統，探索地震因子與電離層TEC之間的關聯規則。

為實現上述目的，本發明提出了一種地震電離層TEC關聯分析方法，所述方法包括：

收集地震編目數據和電離層TEC數據；

從地震編目數據和電離層TEC數據中抽取數據，處理后按時空關系拼接組合，構造地震-TEC數據集；

針對地震-TEC數據集，分別計算地震緯度、經度、震源深度、震級和TEC的最大值和最小值，并按照各個變量的值域區間等間隔劃分變量，得到變量的離散子區間值域范圍；

統計各個子區間內事務集的頻數分布結果，依據事務項聚集在不同子區間分布的稀疏程度，進行區間自適應分段，基于劃分后的變量子區間的區間編號來構建標注的事務集；