一種基于距離變換和分水嶺算法的地震空區(qū)自動識別方法
發(fā)布時間:2021-07-15 20:57
地震空區(qū)的識別、分析是目前中期地震預(yù)報的重要手段之一,而傳統(tǒng)的人工繪制預(yù)報方法難以取得理想的效果,計算機(jī)視覺方法提供了解決問題的新途徑.鑒于此,提出一種基于圖像處理的地震空區(qū)自動識別方法,輸入歷史地震的文本信息,通過距離變換、閾值分割、分水嶺算法等計算機(jī)視覺方法進(jìn)行處理,通過迭代比較和特征參數(shù)篩選有效地震空區(qū),輸出地震空區(qū)的分布圖像以及相應(yīng)的特征參數(shù).通過具體案例進(jìn)行實驗,研究表明:此方法可以獲得內(nèi)部連通、邊緣清晰的地震空區(qū)圖像;與專家標(biāo)定相比較,此方法的召回率為81.25%,準(zhǔn)確率為92.86%.本文方法為地震研究工作者進(jìn)行地震預(yù)測業(yè)務(wù)及相關(guān)研究提供了有力的工具.
【文章來源】:湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
算法流程
對距離圖像用閾值T進(jìn)行分割,得到表示地震空區(qū)位置的局部最大值區(qū)域(圖2(b)),圖2(b)中的白色區(qū)域為地震空區(qū)潛在目標(biāo)區(qū)域所處的基本位置.但此刻局部最大值區(qū)域的形狀、大小均不規(guī)則,不能表示完整的地震空區(qū).為了解決這一問題,第二次使用距離變換公式(3)對圖2(b)進(jìn)行處理,其中白色點為前景點B,黑色點為背景點F;之后使用閾值T對其進(jìn)行分段,將距離變換后距離超過T的點全部置為黑色,結(jié)果如圖2(c)所示.圖2(c)中的每個類圓形封閉區(qū)域代表完整的地震空區(qū)潛在目標(biāo)區(qū)域.通過分水嶺算法[26-27]進(jìn)行圖像分割,得到邊界清晰的地震空區(qū)潛在目標(biāo)區(qū)域,獲得地震空區(qū)的潛在目標(biāo)區(qū)域分布圖.
在所有潛在地震空區(qū)的特征參數(shù)計算完成后,進(jìn)一步對地震空區(qū)進(jìn)行篩選.一個有效的地震空區(qū)應(yīng)滿足:(1)L>100;(2)對任一α,α<120°.在潛在地震空區(qū)分布圖上,同時滿足這兩個條件的潛在地震空區(qū)判定為有效的地震空區(qū).此時,得到最終的地震空區(qū)分布圖像.2 案例分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于方差分量估計的2015年尼泊爾MW7.8地震同震滑動分布[J]. 方進(jìn),許才軍,溫?fù)P茂,許光煜,丁開華,何平. 地球物理學(xué)報. 2019(03)
[2]汶川和蘆山地震之間地震空區(qū)綜合研究進(jìn)展[J]. 梁春濤,黃焱羚,王朝亮,劉志強(qiáng),楊宜海,吳晶,何富君. 地球物理學(xué)報. 2018(05)
[3]華北盆地可能存在的一個地震空區(qū)及其高地震危險性[J]. A.Yin,X.J.Yu,Z.-K.Shen,J.Liu-Zeng,殷娜,李瑩甄. 世界地震譯叢. 2018(01)
[4]基于《中國震例》的地震空區(qū)和地震條帶統(tǒng)計特征[J]. 呂堅,宋美琴,周龍泉,邵志剛,徐甫坤,查小惠,李金. 地震. 2016(04)
[5]基于形態(tài)學(xué)梯度的分水嶺彩色圖像分割[J]. 徐天芝,張貴倉,賈園. 計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(11)
[6]南北地震帶震源機(jī)制解與構(gòu)造應(yīng)力場特征[J]. 王曉山,呂堅,謝祖軍,龍鋒,趙小艷,鄭勇. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[7]中國大陸地震空區(qū)統(tǒng)計特征分析[J]. 曲延軍,王海濤,鄔成棟,馮建剛,陳宇衛(wèi),李瑩甄,王想. 地震學(xué)報. 2010(05)
[8]中國強(qiáng)震前兆地震活動圖像機(jī)理的三維數(shù)值模擬研究[J]. 陸遠(yuǎn)忠,葉金鐸,蔣淳,劉杰. 地球物理學(xué)報. 2007(02)
[9]基于小波域分水嶺變換的視頻對象提取算法[J]. 楊高波,張兆揚(yáng). 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(05)
[10]2000年6月6日甘肅景泰5.9級地震前中短期震兆特征研究[J]. 張敏. 高原地震. 2002(04)
本文編號:3286453
【文章來源】:湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
算法流程
對距離圖像用閾值T進(jìn)行分割,得到表示地震空區(qū)位置的局部最大值區(qū)域(圖2(b)),圖2(b)中的白色區(qū)域為地震空區(qū)潛在目標(biāo)區(qū)域所處的基本位置.但此刻局部最大值區(qū)域的形狀、大小均不規(guī)則,不能表示完整的地震空區(qū).為了解決這一問題,第二次使用距離變換公式(3)對圖2(b)進(jìn)行處理,其中白色點為前景點B,黑色點為背景點F;之后使用閾值T對其進(jìn)行分段,將距離變換后距離超過T的點全部置為黑色,結(jié)果如圖2(c)所示.圖2(c)中的每個類圓形封閉區(qū)域代表完整的地震空區(qū)潛在目標(biāo)區(qū)域.通過分水嶺算法[26-27]進(jìn)行圖像分割,得到邊界清晰的地震空區(qū)潛在目標(biāo)區(qū)域,獲得地震空區(qū)的潛在目標(biāo)區(qū)域分布圖.
在所有潛在地震空區(qū)的特征參數(shù)計算完成后,進(jìn)一步對地震空區(qū)進(jìn)行篩選.一個有效的地震空區(qū)應(yīng)滿足:(1)L>100;(2)對任一α,α<120°.在潛在地震空區(qū)分布圖上,同時滿足這兩個條件的潛在地震空區(qū)判定為有效的地震空區(qū).此時,得到最終的地震空區(qū)分布圖像.2 案例分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于方差分量估計的2015年尼泊爾MW7.8地震同震滑動分布[J]. 方進(jìn),許才軍,溫?fù)P茂,許光煜,丁開華,何平. 地球物理學(xué)報. 2019(03)
[2]汶川和蘆山地震之間地震空區(qū)綜合研究進(jìn)展[J]. 梁春濤,黃焱羚,王朝亮,劉志強(qiáng),楊宜海,吳晶,何富君. 地球物理學(xué)報. 2018(05)
[3]華北盆地可能存在的一個地震空區(qū)及其高地震危險性[J]. A.Yin,X.J.Yu,Z.-K.Shen,J.Liu-Zeng,殷娜,李瑩甄. 世界地震譯叢. 2018(01)
[4]基于《中國震例》的地震空區(qū)和地震條帶統(tǒng)計特征[J]. 呂堅,宋美琴,周龍泉,邵志剛,徐甫坤,查小惠,李金. 地震. 2016(04)
[5]基于形態(tài)學(xué)梯度的分水嶺彩色圖像分割[J]. 徐天芝,張貴倉,賈園. 計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(11)
[6]南北地震帶震源機(jī)制解與構(gòu)造應(yīng)力場特征[J]. 王曉山,呂堅,謝祖軍,龍鋒,趙小艷,鄭勇. 地球物理學(xué)報. 2015(11)
[7]中國大陸地震空區(qū)統(tǒng)計特征分析[J]. 曲延軍,王海濤,鄔成棟,馮建剛,陳宇衛(wèi),李瑩甄,王想. 地震學(xué)報. 2010(05)
[8]中國強(qiáng)震前兆地震活動圖像機(jī)理的三維數(shù)值模擬研究[J]. 陸遠(yuǎn)忠,葉金鐸,蔣淳,劉杰. 地球物理學(xué)報. 2007(02)
[9]基于小波域分水嶺變換的視頻對象提取算法[J]. 楊高波,張兆揚(yáng). 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(05)
[10]2000年6月6日甘肅景泰5.9級地震前中短期震兆特征研究[J]. 張敏. 高原地震. 2002(04)
本文編號:3286453
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