深度學(xué)習(xí)及其在地電場(chǎng)異常檢測(cè)中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2020-05-11 16:45
【摘要】:由于在地震孕育發(fā)生過程的各個(gè)階段均有可能伴隨著地電場(chǎng)異常現(xiàn)象,因此固定臺(tái)站的地電場(chǎng)觀測(cè)對(duì)地震事件的監(jiān)測(cè)和研究具有重要意義。我國(guó)地電場(chǎng)觀測(cè)從上世紀(jì)八十年代中期,借鑒希臘的VAN(Varotsos,Alexopoulous和Nomicos)方法開始實(shí)驗(yàn)觀測(cè)研究,經(jīng)過“九五”、“十五”、以及背景場(chǎng)項(xiàng)目的大力推進(jìn),地電場(chǎng)觀測(cè)在我國(guó)已經(jīng)初具規(guī)模。目前我國(guó)建有123個(gè)地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)站,每天產(chǎn)出大量數(shù)據(jù),如何對(duì)地電場(chǎng)觀測(cè)資料質(zhì)量和異常情況進(jìn)行有效評(píng)價(jià)顯得尤為重要。深度學(xué)習(xí)已成為最流行的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)之一,并在時(shí)間序列異常檢測(cè)領(lǐng)域取得了顯著的成果。文中在介紹長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)和擴(kuò)張因果卷積網(wǎng)絡(luò)、奇異譜分析、對(duì)數(shù)概率密度函數(shù)方法的基礎(chǔ)上,對(duì)模擬數(shù)據(jù)中設(shè)置的異常點(diǎn)進(jìn)行了檢測(cè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了方法的可用性和有效性,并確定本文擬采用擴(kuò)張因果卷積網(wǎng)絡(luò)方法開展研究工作。將該方法應(yīng)用于江蘇南京、海安、高郵地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)以及甘肅平?jīng)、嘉峪關(guān)、山丹地電場(chǎng)觀測(cè)臺(tái)的真實(shí)觀測(cè)資料中,通過擴(kuò)張因果卷積網(wǎng)絡(luò)模型建立、訓(xùn)練和實(shí)際預(yù)測(cè)等計(jì)算過程,對(duì)6個(gè)臺(tái)站部分觀測(cè)資料的時(shí)均值進(jìn)行了分析研究。研究結(jié)果表明:在東海海域Ms7.2地震前一個(gè)半月內(nèi),模型對(duì)南京臺(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)誤差的對(duì)數(shù)概率密度值出現(xiàn)明顯降低;在汶川Ms8.0、兩次汶川地震余震、玉樹Ms7.1、蘆山Ms7.0和岷漳Ms6.6地震前3個(gè)月內(nèi),模型對(duì)平?jīng)雠_(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)誤差的對(duì)數(shù)概率密度值出現(xiàn)明顯降低;在汶川Ms8.0、海西Ms6.3地震前3個(gè)月內(nèi),模型對(duì)嘉峪關(guān)臺(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)誤差的對(duì)數(shù)概率密度值出現(xiàn)明顯降低;在祁連縣Ms5.2、門源Ms6.4地震前兩個(gè)月內(nèi),模型對(duì)山丹臺(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)誤差的對(duì)數(shù)概率密度值出現(xiàn)明顯降低;在尼泊爾Ms8.1、阿拉善右旗Ms3.9、九寨溝Ms6.4地震前一個(gè)月內(nèi),模型對(duì)山丹臺(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)誤差的對(duì)數(shù)概率密度值出現(xiàn)降低。結(jié)合空間電磁環(huán)境和震前微裂隙變化情況,對(duì)震前地電場(chǎng)出現(xiàn)異常的可能原因進(jìn)行了嘗試性理論解釋。深度學(xué)習(xí)在地電場(chǎng)觀測(cè)資料的順利應(yīng)用,將非常有助于提高觀測(cè)資料的利用率和異常檢測(cè)效率,為觀測(cè)資料更好地服務(wù)地震研究提供技術(shù)支持。
【圖文】:
圖 2.1 氧化還原電場(chǎng)示意圖(據(jù)孫正江,王華俊[41])的滲流和過濾作用,主要機(jī)制是地下流體經(jīng)過巖形成負(fù)離子層,該層負(fù)離子吸附孔隙壁附近的正離擴(kuò)散區(qū)的正離子吸附較弱,未經(jīng)束縛的正離子隨流
圖 2.2 過濾電場(chǎng)示意圖(據(jù)孫正江,王華俊[41])、孔壁;2、孔隙的中心線;3、孔隙水;4、緊密層;5、擴(kuò)散化溶液的離子在巖石交界面上的擴(kuò)散和巖石骨架對(duì)離子接觸面上,不同巖石中的帶電粒子相互散,,形成雙電層
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)地震局蘭州地震研究所
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:P315.7
【圖文】:
圖 2.1 氧化還原電場(chǎng)示意圖(據(jù)孫正江,王華俊[41])的滲流和過濾作用,主要機(jī)制是地下流體經(jīng)過巖形成負(fù)離子層,該層負(fù)離子吸附孔隙壁附近的正離擴(kuò)散區(qū)的正離子吸附較弱,未經(jīng)束縛的正離子隨流
圖 2.2 過濾電場(chǎng)示意圖(據(jù)孫正江,王華俊[41])、孔壁;2、孔隙的中心線;3、孔隙水;4、緊密層;5、擴(kuò)散化溶液的離子在巖石交界面上的擴(kuò)散和巖石骨架對(duì)離子接觸面上,不同巖石中的帶電粒子相互散,,形成雙電層
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)地震局蘭州地震研究所
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:P315.7
【參考文獻(xiàn)】
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7 李偉;馬欽忠;宋志平;王冠s
本文編號(hào):2658765
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