重复源激发信号的地下介质时序变化

监测地壳介质随时间的变化是现代地震学的主要方向之一(陈颙等,2007)。相比于波速变化的研究,地震波衰减研究较为滞后。主要原因之一是离散的天然地震波振幅受几何扩散、折射、反射、不均匀散射等多种因素影响,导致反演得到的衰减结果不稳定(陈海潮等,2012)。利用重复天然地震观测是解决介质衰减结果不稳的非常重要的有效途径(裴顺平等,2010)。但是重复天然地震源相对少,且严格重复的天然地震更少。主动源是一个非常好的选择,其震源、传播路径、接收台站相对固定条件下,Q值估算中不确定性大大减小,这样介质衰减变化的探测也就可以获得较高精度(陈海潮等,2012)。如果进一步发展能够适合于主动源观测特点的衰减估计方法,就可以更大程度地克服天然地震计算衰减的不足,更稳定、更灵活地实现主动源Q值的稳健约束估计。

唐山地区震源机制一致性时空演化特征

1研究背景。陈颙(1978)通过对一些强震震例的分析研究发现,强震前震源机制趋于一致的现象时有发生,提出震源机制一致性可作为描述地震活动性的一个新参数,用来确定区域内地震的危险性。国内外学者在震源区应力场研究的基础上,对震源机制一致性参数与区域内地震危险性关系开展了大量研究,如:付虹等(2011)研究滇中地区震源机制一致性参数,结果表明强震发生在中小地震震源机制一致性参数低值分布区内或其边缘附近;张致伟等(2015)基于汶川和芦山地震序列余震震源机制解,通过研究应力张量方差时空变化与强余震活动的关系,发现震源机制一致性参数时空分布对强余震的发生具有一定的指示意义。

Hilbert-Huang变换与地震信号的时频分析

本文介绍了HHT时频分析方法及瞬时频率的概念,给出了已知信号的经验模态分解及其时频分布,并对实际地震波形信号进行了HHT时频处理与剖析。结果表明,HHT方法能准确描述地震波形信号的非线性时变特征,是地震信号时频分析的有效工具。

基于改进型图像信息方法的汶川地震前电离层参量时空特征研究

震前加速破坏阶段地壳岩石破裂过程中可能辐射电磁信号,提取与之相关的电磁信号异常有助于认识地震孕育及破坏过程,从而为防震减灾提供支持.本文提出了改进型图像信息方法(Modifled Pattern Informatics Method,MPI方法),并用于汶川地震前电离层参量时空特征信息的提取.通过分析对比处理前后的DEMETER电磁卫星时空图像可以发现,原始时空图像一般存在季节性和空间性的变化规律,较难获得有意义的信息;而采用MPI方法处理后,则发现汶川大地震前,电离层参量存在明显的异常变化.从而,证明了MPI方法具有消除背景趋势、突出短期变化的能力,可以有效地提取强震相关的电磁前兆信息.

地震前兆综合预测支持向量机模型研究

该文介绍了支持向量机算法的原理与回归方法。采用支持向量机中的非线性回归算法与理论公式产生的多维样本,对其进行了数值仿真实验。利用该方法和地震前兆异常建立了最佳地震综合预测模型,对获得的最佳模型进行了内符检验,得出最佳模型的预测结果与实际震例的地震震级基本一致。综合分析认为,支持向量机无论在学习或者预测精度方面不但具有很大的优越性和具有较强的外推泛化能力,而且基于支持向量机回归算法建立的地震前兆综合预测模型是可行的,其获得的知识可较为准确地实现对主震震级的综合预测。

气枪震源弱信号提取的可靠性初步分析

基于数据合成仿真、气枪震源激发信号的实际处理,由叠加信噪比、波形相关系数及相位偏移等3个定量指标,系统评价线性、相位加权和S变换等3种叠加方法提取强背景噪声下弱信号的实际性能,并定量估计叠加结果的可靠性。通过对以上3种方法叠加结果的综合探讨,初步对比分析后认为,线性叠加虽然信噪比较低,但波形畸变最小;相位加权叠加信噪比较高,相位偏移小,但波形质量与线性叠加的结果相比偏离较大;S变换叠加可获得相对较高的信噪比,波形幅度损失小,但存在一定的相位偏移现象。因此建议,当波形质量和时间精度均要求较高时宜用线性叠加。但气枪震源激发有限时选择叠加方法应有所偏重,若要求波形高保真,宜选择S变换叠加;若要求时间高精度,可选择相位加权叠加方法,以合理实现弱信号的有效提取。

基于GIS的震后应急快速反应与地震现场震情分析

简要介绍了首都圈的基于CIS的震后应急快速反应与地震现场震情分析SSRAVersion2.004软件系统的设计思路、系统特点、系统界面、系统技术、方法与原理、功能与构成、数据库建设、GIS技术、空间分析、综合决策等内容。通过该软件的研制,可以规范和服务于地震应急与现场震情分析工作,提升该领域快速决策反应能力。

查表法设计地震活动模糊预测预警系统

模糊数学方法在地震学研究,特别是在地震预测工作中起到过重要的作用。近年发展起来的模糊查表法是模糊数学中新出现的一种新的模糊系统有效方法,在智能控制、机器学习、序列建模、综合预测中获得了广泛的应用,取得了显著效果。基于此,把该方法引入地震活动趋势预测和预警研究工作中:首先介绍了模糊查表法的方法与原理,然后基于该方法和由最大震级序列形成的多维样本建立了华北地区及主要地震活动带最大震级时间序列的趋势预测和预警模型,并对获得的模型进行了内符检验,最后对建模方法和计算结果进行了详细讨论。综合分析认为,该方法原理简单直观,计算结果稳健,建模与预测精度较高,外推泛化能力较强,可以作为地震趋势预测和预警的一种有效方法。

经验模态分解、数值仿真与形变信号滤波试验

首先介绍了经验模态分解的方法与原理,给出了由经验模态分解产生的固有模态函数重构特定滤波器的算法,然后通过对已知数据的仿真检验,认为该方法在分解与重构滤波器方面具有较高的精度,最后通过对形变数据中几类典型干扰信号的初步试验与对比分析,可看出获得了满意的处理效果。综合分析认为,经验模态分解及其组合滤波器在干扰消除或某些频率成分滤波与研究中具有重要意义,可作为形变数据预处理中一种行之有效的数据分解方法。

基于粒子群优化算法与厄米多项式构建地震综合预测投影寻踪回归模型

在地震综合预测投影寻踪研究工作中,投影寻踪回归算法是其中应用最多的一种方法.但一般投影寻踪回归算法构造技术较为复杂,采用多次局部光滑回归,计算量较大,外推较为繁杂,容易陷于局部解.在综合考虑传统投影寻踪回归算法特点的基础上,针对投影寻踪回归计算中存在的一些不利因素,给出了一定的解决思路:采用粒子群优化算法代替高斯-牛顿算法优化投影方向;采用厄米多项式代替分段线性光滑回归来拟合岭函数,以简化优化过程;参数优化无需分组,获得全局优化的岭函数.利用数值仿真技术进行基于粒子群优化算法与厄米多项式构建的投影寻踪回归模型建模能力与计算精度的检验,再将其应用于多维地震时间序列和一般多维无序地震样本回归综合建模预测中.通过计算和分析表明,基于粒子群优化算法与厄米多项式构建的投影寻踪回归模型具有简单、快速、有效的特点,在实际地震综合预测建模中取得了满意的效果,可作为地震预测的一种综合分析方法.

EMD新技术在数字波形预处理中的初步应用

介绍了EMD技术,给出由该技术产生的固有模态函数重构数字地震波形信号处理中所用滤波器算法。然后利用该方法对实际波形信号进行了初步处理,处理结果表明,基于EMD的滤波技术具有许多其它分析手段所不具备的特点,是一种新的滤波方法,可用于数字地震波形信号的预处理。

基于模糊Modular神经网络的官厅水库及邻区的地震危险性估计

首先介绍了模糊Modular神经网络的原理、建模方法与仿真实验,然后利用该方法把一些常用的地震学指标作为神经网络的输入,未来50年最大震级则作为网络的期望输出,对官厅水库及邻区的地震活动进行学习与最大震级序列建模,进行危险性预测。通过分析,认为该方法在一定程度上具有学习、建模与外推预测泛化能力,具有很好的中长期地震危险性预测效果,可以作为中长期地震危险性分析的工具。

官厅水库及邻区地震活动的最大熵谱分析及其未来50年内强震危险性预测

利用最大熵谱分析与显著周期叠加建模的方法,首先对官厅水库及邻区的历史地震活动进行最大熵谱分析,然后利用所得到的显著周期进行建模,最后对未来50年内官厅水库及邻区的地震危险性进行了分析和预测。本文还用熵谱谱阵分析法,分析了地震活动周期的相对稳定性和时变性,并指出在地震预测中应注意对时变性的研究。

HPPPR模型及其在地震综合预测研究中的初步应用

在综合考虑经典投影寻踪算法特点的基础上,针对投影寻踪计算中存在的一些不利因素,给出相应的解决思路。利用数值仿真技术进行基于粒子群优化算法与厄密特多项式构建的投影寻踪回归模型建模能力与计算精度的检验,再将其应用于多维地震时间序列综合建模预测中。计算结果和进一步分析表明,基于粒子群优化算法与厄密特多项式构建的投影寻踪回归投影寻踪模型具有简单、快速、有效的特点,在实际地震综合预测建模中取得了满意的效果,可作为地震综合预测的一种回归分析方法。

数字地震波形分析软件

首先概述了数字地震波形分析的重要性及该领域一些主要波形分析软件的概况,然后介绍了笔者研制的《数字地震波形分析—WAVE Version 2004》软件;详细描述了该软件的设计目标、研制思路、系统特点、系统框架、操作界面、技术特点、方法功能等;最后给出了一个实际应用的实例。通过一些用户的反馈意见,认为该软件可作为当前地震学研究与分析预报工作中的一个主要工具。

从昌平台沙层应变记录看汶川大地震孕震过程

2008年5月12日发生的汶川8．0级大地震举世瞩目，造成了极大的破坏。在这次大地震之前的2007年10月北京市地震局于昌平台和通州台各安装了1台沙层应力仪，就在汶川大地震前后记录到了完整的沙层应变动态演化过程。通过比较分析，初步认为仅昌平台沙层应力仪记录到独特的应变变化过程。

定量提取固体潮异常信息

虽然中强地震前可能会出现多种前兆，然而找到一个“特定”的异常来预报大地震的发生却极其困难。地震孕育是一个非常复杂的动力学过程，地震的发生是地下介质从失稳到破裂的过程，在这一过程中由于强非线性与动态时变性现象的存在，轻微的扰动就很可能会导致失稳介质的破裂，从而使地震发生的具体时刻变得不可预测。根据地震触发理论的研究，认为固体潮汐即可能是这样的一种触发扰动因素。

官厅水库及周边地区地震活动趋势的综合统计预测

利用多种地震统计学分析预测方法,详细分析了官厅水库及周边地区的地震活动情况,和未来50年的地震危险性。综合分析最后认为,未来50年内,官厅水库及周边地区至少应发生一次5.5～6.5级地震和多次5级左右地震的可能性;外围较远地区则具有发生7级以上地震的可能,这里距大坝虽然较远,对大坝的安全可能不会构成真正威胁,但其周边地区可能发生的潜在地震,对水库的可能影响则应引起我们足够的注意及重视。

北京地区流体观测方法记录到的汶川大地震同震变化

2008年5月12日发生的汶川8.0级巨大地震中,北京地区的一些流体观测仪器记录到了不同程度的同震响应。为了进一步深入研究该次强烈地震对北京地区未来地震活动趋势的影响,系统搜集、整理归纳了该次巨大地震引发的北京地区流体观测仪器记录到的同震响应信息,将北京地区的流体同震现象进行概括,然后分析了数字化流体分钟值观测资料同震效应的表现形态及其变化特征,验证了新安装的一些数字化流体观测仪器的可靠性、灵敏性,对相关流体观测仪器可能存在的一些问题进行了讨论。

基于二进小波的数字形变资料趋势异常分析探讨

利用二进正交离散小波,通过Mallat快速算法对形变倾斜资料进行了处理,并将计算结果与该地区的地震活动进行了对比分析。综合分析认为,小波分解的本质是窗口加权滑动平均的结果,能有效地对各种不同频率成分的形变序列按不同的频段分离和重构,可以起到明显放大低频段趋势成份的作用,为有效识别形变趋势异常提供一种可行方法。