区域选取对图像信息法可预测性的影响

图像信息(PI)法是一种基于统计物理学的地震预测方法,因其对中长期地震预测有较好的效果已在国内外广泛应用。PI方法在计算过程中对选取区域的所有网格参量进行了归一化,因此不同的区域选取会产生PI热点结果的变化。本文基于中国地震台网中心自1970年以来的全国M_(S)≥3.0地震目录,采用5年尺度的“异常学习时段”和“预测时间窗”以及1年尺度的滑动时间步长,以南北地震带2016年以来发生的M_(S)≥6.0地震的回溯性预测检验为例,研究了不同空间范围的选取对PI方法地震预测效能的影响。地震预测效能检验采用R值评分法和受试者工作特征(ROC)检验方法。结果显示:①在其它计算参数相同的情况下,不同的区域选取对PI预测结果有较大影响;②利用R值评分和ROC检验方法对不同研究区的预测效能进行评估时,区域内部地震活动性差异小的区域预测效果较好,而对于地震活动性存在较大差异的区域,地震活动性高的区域内发生的地震更容易被预测,推测导致这一结果的可能原因是地震活动性较强的区域出现的异常更显著,而算法里的归一化过程会抑制地震活动性较低区域出现的异常,从而造成漏报;③对于具体的目标地震,震中附近的PI热点图像会经历演化,因此利用PI方法向前预测时要结合多个时间窗口进行综合预测;④不同于其它天然构造地震的热点演化趋势,2019年四川长宁M_(S)6.0地震和2021年四川泸县M_(S)6.0地震震中附近热点反复出现、消失,可能与人工活动有关;⑤滇西南地区、海原断裂中东部附近、小江断裂中部地区、龙门山断裂南部和小江断裂东北部地区存在持续出现的PI热点,这些区域为值得关注的M_(S)≥6.0地震发震区域。

基于图像信息方法的南北地震带地震预测研究

图像信息法(PI)计算过程涉及地震活动性的归一化,因此针对地震活动性相似的地区PI预测效能较好。以南北地震带为研究区域,对图像信息法(PI)在南北地震带不同范围的预测效能进行了研究。采用中国地震台网中心提供的1970年以来中国地震目录,选取5年尺度的“异常学习窗”和“预测时间窗”以及1°×1°网格,以2017年以来发生的MS≥6地震为目标,通过ROC检验,对地震进行回溯性预测研究。研究结果显示:① PI方法对南北地震带南段、中段、北段区域进行计算的预测效能呈现逐渐降低的趋势,但幅度较小,显示PI方法的预测效能可能受到区域内地震活动性强度的影响。② PI方法对南北地震带分段计算的预测效能优于对整个南北地震带进行计算的预测效能。其中,把南北地震带北段、中段合起来作为一个计算区域时预测效能最好,南段、中段、北段预测效果次之,把中段、南段合起来作为一个计算区域时预测效能相对较低,南北地震带整体的预测效能最低。通过地震活动性对南北地震带进行区域划分能使得预测效能提高。③计算结果显示,滇西南永德—泸水地区、龙门山断裂南段附近存在“热点”,未来5年内这些地区为M_(S)≥6地震值得关注的重点区域。

基于改进图像信息方法的地震电离层异常信息提取

1研究背景。图像信息方法(Pattern Informatics Method,简写为PI)是由Rundle等(2000,2002)基于复杂性物理提出的应用于地震活动研究的统计物理方法,在测震学的中长期地震预测研究中表现出较好的预测效能。武安绪等(2011)在地壳岩石破裂过程中可能辐射电磁信号的理论基础上对PI算法在空间归一化、阈值形式、累计方式、空间概率等改进后得到MPI方法,并基于DEMETER卫星电离层观测资料进行震例回溯性研究。

区域选取对图像信息法的地震预测效能影响分析

1研究背景图像信息方法(Pattern Informatics Method,简写为PI)是一种用于地震研究的统计物理方法,在地震的中长期预测研究中效果较好。该方法由Rundle等(2000a,2000b)基于复杂性物理提出,近年来在多个国家得到广泛应用。Zhang等(2017)利用PI方法,对青藏高原及周边地区强震活动(含南北地震带部分M_(S)≥7.0强震)进行回溯性研究,发现在7-10年的中长期尺度上,PI方法对强震活动具有较好的预测效果,并提出区域的选择可能会影响预测效能的设想。基于此,本工作围绕区域选取,对图像信息法在地震研究中的预测效能影响展开分析。