用于地震预警的P波震相到时自动拾取

P波震相的自动拾取可用于地震预警中地震事件判别和地震定位,是实现基于地震台网地震预警的首要条件.针对地震预警中P波震相拾取的特点,本文发展了一套基于长短时平均(STA/LTA)和池赤准则(AIC)算法的多步骤P波自动拾取技术,应用Delaunay三角剖分提出了一种非几何相关的干扰信号剔除方法,并应用福建省数字地震台网记录对方法进行了验证,目前方法已经用到了福建省地震预警试验系统中.     

地震预警中同震位移烈度的自动化产出——以苍山5.2级地震为例

本文以苍山5.2级地震为例,探讨了同震位移烈度方法在山东地区地震预警中的应用,着重介绍了同震位移烈度在预警中的自动化产出。同震位移烈度方法在强震后可以快速地得到极震区的烈度分布,能够满足地震预警的要求,但首先要建立研究区域的格林函数和断层参数的数据库,震后根据地震预警中快速定位的结果按距离最小原则调用数据库中震源附近网格点的格林函数和断层信息,生成断层模型,后台计算同震位移的分布,再通过同震位移和烈度的经验对应关系快速自动化产出发震区周围的烈度分布结果,这对强地震预警、震后快速灾害评估和应急救援都有很重要的指导作用。     

地震预警信息可靠度研究

提出了一种地震预警信息可靠度检验方法. 针对地震预警系统对信息的高度时效性及准确性要求, 并结合其应用特点, 从地震动记录信噪比、 特征参数相容性、 特征参数协调性及地震预警定位结果可靠性等4个方面对地震预警信息的综合可靠度进行探讨, 并分别提出了相应的可靠度定量计算方法. 利用日本KiK-net台网记录的444个地震事件共4737条三分向加速度记录对上述4个指标参数及综合可靠度指标参数的验证结果表明, 采用本方法有助于提高地震预警信息发布的准确性和可靠性, 减少“漏报”及“误报”事件的发生.      

用于地震预警的三维实时定位方法

为了尽快定位地震,在“着未着”定位算法基础上,尝试引入三维地壳模型,构建具有三维空间格点分布的走时表.根据已触发台站的到时和未触发台站的位置信息设计概率分布函数,通过八叉树搜索方法,快速给出震源在三维空间的可能位置.使用波前追踪算法,计算中国几个地区三维地壳模型的走时网格,利用中国地震台网资料,对区域内发生的地震进行定位分析.结果显示,在一定的台网密度条件下,三维实时定位方法能在震后数秒给出震源位置,可满足地震预警要求.     

基于Android平台的地震预警终端软平台的设计与一种实现

探讨Android平台在地震预警软件中的开发技术。首先介绍系统的整体框架以及Android的架构,然后详细分析极光JPush推送、百度定位服务和百度地图API开源服务在Android系统上的开发方法及其在地震预警软件的应用。该系统可实现Android终端获取Jpush推送的地震预警信息、实时显示当前场所位置和显示震中距及S波到达剩余时间等预警信息功能。     

基于强震动观测数据的地震定位分析

采用MSDP软件定位方法,对河北强震动台网记录的ML≧3.0的32次地震事件进行定位。从震中位置、发震时刻及震源深度等方面与地震编目结果进行对比分析得出,基于强震动观测数据的地震定位结果满足地震定位的相关要求,其结果与编目结果有较好的一致性,可进一步探讨利用强震动观测数据参与地震速报及预警工作,对地震速报及预警定位结果精度的提高有积极意义。     

地震震中实时动态定位的方法研究

在地震早期预警系统中具破坏性地震震中的确定速度十分重要.本文提出了地震发生后根据1个、2个、3个台站P波到时记录进行动态、近实时确定地震发生区域、线区间和震中位置的方法.方法充分考虑了地震触发台站和非触发台站分布与地震波传播规律的一致性和差异性特征,提高了震中定位结果的精度.对由79个台站组成的山东虚拟测震台网2009-2010年期间记录的425次网内地震进行了快速定位,结果表明对发生在网内的地震可在要求时间内给出比较准确的震中位置,可满足预警地震速报时效性和精度的双重要求.     

全球地震早期预警研究综述

近年来地震预警技术在国际上得到迅速的发展,并有成功预警且收到减灾实效的先例.本文系统介绍了地震早期预警的方法,包括波前探测、P波应用、现地预警和区域预警;介绍了地震早期预警系统在墨西哥、日本、土耳其、中国台湾和罗马尼亚等国家和地区的应用情况.还对地震预警中目前存在的问题和挑战以及远景进行了分析.     

重大工程地震预警初步研究

现代电子技术的应用使强震仪的功能大大加强，数字强震仪和电子通讯技术的应用使得地震预警能够实现，本文介绍了地震预警的传统方法和基于现代信息技术的地震预警理论和方法，以日本的UrEDAS为例，详细介绍了基于P波单台定位，定震级的方法，对我国开展相关研究具有借鉴意义。     

线性单事件地震定位方法的改进及应用尝试

根据大震速报和快速预警实际需要,首先对Inglada线性单事件定位方法进行了适当的改进, 使其在仅有P波到时数据的情况下也能快速定位,且求解过程仅需简单迭代而不用奇异值分解; 其次, 尝试将改进后的方法从单层均匀模型引入到分层均匀模型中的近源台网定位情形,并通过单层均匀和分层均匀两种不同模型的理论实验讨论了该方法的可行性和适用范围; 最后整合了质量高且分布较好的距离2008年汶川M_S8.0地震震中最近的强震、微震, 以及川西流动台阵等观测记录资料,对汶川M_S8.0主震初始破裂点的时空参数进行了多种模型的定位实验. 结果表明, 改进后的线性单事件定位方法简单、快捷、易用,可广泛应用于近源地震定位,尤其是用于无法得到S波到时的中强以上直至巨大地震的速报、地震现场流动台网的快速定位以及地震的快速预警等.      

三维复杂速度模型中地震的快速精确定位

讨论了全局选择震源初始位置下的矩阵反演求取全局解的问题．与流行的全局优化搜寻直接定位方法相比,该反演算法是一种行之有效的定位方法,具有定位精度高、计算时间少以及对噪声数据不敏感等特点．其突出的优点是在不增加计算难度和计算时间的前提下,用矩阵反演的方法确保得到全局最小值解,可适应于地震早期预警,海啸早期预警,以及大震速报等实际工作．      

Fast and accurate earthquake location within complex medium using a hybrid globallocal inversion approach

A novel hybrid approach for earthquake location is proposed which uses a combined coarse global search and fine local inversion with a minimum search routine, plus an examination of the root mean squares (RMS) error distribution. The method exploits the advantages of network ray tracing and robust formulation of the Fréchet derivatives to simultaneously update all possible initial source parameters around most local minima (including the global minimum) in the solution space, and finally to determine the likely global solution. Several synthetic examples involving a 3-D complex velocity model and a challenging source-receiver layout are used to demonstrate the capability of the newly-developed method. This new global-local hybrid solution technique not only incorporates the significant benefits of our recently published hypocenter determination procedure for multiple earthquake parameters, but also offers the attractive features of global optimal searching in the RMS travel time error distribution. Unlike the traditional global search method, for example, the Monte Carlo approach, where millions of tests have to be done to find the final global solution, the new method only conducts a matrix inversion type local search but does it multiple times simultaneously throughout the model volume to seek a global solution. The search is aided by inspection of the RMS error distribution. Benchmark tests against two popular approaches, the direct grid search method and the oct-tree important sampling method, indicate that the hybrid global-local inversion yields comparable location accuracy and is not sensitive to modest level of noise data, but more importantly it offers two-order of magnitude speed-up in computational effort. Such an improvement, combined with high accuracy, make it a promising hypocenter determination scheme in earthquake early warning, tsunami early warning, rapid hazard assessment and emergency response after strong earthquake occurrence.     

地震预警连续定位方法研究

本文首先总结了地震预警系统中采用的一些实时定位方法,随后结合我国地震监测台网实际运行情况,提出了一套从单个台站触发开始逐渐过渡到利用前四台触发信息的完整地震预警连续定位方法.利用福建省地震监测台网记录的68个M3.0级以上地震观测记录,对本文方法的验证结果表明,对于网内地震,采用本文方法的单台定位结果误差均小于为50 km,双台定位结果误差均小于35 km,三台定位结果误差约为15 km,四台定位结果误差约为6 km;网外地震的三台、四台定位结果误差均小于30 km.推导了采用本文三、四台预警定位方法的误差公式.利用福建地区现有及"十一五"完成后的地震观测台网分别计算得到了定位误差分布图.根据误差分析结果即可对定位结果的可靠性预先做出判断,有利于提高地震预警系统运行的可靠性.     

Rapid 3-D Earthquake Location using a Hybrid Global–Local Inversion Approach

A novel hybrid approach to earthquake location is proposed which uses a combined coarse global search and fine local inversion with a minimum search routine. The method exploits the advantages of network ray tracing and robust formulation of the Fréchet derivatives to simultaneously update all sampled initial source parameters in the solution space to determine the best solution. Synthetic examples, involving a three-dimensional (3-D) complex velocity model and a challenging source–receiver layout, are used to demonstrate the advantages over direct grid search algorithms in terms of solution accuracy, computational efficiency, and sensitivity to noise. Therefore, this is a promising scheme for earthquake early warning, tsunami early warning, rapid hazard assessment, and emergency response after strong earthquake occurrence.     

地震预警信息快速发布系统研究

为了以最小的延时和最便捷的方式向公众提供最准确的地震预警信息,本文基于互联网技术,面向移动端及桌面端用户,提出了地震预警信息发布系统总体架构设计方案,对比分析了各类数据交换方式,推荐使用MQTT+JSON的数据格式作为服务端与客户端的交互方式,并利用LBS及GIS等关键技术实现了一体化地震预警信息发布系统。通过综合测试,验证了系统在实时性、可靠性等方面的优势。     

2020年7月12日唐山MS5.1地震预警处理能力分析

2020年7月12日,河北唐山发生M_S5.1地震,河北省地震预警系统成功地处理并产出了这次地震预警各种结果数据,本文借助此次地震对河北地震预警网内震中距200km范围内台站产出质量以及地震预警前5次处理结果进行详细分析。此次地震发生在河北地震预警网内,平均台间距为10km,首台触发后3s、震后6s发布首次处理结果,与编目结果相比,震级偏差为-1.3,震中位置偏差为2.6km,盲区半径为18km。随着参与定位台站数量增多,震级与位置偏差越来越小,但震级仍整体偏小。河北地震预警网台站产出质量整体较高,其中烈度台作为地震预警最重要的组成部分,是决定预警效果的关键因素。本次地震震中距200km范围内,烈度台平均信噪比为48,震中距50km范围内平均信噪比为112,符合预警系统对信噪比的要求。本次地震预警结果表明,河北地震预警网内台站布局基本合理,波形质量较高,地震预警系统处理软件在本次地震中预警产出效果较好,已经具备了一定的地震预警能力。     

日本仪器烈度计算3种方法对比

地震发生时的仪器烈度计算和震后的烈度速报对于地震预警系统以及震后救援具有重要的意义。仪器烈度计算速度的改善和计算结果的准确度对于整个预警过程都十分重要。日本仪器烈度计算方法的发展主要经过了3个阶段:1996年气象厅仪器烈度计算方法,2008年实时仪器烈度计算方法以及2013年实时仪器烈度计算方法。本文详细阐述了这3种烈度计算方法,并且采用2011年3月11日东日本9.0级地震的数据,对比分析了3种方法所得到的仪器烈度,发现2013年方法比1996年气象厅仪器烈度在计算速度上具有一定的优势;相比较于2008年的实时仪器烈度,2013年方法计算得到的实时仪器烈度更接近于1996年气象厅仪器烈度。