多尺度合成信息量在形变观测资料异常识别中的应用

经验模态分解的主要思想是把时间序列分解成一组不同尺度的、内在的、客观的固有模态函数,该函数具有调频调幅稳态性质,相当于窄带滤波结果,可获得具有频带属性信息,可满足形变信息量计算中客观的统一的预处理设想,又能兼顾各频段异常信息的多尺度提取与最大化有效挖掘的目标.     

经验模态分解法在安徽省南部地下流体分析中的应用

首次引进经验模态分解法（EMD）对安徽省南部地下流体进行分析。通过对地下流体数据的分解与重构,发现该方法能提取不同尺度的水位动态,效果较好。通过对震例的总结发现：显著地震前、后安徽省南部地下流体EMD重构结果均出现异常,且存在某些地震前兆敏感点。同时,还对地震前地下流体的变化原因进行了初步分析。     

HHT的滤波特性及在声波测井波列信号处理中的应用(英文)

阵列声波信号是典型的非线性、非平稳信号,Hilbert～Huang变换（HHT）是处理非平稳信号的一种比较新的时频分析方法。通过对信号进行经验模态分解（EMD）和对瞬时频率的求解,可以获得声波信号的时一频谱。其关键技术就是进行经验模态分解,任何非平稳的信号都可以分解为有限数目并且具有一定物理意义的固有模态函数。EMD方法可以理解为以声波信号极值特征尺度为度量的时频滤波过程。滤波器充分保留了声波信号本身的非线性和非平稳特征,在声波信号的滤波和去噪中具有很大的优势。文中介绍了HHT时频滤波的实现过程,并列举了一些声波测井波列实例,说明了该方法的有效性。     

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。     

希尔伯特-黄变换地震信号时频分析与属性提取

地震信号属于非线性和非平稳信号,传统的分析方法主要包括短时傅立叶变换、小波变换和Cohen类时频分布等等;希尔伯特-黄变换是分析非平稳信号的新方法,该方法的关键部分是信号的经验模态分解,通过经验模态分解,复杂的信号可以分解为有限的数量很少的几个固有模态函数,从而可以得到信号的希尔伯特时频谱;将该方法应用于单个的地震道数据,可以对地震道进行经验模态分解并得到希尔伯特谱,应用于地震剖面,可以得到意义更加明确的瞬时频率和瞬时振幅等地震属性,模型试算和实际应用表明了该方法的有效性.     

基于Hilbert-Huang变换和随机子空间识别的模态参数识别

基于Hilbert-Huang变换和随机子空间识别技术提出了两种土木工程结构的模态参数识别方法。方法一是基于Hilbert-Huang变换和自然激励技术,通过经验模态分解和Hilbert变换提取信号的瞬时特性,进而利用自然激励技术和模态分析的基本理论识别结构的模态参数;方法二是基于经验模态分解和随机子空间识别技术,通过经验模态分解对信号进行预处理,进而运用随机子空间识别方法处理得到的结构单阶模态响应以识别结构的模态参数。利用这两种方法,通过对一12层钢筋混凝土框架模型振动台试验测点加速度记录的处理,识别了该模型结构的模态参数。识别结果与传统的基于傅里叶变换的识别结果及有限元分析结果的对比验证了这两种方法的可行性和实用性。     

基于特征矩阵联合近似对角化和经验模态分解的储层识别

地震信号是非线性和非平稳的信号.本文提出了基于特征矩阵联合近似对角化和经验模态分解相结合的算法,将地震信号分解为多个相互独立的固有模态函数分量.然后利用已知井储层发育情况,选取对储层识别有效的IMF分量进行储层预测.仿真和实际地震数据应用表明了该方法的有效性.     

过渡内蕴模态函数对经验模态分解去噪结果的影响研究及改进算法

经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)是一种具有较大应用潜力的去噪算法.目前,该算法存在的一个较大问题是过渡内蕴模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)中混叠噪声不能有效处理.过渡内蕴模态函数中混叠噪声不易剔除,限制了该算法的应用.本文针对此问题,通过研究过渡IMF的特点,首次提出一种有效去除过渡IMF中混叠噪声的方法.该方法首先对原信号进行一次EMD处理,得到包含过渡IMF的初步去噪结果,并将其与合适的余弦信号结合,改变其包络分布,然后对其结果再次进行EMD处理,仿真实验表明该方法在保留有效信号的同时,可以有效的去除过渡IMF中混叠的噪声,并将该方法用于实际地震资料随机噪声压制,处理效果令人满意.     

F-X域复数经验模态分解去噪方法（英文）

F-X域经验模态分解去噪方法在处理非稳态地震数据时存在两个局限,一是单纯剔除第一个固有模态分量将导致有效信号缺失及去噪能力偏弱问题,二是分解复信号时对实部和虚部分别分解存在分解数目不一致的风险。本文对上述两个方面进行了改进,提出了一种新的F-X域投影法复数经验模态分解预测滤波方法,首先采用基于空间投影的复数经验模态分解将F-X域地震数据直接分解为不同的复固有模态分量,然后再对这些分量分别进行F-X域预测滤波。合成记录及实际资料测试表明,本文的新方法能更好地衰减随机噪声,更有效地保持地震信号。     

半周期半对称延拓的EMD边界处理方法的实现

环境脉动下结构非平稳输出信号处理和复杂结构模态参数的识别方法中,希尔伯特-黄变换是种有效的方法.该方法的核心是经验模态分解和希尔伯特-黄变换谱分析.针对何立志(2006)提出的半周期半对称延拓经验模态分解边界的处理方法,本文以EL Centro地震波的筛分为例,对该方法的实现进行了详细说明和具体运用,证明该方法具有一定的实用价值.     

地震前兆信息量的研究：（二）地震前兆信息量的综合数学表达式

首先介绍了罗兰格研究员关于地震前兆信息量的研究思想,他在系统地分析了地震前铛信息量所应具备的一些基本特征基础上,将这些特征进行高度概括并加以抽象化,给出了地震前兆信息量综合数学表达式。经我们对实际地震观测资料进行计算,表明该表达式不仅可将各种地震观测资料的持续异常变化统一地转化为地震前兆信息量,而且还能定量地描述异常结束后期前兆信息的延续性、从而使地震异常所展示的前兆信息更加清晰化、直观化,完整化     

Investigation into the automatic recognition of time series precursor of earthquakes

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｈｅｔｈｅｒｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｃａｎｂｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｏｒｎｏｔｉｓｓｔｉｌａｐｒｏｂｌｅｍｉｎｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｙｉｎｔｈｅｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌｃｉｒｃｌｅ．Ａｔａｎｙｒａｔｅ,ｈｏｗｅｖｅｒ,ｐｅｏｐｌ...     

新疆数字地震前兆观测网络建设

介绍建设完成后的新疆数字地震前兆观测网络的整体功能,以及各种前兆观测手段在全疆的分布情况,给出了新疆数字地震前兆观测网络整体结构,数字地震观测仪器的基本信息、前兆观测数据管理模式等。     

基于多比例尺技术的南京市地震应急数据库建设

为实现不同比例尺地震应急数据的融合与集成,在分析城市地震应急数据库功能的基础上,设计了基于多比例尺空间数据库技术的南京市地震应急数据库框架。论述了其中不同尺度基础地理信息数据的处理、转换方法,以及多比例尺基础地理信息数据的融合建库方法。接着阐述了地震应急专题数据库的设计和与多尺度基础数据的联接。最后通过开发南京市地震突发事件救灾应急平台,展示了多比例尺应急数据库在地震应急平台中的应用。     

云南地区中强地震前应变释放特征

利用云南区域台网地震目录资料,以地震应变能作为地震释放量度,基于应变释放加速模型对前兆地震序列进行非线性模拟. 结果表明: 云南地区1966—2013年发生的115例M_S≥5.0地震中,具有加速特征的有79例,占69%;具有减速特征的有28例,占24%;数据太少无法判断加减速特征的有8例,占7%. 主震为孤立型的前兆地震序列,其减速或数据少类型所占比例远大于加速型;主震为走滑型的前兆序列,其加速型序列要比主震为正断型或逆冲型序列多15%左右. 搜索半径与前兆序列持续时间呈反比关系. 对前兆地震序列模拟结果表明,主震的预测震级和时间误差为±0.3和0.5年.      

Precursory earthquakes of the 1943 eruption of Paricutin volcano, Michoacan, Mexico

Paricutin volcano is a monogenetic volcano whose birth and growth were observed by modern volcanological techniques. At the time of its birth in 1943, the seismic activity in central Mexico was mainly recorded by the Wiechert seismographs at the Tacubaya seismic station in Mexico City about 320 km east of the volcano area. In this paper we aim to find any characteristics of precursory earthquakes of the monogenetic eruption. Though there are limits in the available information, such as imprecise location of hypocenters and lack of earthquake data with magnitudes under 3.0.The available data show that the first precursory earthquake occurred on January 7, 1943, with a magnitude of 4.4. Subsequently, 21 earthquakes ranging from 3.2 to 4.5 in magnitude occurred before the outbreak of the eruption on February 20. The (S - P) durations of the precursory earthquakes do not show any systematic changes within the observational errors. The hypocenters were rather shallow and did not migrate.The precursory earthquakes had a characteristic tectonic signature, which was retained through the whole period of activity. However, the spectra of the P-waves of the Paricutin earthquakes show minor differences from those of tectonic earthquakes. This fact helped in the identification of Paricutin earthquakes. Except for the first shock, the maximum earthquake magnitudes show an increasing tendency with time towards the outbreak. The total seismic energy released by the precursory earthquakes amounted to 2 × 10¹⁹ ergs. Considering that statistically there is a threshold of cumulative seismic energy release (10^17–18ergs) by precursory earthquakes in polygenetic volcanoes erupting after long quiescence, the above cumulative energy is exceptionally large. This suggests that a monogenetic volcano may need much more energy to clear the way of magma passage to the earth surface than a polygenetic one.The magma ascent before the outbreak of Paricutin volcano is interpretable by a model of magma-filled crack formation proposed by Weertman, based on seismic data and other field observations.     

应用小波变换提取林甸5.1级地震的前兆异常信息

应用了小波变换理论,对2005年林甸地震的前兆数据进行分析,研究在不同尺度下前兆数据的细节变化。结果表明,小波变换的多尺度分析方法将前兆数据分解成若干频段,容易识别和提取原始测值中不易分辨的震前异常,提高了识别前兆数据异常的能力。     

青藏高原北部地区弱震空间图像特征与中短期地震预测方法

通过对青藏高原北部地区31次地震的研究,确定了震前地震活动图像的中短期预测指标以及中期向短期过渡的异常判据及预测方法。研究结果表明,中强地震前普遍存在地震空区、弱震条带、前兆地震或震群、地震活动增强和平静等异常图像,所表现出的异常时间存在很大的差异。具有中短期特征的弱震空区(段)和条带一般出现在震前1～3a,平均持续时间1a,在空区解体后1～6个月发生地震。大多数前兆地震或震群活动属于短临异常,一般出现在震前几天至6个月,震级差为1．0～2．3,距离震中5～60km,空间上主要集中在祁连山地震带。地震活动增强以应力集中为主,属于短期异常特征。异常图像在时间上表现为中期阶段以孕震空区、弱震条带、地震活动增强和平静等异常,异常比较显著且不同步;短临阶段出现前兆地震和地震空区停止活动而形成的临震前的相对平静。异常图像在空间上具有较明显的分区性,与区域活动构造有一定的关系。     

强震远场前兆异常在地震预报中的应用

强震不仅有近场前兆异常，而且也有远场前兆异常，后者在地震预报中可以起到三个方面的作用：（１）远场前兆异常多在震前的短临阶段准同步地出现，为短临预报提供了较丰富的信息，有助于作出短临预报；（２）远场前兆异常一般具有双重或多重前兆的性质，它们是比较可靠的前兆异常，可为预报地震提供依据；（３）远场前兆异常显示明显的地区，是应力积累较高的地区，往往是后继地震发生地方，即指出了地震可能发生的地域。因此，对远     

基于粗糙集理论的地震前兆综合预测研究

以实际震例的异常数据为样本,利用粗糙集理论的离散、约简和推理功能,对地震前兆异常属性进行约简,进而对地震震级进行推理分类.初步结果表明,该方法可以在一定程度上找到异常数据与震级之间的内在联系,是一种可行的地震前兆综合预测方法.