基于LSTM-RNN的地震前兆数据异常检测新方法（英文）

研究地震前兆数据的异常变化是地震短临预测的基础,本文提出一种地震前兆数据的异常智能检测新方法,利用长短期记忆单元的递归神经网络(LSTMRNN)构建数据趋势变化预测模型,通过模型预测的误差来提取数据的异常变化。该方法不需要对原始数据进行预处理,也不需要对异常数据判断的经验积累,适用于各类不同长度的地震前兆数据异常检测。通过使用三类真实的前兆观测数据的进行方法检验,将机器检测结果与人工识别结果进行对比分析,试验结果表明,基于LSTM-RNN的异常检测方法能够准确识别各类异常,可以代替人工用于地震前兆数据的异常检测。     

多项地震前兆观测数据的综合参数

根据中强地震前前兆观测资料的异常特征和各种前兆异常可信度的差异,考虑到单项观测数据和多项观测数据的相互联系,提出了用综合参数S描述多项前兆观测数据整体变化。结果表明,与单项前兆观测数据比较,综合参数S有变化平稳、震前异常反应明显等优点,可以作为地震预报实践中识别前兆异常的方法之一。     

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。     

东营凹陷陡坡带油井前兆异常及其动力学成因讨论

分析了东营凹陷陡坡带断裂体系 ,研究了东营凹陷陡坡带油井前兆异常与地震活动的关系 ,探讨了油井前兆异常的动力学成因。孕震过程是应力场变化和调整的过程 ,应力场变化导致孔隙压力变化 ,使得油井产生前兆异常。特定的地质环境是油井前兆异常的基础 ,应力转化为孔隙压力是油井前兆异常的前提。油井前兆异常是正异常还是负异常 ,取决于油井所处的地质环境在孕震过程中地应力是增加还是减小 ,前兆异常幅度取决于孔隙压力的变化幅度     

甘东南4井水温资料在汶川M_S8.0地震前后的异常变化特征分析

较为系统地分析了甘东南成县、樊坝、清水温泉、两水4口水温井自2007年以来的水温观测数据,发现在2008年5月12日汶川MS8.0地震前后4口水温井资料都出现了不同程度的前兆异常变化,但前兆异常信息大部分淹没在趋势上升的背景中。为了更好地提取前兆异常信息,文中采用了流体资料处理时常用的差分法、变差率法、从属函数法、趋势速率法等前兆异常信息提取方法,对数据进行了处理,并分析了4井水温前兆异常变化特征。     

蒙城地电阻率数据异常变化的应对措施

当地震前兆观测数据出现异常变化,特别是电阻率出现下降变化(范莹莹,2010)时,及时进行相应的检查、巡视和数据分析,是前兆异常核实工作的重要内容.针对此次数据变化,我们通过一系列的检查工作,初步排除观测系统、观测环境等因素.同时指出,本次数据变化时间短、幅度较小,目前尚无充分证据证明该变化属于震兆异常.     

新疆3次6级强震前的短期前兆异常

分析了新疆3次6级强震前的短期前兆异常动态演化图像特征。这3次地震前兆异常的共性是地震前半年都出现了不同程度的短期前兆异常变化,且在震前2个月,短期异常均超过8项。但是3次6级强震发生前前半年的短期前兆异常变化不一致,有向震中迁移的,有包围震中的,还有前兆异常逐渐减少的。这些前兆异常现象同通常认为的越临近地震前兆异常数目越多是不一致的。     

昆明地震台形变观测资料降雨干扰

云南省地震频发,形变观测短临数据跟踪对地震工作具有较明显的指示意义。降雨干扰对形变观测多为缓慢变化影响,这些变化隐藏在众多地震前兆异常中,影响地震观测数据的使用。本文通过对昆明地震台历年降雨及形变观测数据的分析,总结降雨干扰规律,以便准确提取并有效识别地震前兆异常。     

前兆异常判定工作探讨

前兆观测数据的异常判定和落实是地震分析预报和地震科学研究的一项重要基础工作.前兆异常判定需根据观测对象的物理化学性质、观测仪器工作原理和观测数据正常变化动态背景,对观测环境、观测场地、观测设施和观测仪器等各个环节进行综合分析,排除各种干扰因素的影响.     

地下流体前兆模糊识别

在地震的孕育、发生到发展的过程中，可能会出现多项地下流体观测量不同程度的前兆异常变化，这些异常变化是复杂多样、模糊不清的。引入模糊识别法对一定区域和一定时间段的地下流体观测数据进行了分析和处理，表明模糊识别法可较好地识别和分辨出地下流体前兆的地震异常。     

2020年1月16日库车MS5.6地震前兆异常初步分析

利用常用的形态分析法,研究2020年1月16日库车M_S5.6地震的前兆异常变化特征。结果显示：地震发生前,震中250 km范围内共6套观测仪器出现了7项前兆异常变化,其中背景异常2项,中短期异常5项,背景异常特征主要表现为震前数据发生趋势转折变化,中短期异常特征主要表现为数据年变幅度的改变、倾斜方向改变和速率的快速变化等。最后,对异常的时间进程和空间分布特征进行分析,异常项主要位于震中距为225 km的库尔勒地震台,对应中短期异常数量在2019年12月以后达到峰值5项,地震发生在异常结束后的阶段。通过对库车M_S5.6地震震前前兆异常特征进行分析,以便为该区域未来的地震预测提供一定的科学依据。     

昆明地震台水管倾斜仪异常核实

通过对昆明地震台水管倾斜仪多起前兆异常变化进行观测环境和观测系统现场调查核实,结合异常变化特征,分析其可能的干扰因素,发现引起此次异常变化的是环境干扰和仪器本体,排除地震前兆异常的可能。     

辽宁省海城M4.4地震地磁异常ΔF的观测与分析

利用2017年度辽宁省流动地磁测区40个地磁观测点所得的流动地磁总场数据,结合2017年12月19日辽宁海城M4.4地震发生前后流动地磁监测结果,分析地磁场出现的邻期差值局部异常特征,在研究地磁时序变化和地磁前兆异常后,认定该区域地磁场总强度的异常是海城M4.4地震的前兆异常,得到了该地震与地磁场异常活动的关联。     

江苏地电阻率预测指标研究

结合地电阻率的前兆机理和实际观测结果,给出构造活动作用下地电阻率的两类前兆异常变化:一是与观测场地周围应力场变化相关的长趋势变化;二是与震源岩石裂隙破裂相关的大幅下降变化。针对地电阻率的两类前兆异常变化,以江苏5个地电阻率场地的历史观测数据为例,采用一年窗长的归一化速率进行分析,提出将归一化速率值的二倍方差作为地电阻率的异常指标,并对预测指标进行R值检验,得到R=0.513,对应R0=0. 277,R/R0=1. 9,预测结果较理想。     

奉节钻孔应变前兆异常机理分析——区域应力场应力传递的结果

奉节钻孔应变前兆异常对应震例较远，前兆异常机理不明确。结合其他观测数据和历史背景资料，对比分析该异常的可信度及观测物理意义，并进一步利用有限元模拟方法分析其前兆异常机理。结果显示：奉节钻孔应变的趋势变化与附近的其他观测资料较吻合，能记录到区域应力场的变化信息。数值模拟分析认为该台位于扬子地台四川台坳东缘，扬子地台基底较硬，具有很好的应力传递性；地台边缘岩性破碎较软，受力易变形，对块体另一端的应力较敏感。因此，奉节钻孔应变趋势异常变化是区域应力场应力传递的结果。     

龙陵地震前兆异常特征及其前兆场理论的初探

本文通过对龙陵地震前兆异常资料的综合分析,提出了龙陵前兆异常的时间、空间、强度变化的基本特征;从前兆异常是直接反映震源孕育与变化过程的观点出发,提出了解释异常特征的前兆场扩展模式;最后,对该模式在预报中的可能应用,谈到了一点设想。     

地震前地下流体前兆异常特征的研究

针对鲁甸6.5级地震、唐山4.0级地震前地下流体异常现象,结合异常时段地下流体观测数据,对震前地下流体异常现象及指标进行总结分析。研究表明,鲁甸地震前及唐山地震前地下流体长期与中期异常特征均主要出现在距离震中心500 km范围内。地下流体震前异常特征现象观测的目的是判断地震危险区高密度观测特征,对地震高发区的中短期异常指标仅进行中短期分析。地震区域应力叠加导致地震前兆现象的开启,引起断裂带裂隙,地下水温度和地下深部气体异常变化,水岩变化使得地下流体混合前兆增强。在地震前兆观测范围内,获取地下流体异常指标变化可以为震前预测提供数据支持,推动地震预测理论的发展。     

形变观测数据的多异常形态统一识别

地震前兆数据中的形变观测数据变化复杂,地球物理场变化和环境干扰等信息识别与剔除是与地震相关现象分析的关键.传统的信号识别主要采用回归分析、经验模态分解、频域信号分解等方法,但它们难以统一识别高幅值变化(尖峰、阶跃)与高频变化波形.本文利用信息熵参与形变时序数据的自动化分段构造子序列,一定程度上避免了这两种波形被分割的弊端,然后以统计描述方式表达子序列,最后利用角度异常因子(Angle-Based Outlier Factor,ABOF)和局部异常因子(Local Outlier Factor,LOF)构建对数函数定义离群点,以解决统一识别高幅度变化与高频率变化的问题.实验表明,对于特征向量维度变化的情况,LOF-ABOF算法的计算效率呈线性变化关系;在特征表达策略改变的情况下,该算法对高幅值变化和高频变化的异常识别效果良好.本文所提供方法可以检测出高幅值变化与高频率变化的异常形态,为地震前兆数据中形变观测数据"前兆信号"的识别提供指导与参考,为深入认识地震现象及其产生机理奠定基础.     

2013年仙游M_S4.8地震福建水化学前兆异常

2013年9月4日福建仙游(25.6°N,118.8°E)发生MS4.8地震,福建水化学台网震前有多项前兆数据出现异常变化,异常测项随着临震而增加,异常集中出现在6—9月;水化学异常大多表现为中期异常,其次为短期、短临异常。其中,氟离子高值异常显著,异常井多,时间长;在时间进程上,有些前兆异常具有明显的层次性和阶段性;在异常形态上,多井异常形态变化显示一致性和不一致性,个体与群体异常形态变化显示差异性。     

山东地震前兆台网地下流体数据跟踪分析

介绍了山东省地震前兆台网地下流体学科数据跟踪分析工作概况,从观测系统、自然环境、场地环境、人为干扰、地球物理事件、不明原因等方面分析了2015年1月至2017年6月跟踪到的非正常变化事件。通过数据跟踪分析,查明了山东区域前兆台网流体学科观测运行的制约因素,提出了合理化建议,以提高观测数据质量。并对荣成鲁32井水温观测数据出现的典型非正常变化事件进行了跟踪分析,判定其为地震前兆异常。