分形理论在地震学中的应用研究

分形理论是现代非线性科学中一个非常重要的研究领域,它的思想和方法已经渗透到自然科学的各个领域.在过去的二三十年间,分形科学已经有了很大的发展.它在数学、物理学、材料学、地质勘探、股票预测以及计算机和信息科学等各个自然科学领域,都得到了广泛的应用,同时也给地震学的发展注入了巨大的活力.本文首先简要回顾了分形理论的发展历程,然后就其在地震学各领域的应用进行了概括阐述,最后给出了分形理论在地震学中应用前景的展望.     

当前反射地震学研究中的问题浅析

反射地震学作为地震学应用于国民经济建设的分支学科取得了巨大的成功。它在矿产资源勘探、工程建设与环境、自然灾害预测等各种领域发挥了不可替代的作用，特别是在能源开发中功不可殁。另一方面，反射地震学在广泛的工业应用中全面地完善和发展了地震学的理论、方法和技术。时至今日，反射地震学的发展已经从经典理论方法的研究走向更加与客观介质密切相关的深层次研究新阶段，这些问题是，反射地震学从单纯的构造研究走向地层岩性研究，与此有关的是从偏移构造成像步入层析成像、利用单波单分量数据转向应用多波多分量数据、假设地层为固体弹性介质转向双相孔隙介质、各向同性研究转向各向异性研究以及经典的一些方法技术与现代新技术同时使用等。本文对这些方面的研究现状进行概要的分析。     

基于尺度变换随机共振的瞬变电磁弱信号检测

晚期瞬变电磁信号是大参数、多频率、且各频率分量未知的电磁信号,特别在晚期还是强噪声背景下的微弱信号.随机共振系统可以在极限信噪比的情况下提取微弱信号,但仅适用于小参数、单一频率或频率已知的高频信号的情况.为此,本文提出一种基于尺度变换的随机共振算法用于检测晚期瞬变电磁信号,该方法充分利用了随机共振检测弱信号的优势,通过引入尺度变换,消除了随机共振系统对待测信号频率的限制,在绝热近似理论下,实现了从强噪声中提取出微弱晚期瞬变电磁目标信号.理论分析和仿真结果表明:对埋在强噪声中的未知频率的晚期瞬变电磁信号,采用连续的压缩算法,以获得一个适当的输入信号到随机共振体系,根据输出信号共振谐振峰的变化,经反变换运算可得待测弱晚期瞬变电磁信号的各个未知频率,各个频率的叠加即可还原晚期瞬变电磁信号.与传统方法相比,本方法数据采集量和采集时间都减小到原来的几十分之一,能在极限信噪比(信噪比-50 dB)下,提取出目标信号,为获得深层目标信号提供了可能,从而提高了瞬变电磁探测仪器的探测深度和探测精度.     

机器学习在地震学中的应用进展

理解并预测多尺度、高维度和非线性的地震学现象是一个极具挑战性的科学任务.与日俱增的海量观测数据降低了信息收集和信息解读之间的耦合程度,增加了信息解读的抽象性和不确定性.然而,伴随大数据一同来临的还有人工智能计算机技术——机器学习.机器学习突出的隐式关系提取和复杂任务处理能力推动着研究学者们不断将机器学习的应用推向更广阔的领域.本文介绍了地震学中常用的机器学习算法及其应用范围,讨论了人工智能与地震数据相结合的发展方向.     

分形与混沌理论在地震学中的应用与探讨

分形与混沌理论的研究与发展，揭示了自然界中一大类无规几何形体物理过程的内在规律性及其动力演化过程的内在随机性。这给我们探索自然界中分形客体的几何形态及其与内部物理本质的关系提供了一条暂新的途径。特别是这一理论给我们探讨地震问题，例如：探讨地震活动时空分布的确定性图像、地震演化过程的动力学行为、临界特征以及未来大地震的发生等问题，带来了某些希望。本文较详细地综述了近年来分形与混沌理论在地震学中的应用研究。全文共分５部分。第１部分是孕震过程的一般概述。第２部分描述单分形与多分形在地震学中的某些应用．文中第３部分介绍了混沌动力学中的某些研究在测震学与模型中的应用。第４部分综述了自组织临界现象和闪变噪声的研究．最后，第５部分是分形理论与混沌动力学在地球科学中的应用前景与展望．     

重视地震学应用基础研究

在中国地震局现有的科研体系中,一个近年来愈加显著的弱项是基础研究和应用研究之间的应用基础研究。随着地震观测系统的技术含量不断提高,这一问题愈加明显,并已开始影响防震减灾事业的发展。重视地震学应用基础研究需要有对相关研究机构和研究人员的合适的评价标准,这一标准在原理上与SCI类似,但在形式上应有所不同。     

图象识别方法在工程地震学中的应用

本文讨论图象识别方法在工程地震学中应用的现状及前景。首先简略介绍算法的基本原理及对算法的改进,然后作为新研究成果的介绍论述了图象识别方法在确定潜在震源区、砂土液化势方面的应用以及用C-拓扑模糊决策分类系统——一种新的动态分类系统去估计潜在震源区随时间变化发震能力——地震势的方法     

军事应用地震学研究

介绍了美国若干军事设施遭受地震破坏的情况，并提出开展军事应用地震学研究的建议。     

中国数字地震台网的数据在中国地震学研究中的应用

中国大陆邻近印度、欧亚和太平洋板块的边缘，其特点在于具有复杂的地壳构造和高地震活动性。中美合中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）运行１０年来，在中国地震学研究中发挥了有效的作用。ＣＤＳＮ作为ＩＲＩＳ全球地震台网的参与伙伴，为全球地震学研究作出了贡献。本文概述了ＣＤＳＮ数据在中国地震学研究中的应用。     

地震学方法在滑坡体结构及破裂过程的应用研究进展

地震学是利用地震波的传播特性来研究内部结构及震动源的一门学科,在获取滑坡体物性参数、监测其变化,以及探测滑坡发育过程中的变形和微破裂等信息具有天然的优势,这些信息对于滑坡的监测、治理、以及预警至关重要.本文调研了国内外近年来地震学手段在滑坡监测中的应用,分为滑坡体结构研究、滑坡发育过程中滑坡震研究以及滑坡启动后的动态过程研究三部分,主要概括了其原理及结论.调研结果表明,结合密集台阵长时间观测,地震学方法可以有效地获取滑坡体三维结构,局部及内部的变形、破裂情况,以及滑坡发生后的动力学过程.滑坡物性参数变化和滑坡震活动性异常等可能是滑坡灾害发生前的前兆信号,能被地震学手段获取.     

神经网络在地震学方法综合预报中的应用

将BP神经网络用于地震中期预报．使用一些常用的地震学指标作为神经网络的输入,而将BP神经网络的输出作为表征地震活动增强的特征参数W0,并将其用于华北地区进行空间扫描．结果表明,中强地震前1～3年,未来震中周围通常开始都出现明显的W0值中期异常区．本方法具有很好的中期预报效果．      

点过程模型统计方法在地震学中的应用

引言地震目录大部分由多震国家地震部门定期出版。目录中给出每一个地震的震中、震源深度、发震时刻和震级大小。这种来自震源区内部的记录反映出地震时间序列是极其复杂的。地震月频次的大幅波动变化、     

地动仪研究中的五个地震学基本概念

地动仪的研究涉及历史和科学的统一。古籍文字的主要部分是对测震现象的描述,研究的学术观点和模型尽可不同,但地震学基本概念和原则是需要遵循和坚持的,方能正确把握和解读史料。针对一些专业认识上的误解,本文以地震学的基本概念和学科发展史实为依据作了必要的澄清和纠正,诸如地动仪的反应方向、对地震和非地震的不同反应、陇西地震的量化分析、地震学的实验检验、在地震科学史上的作用等。还对个别的脱离实际却被媒体高调宣传的模型实验,指出了其原则性失误。地动仪研究的重点并不局限于重建一个模型,更要探寻古人如何发现和利用了自然规律,学习和掌握地震学的基本知识。     

用随机共振理论解释地震孕育过程与地震发生现象中的一个显著特征

地震孕震体是一个非线性双稳整系统,具备发生随机共振的条件。而地震的孕震过程与发生现为有量输入和大功率的能量输出。本用随机共振理论,解释了这一特征。     

人工神经网络方法及其在工程地震中的应用研究

人工神经网络是在生物神经网络基础上抽象出来的一种教学模型 ,在其输入输出之间可以建立函数映射关系 ,以此完成映射计算或模式分类 ,其关键的一点是映射关系的建立是通过学习来完成的。由于它具有这样的智能特征 ,因而可以用来解决某些其它方法难于解决的问题。本论文回顾和分析了人工神经网络模型与方法及其在地震学科领域中的应用研究 ,并在分析和实验计算的基础上 ,对经典模型和算法的实现提出了多方面的优化和改进措施 ;此外 ,本论文提出了广义 Hamming网络模型 ,并设计和实现了该模型的算法 ;文中还建立了高阶前馈与函数扩展神经网…