数理统计基础知识(三)——正态分布

由同一测试人员用同一测试设备在短时间内对某一物理量进行多次重复观测时,人们发现:虽然某一次观测的结果得什么值是偶然的,但观测次数足够多时,观测数据的分布情况呈现一定的规律性。例如,对某一物理量作了100次重复观测,得数据如下:0.12、     

磁情指数K、磁暴与地震相关性统计分析

在收集整理全球大震数据目录资料的基础上,利用贵阳地磁台地磁报告分析资料和FHD数字化磁力仪记录资料绘制图,统计分析了磁情指数K、磁暴与地震的关系,认为K指数〈5时,磁暴次数少,地震多;反之,K指数≥5时,磁暴次数多,地震发生的次数少。根据有关专家研究统计对比模拟记录与数字化记录,两种仪器的观测记录资料基本一致。     

对于几种绝对值观测仪器在北京地磁台同期观测结果的对比分析

一、概述在1983—1986年的4年中,国家地震局地球物理研究所九室用丹麦新型 QHM_(?)和日本产PPM 与 GST 配套,在北京地磁台每月2—4次作了长期对比观测。1985年以前的初步结果已于1986年的报告中提出。其中主要分析了各仪器在观测数据中的偶然误差,以均方差形式表之,结果为 QHM_(?)所得的 H 基线值 H_B~Q 中的(?)H_B~Q=±1nT;GSI 与 PPM 配套而得的 Z 基线值 Z_B~G 中的δZ_B~G     

怀4井气体取样对水位观测干扰的解决措施

怀4井水位观测一直存在取气样所造成的干扰,其表现为水位分钟值曲线每天出现有规律的向上脉冲式突跳且持续时间较长,这使得数据连续率及完整率降低。为改变怀4井长期存在的取气样影响水位观测的现状,减少水位观测数据突跳次数,提高观测质量精度,针对取气样方式进行改进,采用球胆排水真空脱气法进行溶解气样品的采集与脱气,避开直接在泄流口采样时的压力效应,从而解决了水位观测中遇到的实际问题。     

长短时记忆神经网络在地电场数据处理中的应用

作为深度学习方法的一种,长短时记忆神经网络(LSTM)是一种信号处理的重要方法.本文基于实际观测地电场数据来合成训练集,对特定结构的长短时记忆神经网络进行训练,将训练所得网络对测试集数据进行测试后,将网络应用至实际观测数据.结果显示,经过训练的网络很好地学到了训练集样本的特征,对测试集数据的信噪比压制了约20 dB,并过滤了人为添加的特定频率的干扰成分,对实际观测数据处理后得到明显的日变、半日变以及半月变、月变、半年变、年变等潮汐响应,表明长短时记忆神经网络可以有效应用于地电场数据处理研究.     

基于决策树算法的水位观测干扰识别模型

为提高地下水位观测数据中干扰事件的识别效率,利用决策树算法对宝坻等5个台站近5年的水位观测数据进行样本训练和数据验证。结果表明,决策树算法对观测系统干扰和场地环境干扰事件的分类准确率在80%以上。在大量准确的训练样本基础上,决策树算法对于各种水位干扰事件具有良好的识别效果。     

前兆手段的分类及异常识别

1　前兆观测手段的分类及预处理笔者在20多年的监测预报实践中发现,如果把前兆观测手段按图1所示的逻辑框图进行以下三种类型的分类。即有正常年变,无年变、数据较随机、离散,无年变、零漂较大等,则可以用最简单明了的分析方法对其采用不同的数字模型加以处理,达到消除年变,偶然误差,零漂等干扰,提取趋势异常,突出短临信息的目的。(1)有年变规律的手段。这类观测项目主要有连续自记的水位、部分定点形变手段、地磁、地电等。对这类观测手段,经反复筛选和试验,认为采用相关距平方法进行处理效果较好。其相关距平分析的数学模式为(中国科学院…     

基于等效介质理论分析川中低孔砂岩的骨架结构分析(英文)

川中广安地区的致密含气砂岩储层具有分布广,丰度低的特点。采自该地区的砂岩样本孔隙度普遍偏低,孔隙连通性差。本文采用Mori-Tanaka模型分析致密砂岩样本的波速观测数据,基于理论与实验分析,给出了该地区砂岩骨架的物理模型。通过经验关系获取基质模量,将实验数据与Mori-Tanaka模型在不同孔隙形态时的预测值进行对比,结果显示实验数据与低纵横比的软孔模型比较接近。综合考虑基质模量和孔隙形态变化的影响,分析表明在矿物成分变化不大的情况下,样本的等效孔隙纵横比随孔隙度增加有上升的趋势。     

高精度氢实验台网观测数据浅析

断裂带H2浓度变化与断裂活动、地震发生的短临阶段有密切关系。在川滇菱形块体东边界安宁河断裂带和则木河断裂带选取典型构造位置,建设断层逸出氢气连续观测固定点5个,定点流动观测点12个,组成实验观测台网。在连续观测固定点开展高精度氢气浓度、气温、气压同机观测,同时观测同深度地温,进行高精度氢地震观测示范研究。本文主要以5个连续观测固定点2017年的观测数据为样本,结合流动观测数据,分析总结实验台网观测数据变化的日动态、月动态和年动态特征,浅析氢气浓度数据变化与地温、气温、气压的关系。     

温泉水氡测报地震排除干扰初探

一、问题的提出目前国内外开展用水中氧含量的变化来预报地震,同其它手段一样,首先的工作是判断出异常形态的存在,尔后进行数据处理,异常形态有两种:一是趋势性的;二是临震性的.无论何种异常均有共同特点,即在观测曲线上都有较大的起伏,在数量上观测值均大于一定的特征值.曲线若出现与基线有较大偏离时,在排除了系统或非系统干扰及偶然误差后,可认为是反映了地震信息.     

分段回归在剔除精河、库尔勒水平摆气象因素影响的探索

以精河、库尔勒水平摆观测数据为因变量,以地温、气温、气压为自变量进行分段回归分析,结果如下:(1)地温和气温是影响精河、库尔勒水平摆观测数据年频段信息的主要因素,它们之间具有准线性关系;(2)去掉趋势后,观测数据与地温、气温、气压之间的线性相关性明显增强,说明观测数据的趋势转折变化不是气象因素造成的,可能是观测区域的构造应力变化所致;(3)研究表明分段回归是全样本回归分析方法的一种改进,是降低时间序列数据处理难度的有效方法。     

川主寺和虾拉沱定点短水准测量往返测闭合差的概率统计分析

本文利用概率统计方法，对川主寺和虾拉沱两个短水准测量场地长期观测所得之往返测闭合差进行分析，进一步了解这两个场地系统误差和偶然误差出现的状况，从而提出改进观测方法，并对精度评定提出了新的意见。     

基于数据的前兆仪器分辨力检测方法研究

仪器的分辨力是能否记录到包括地震前兆在内的环境变化异常的关键。目前实测的仪器分辨力能否满足有效捕捉地震前兆微观信息还有待验证。文章以观测数据短期变化能否有效区分长时间环境变化为判断依据,设计一种根据观测小时段数据变化来估算仪器相对分辨力的新方法。根据地温短期受环境影响变化微小的特点,选取全国595个地温测点近10年数据分3类仪器和3个测项为例进行计算,用等距抽样的方式抽取大量的小时段数据作为研究样本。用间距一定时间的两个样本均值差描述环境变化,并以此通过两次聚类分别排除各测点组内和组间的环境变化异常样本。计算正常测点中的正常样本标准差来描述仪器的分辨力。实验结果表明,各类地温仪器分辨力与各自实际性能比较吻合,只有少部分测点的相对分辨力无法满足观测要求。     

基于深度神经网络的地磁观测数据高压直流输电干扰事件识别

随着越来越多高压直流输电线路的投入运行,地磁观测数据质量受到了严重影响.现有以人工或半人工方法识别高压直流输电干扰事件的工作量也随着受干扰范围的不断扩大和地磁观测仪器的增多而成倍增加.为了高效、准确地识别地磁观测数据中的高压直流干扰事件,本文基于卷积神经网络和长短期记忆神经网络,提出了一种高压直流输电干扰事件自动识别深度学习模型.利用2012年1月1日至2014年12月31日地磁台站原始观测数据,结合专家标注的持续时间在2 h内的高压直流输电干扰事件记录,制作高压直流输电干扰样本34360条,正常样本34360条.模型在训练集上的准确率达到了94.12%,验证集上的准确率达到了92.94%,测试集上的准确率达到了92.86%.初步研究表明深度学习方法在识别地磁观测数据中的高压直流输电干扰事件中具有较高的准确率,为下一步自动识别地磁观测数据中的车辆干扰、基建工程干扰、轻轨干扰等其他干扰事件提供了一种新的思路.     

四川前兆钻孔应变观测数据质量影响因素分析

钻孔应变观测的目的是为地震预测及地震科学研究提供高质量的观测数据,台站钻孔应变观测受到不同外界因素干扰时,观测数据的完整率和观测数据内精度也会不同程度地受到影响,对各种干扰因素的认识、分析、排除,是提高观测数据质量最好、也是最有效的途径。     

天文测时测纬的一种短时间异常与台站附近强震的对应关系

本文具体处理了自1966年以来,周围曾经发生过强震的北京,天津,东京（日本）,水泽（日本）及贝尔格莱德（南斯拉夫）等五个台站的测时测纬数据的残差,发现大震前的三、五个月内测时残差均出现一对符号相反的异常,而测纬残差则是一个孤立的单峰.这种震前的异常特征在无震的年份和无强震台站的资料（为了对比,又选了世界上观测稳定、质量较好的六架照相天顶筒,三架天顶仪和两架等高仪的资料）中极为罕见.对比关系较为密切,难于用偶然误差和其它影响来解释.各地测时与测纬残差异常特征的差异可能系地质构造不同所致.上述结论对进一步探讨地球自转的不均匀性的原因,提高时纬观测精度,揭示地下物质的运动形式及震源机制的本质等方面提供了新的线索和依据.     

曲线拟合法在地电场资料处理中的应用

地电场和电阻率同场地观测时，电阻率观测会干扰地电场的观测数据发生大幅度变化。本主要探讨通过曲线拟合的方法消除这种干扰及其它随机干扰，并给出了对实际观测数据处理的结果。     

ZH-1卫星LAP数据校正及与Swarm B数据差异分析

针对ZH-1卫星朗缪尔探针(LAP)原位电子密度观测数据远小于其他系统观测数据的问题,本文利用COSMIC及COSMIC 2在中纬度地区的掩星数据,得到对LAP数据的校正关系,并进一步利用与ZH-1具有相似飞行高度的Swarm B卫星全球等离子观测数据对校正后的LAP数据进行检验,以评估校正结果的准确性和可靠性.检验结果认为:(1)校正后的LAP数据与Swarm B数据基本一致,两者在中纬度地区符合较好,在赤道地区仍有明显偏差.(2)这一偏差与观测数据值的大小有关,在较小观测值时两者符合较好,较大观测值时差异变大,可能与两个卫星载荷的不同动态响应特性有关.(3)经过线性校正的LAP数据不会改变相对变化关系,但拓展了数据的应用场合.     

常熟地震台DSQ水管倾斜仪干扰分析

对常熟地震台DSQ水管倾斜仪3年多的资料进行初步分析,雷电降雨、气温突变、气压变化会使观测数据发生畸变,雷电干扰时观测数据产生台阶、脉冲,甚至仪器故障、水管换水会使观测数据产生较大幅度漂移,伸缩仪标定时的检修也会对水管仪产生干扰,停电后恢复供电会使数据产生漂移现象.     

数字化地磁数据的空间相关分析

以FHD磁力仪观测数据作空间相关分析,采用不同整点值的相关、不同时间段的均值相关、分钟值数据的直接相关和不同台站观测数据存在的相位差等方面的分析处理,发现每日整点值的相关系数最高的时间段为09时至15时之间,其他时间段相关系数都相对较低,但就地震预报而言,最合适的时间段为23时～05时,而不是采用21时的数据;用分钟值作相关处理,可以更加突出异常的连续性和演化性特征,异常时间段能够更加清晰;另外,利用分钟值能对不同台站间的观测结果进行较好的相位校正。结果表明：随着地磁观测数字化的普及,数据信息量的大幅增加,我们应该采用更加灵活与合理的方法处理数据资料。