《地質(zhì)預(yù)警報道研究的國內(nèi)外文獻綜述》2700字

地質(zhì)預(yù)警報道研究的國內(nèi)外文獻綜述1.1地震預(yù)報預(yù)警研究現(xiàn)狀目前，地震預(yù)報研究工作以多種科學(xué)觀測為基礎(chǔ)，根據(jù)對地震發(fā)生機理與規(guī)律的科學(xué)認識，對地震發(fā)生的時間、地點和震級三要素進行預(yù)測的科學(xué)研究過程[8-10]。關(guān)于地震預(yù)報研究，最早可追溯到1960年代前蘇聯(lián)、日本等國家。1966年邢臺地震后，我國也逐步開始對地震預(yù)報和預(yù)警進行了深入研究，跟其他國家的地震探索基本同步。我國對地震監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方面在歷經(jīng)50多年的探索后取得了長足的進步，但地震預(yù)報預(yù)警工作仍然任重道遠。目前，地震預(yù)報和預(yù)警方面仍有許多挑戰(zhàn)，需要相關(guān)學(xué)者共同努力，進行長期的科學(xué)研究和積累。很多地震學(xué)家也相信，科技的快速發(fā)展會逐步降低地震預(yù)報和預(yù)警的整體難度，從而提高地震預(yù)報和預(yù)警的成功率。但在很長一段時間內(nèi)，如幾十年或幾百年里，主要采用經(jīng)驗性預(yù)報和預(yù)警，或逐漸成為一種經(jīng)驗性和物理性相結(jié)合的狀態(tài)。經(jīng)過50多年的努力，我國在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報預(yù)警方面取得了不錯的成績，初步形成了地震預(yù)報和預(yù)警體系。我國已經(jīng)在多個方面超過這些國家，例如下面兩個更具優(yōu)勢的方面：（1）我國獲得了關(guān)于大地震的大量數(shù)據(jù)，觀察了大量的前兆現(xiàn)象，積累了無數(shù)的地震預(yù)警經(jīng)驗，這是其他國家沒有的；（2）在總結(jié)預(yù)報和預(yù)警工作的基礎(chǔ)上，我國繼續(xù)研究地震預(yù)報和預(yù)警的標準、指標和方法，并制定了一套監(jiān)測地震預(yù)報和預(yù)警的地震條件的技術(shù)程序，大大促進了地震預(yù)測和早期預(yù)警。其他國家則只停留在研究領(lǐng)域，或以實驗場的形式在個別領(lǐng)域進行實驗。1.2地震前兆研究現(xiàn)狀地震其實是地球內(nèi)部應(yīng)變能積累和釋放的過程REF_Ref70282107\r\h[11]。由于某種原因?qū)е碌貧?yīng)變能的不斷積累，當(dāng)其超出地殼忍耐極限時即發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致災(zāi)難的發(fā)生。地震發(fā)生之前會有相當(dāng)一部分能量通過各種形式釋放出來，因此形成一些前兆REF_Ref70282232\r\h[12]。地殼形變（包括GPS）作為微觀前兆的主要前兆標志[13]反映了應(yīng)變能的變化，即如果在臨震前能捕捉到地殼的異常形變，及時預(yù)報，這對于減少人們生命財產(chǎn)等損失具有重要意義。地震前兆作為地震預(yù)報的重要依據(jù)，且相關(guān)震例表明，地震伴有不同數(shù)量與種類的地震前兆[14-17]。目前已有很多用監(jiān)測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析探索地震前兆的工作。Kandel等通過Keil長波監(jiān)測儀（KLM）接收到的甚低頻（VLF，3~30kHz）信號，利用終止時間進行分析，發(fā)現(xiàn)意大利地震前5-13天的終止時間出現(xiàn)了許多明顯的異常（作為前兆）REF_Ref70282332\r\h[18]。Negarestani等利用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BPNN）檢測由地震引起的氡濃度異常行為。土壤中氡氣的濃度是連續(xù)測量的，它因環(huán)境變化而變化。地震活動也會引起土壤中氡氣濃度的增加，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將其與環(huán)境引起的普通變化成功區(qū)分開來。張曉清等以地脈動觀測資料為基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)2016年1月21日門源地震前青海北州區(qū)域應(yīng)變場在震前6天左右異常升高。張燕等對昆侖山8.1級地震的震前GPS時間序列進行小波分解，發(fā)現(xiàn)大震前1到2年各站點的運動趨勢都發(fā)生異常改變REF_Ref70282551\r\h[19]。GPS連續(xù)觀測方法長期被用于地球物理學(xué)領(lǐng)域的研究中，如板塊、斷層的運動、地震破裂等，在明確地震的發(fā)生方面發(fā)揮了重要作用[20-23]。在研究地震前兆的各類數(shù)據(jù)中，GPS空間大地測量技術(shù)具有的特點有精度高、成本低、直接多尺度觀測REF_Ref70282665\r\h[24]。其時間序列解算的絕對精度可以達到毫米級REF_Ref69117051\r\h[25]，是深入探討地殼形變的優(yōu)良手段。本文擬采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測GPS時間序列的方法，獲取某地區(qū)觀測臺站監(jiān)測到的GPS時間序列，然后利用歷史無震時的GPS時間序列訓(xùn)練LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到高精度的GPS時間序列預(yù)測模型后，分別對該地區(qū)無震時和地震前一段時間的GPS時間序列進行回溯性預(yù)測。通過預(yù)測時間序列與真實時間序列的對比分析，探索可能出現(xiàn)的地震前兆異常信息，來挖掘隱藏在其中的價值，為地震預(yù)報提供依據(jù)。1.3地震震級研究現(xiàn)狀地震的發(fā)生被認為是一種隨機或高度非線性的現(xiàn)象，目前，還沒有這樣的模型能夠預(yù)測地震的確切時間、地點和震級。研究人員對地震的震級進行了各種研究，得出了各種不同的結(jié)論。著名的Gutenberg和Richter數(shù)學(xué)模型[26]。提出了地震震級和發(fā)生頻率之間的關(guān)系，這種地震概率分布模型對結(jié)構(gòu)設(shè)計是有用的。文獻[27]在加州地質(zhì)調(diào)查局(CGS)的資助下進行了研究，并提出了一個獨立于時間的模型，表明地震發(fā)生的概率遵循Poison的分布模型。文獻REF_Ref70282833\r\h[28]考慮了基于南加州地震發(fā)生不規(guī)則性的特征，并預(yù)測了未來5年里5.0級及以上的地震事件。文獻REF_Ref69116585\r\h[29]給出了伊朗地震預(yù)報模型，包括模糊邏輯與網(wǎng)格劃分、減法聚類和模糊C均值。該模型將地震預(yù)報看作一個二元分類問題，預(yù)測5.5級及以上地震。文獻[30]提出了一個長期預(yù)測模型，該模型基于對過去震級大于等于5.0的地震的外推，用于預(yù)測未來的地震事件。將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與地震數(shù)據(jù)相結(jié)合來預(yù)測地震，文獻[31]以過去的地震震級數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，利用徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的集合對中國的地震進行了預(yù)測。強震造成的傷害是不言而喻的，本文嘗試從新的角度出發(fā)，即研究強弱地震的預(yù)判，利用深度學(xué)習(xí)很強的非線性學(xué)習(xí)特征，從強震數(shù)據(jù)當(dāng)中學(xué)習(xí)震級的相似性度量，用學(xué)習(xí)到的度量去比較和匹配新的地震強弱類別，從而在到震時判定后快速給出具有破壞性強震的預(yù)判結(jié)果。參考文獻顧功旭.中國地震目錄[M].北京:科學(xué)出版社,1983.周碩愚,江在森,申重陽,等.地震預(yù)報的科學(xué)哲學(xué)與方法論探索——50年回眸與前瞻[J].大地測量與地球動力學(xué),2019,39(07):661-676.吳林斌.中國地震預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展前景綜述[J].大地測量與地球動力學(xué),2013,33(S2):123-125.四川省地震局.地震預(yù)報那些事兒-我國成功的地震預(yù)報[EB/OL]./s?id=1672732333615040107&wfr=spider&for=pc.楊天青,席楠,張翼,等.基于離散災(zāi)情信息的地震烈度分布快速判定方法研究[J].地震,2020,36(2):48-59.張曉清,袁伏全,余娜.2016年門源6.4級地震地脈動應(yīng)變前兆異常特征初步研究[J].地震研究,2016,39(S1):35-42+133.馬強,金星,李山有,等.用于地震預(yù)警的P波震相到時自動拾取[J].地球物理學(xué)報,2013,56(07):2313-2321.張國民.尹京苑.地震預(yù)報研究的發(fā)展展望[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報,2003,23(4):83-90.AllenCR.Responsibilitiesinearthquakeprediction[J].Bull.Seism.Soc.Am.,1976,66:2069-2074.KanamoriH.Earthquakeprediction:Anoverview.In:Internationalhandbookofearthquakeandengineeringseismology[C]//EditedbyLeeWHK,KanamoriH,JenningsPC.AcademicPress200381B:1205-1216.KanamoriH.Theenergyreleaseingreatearthquakes[J].Journalofgeophysicalresearch,1977,82(20):2981-2987.張燕,吳云,施順英,等.GPS時間序列揭示地震前兆的初步探索[J].大地測量與地球動力學(xué),2005(03):96-99.鄭永通.對當(dāng)前地震預(yù)報現(xiàn)狀的思考[J].山西地震,2007,4:40-42.張肇誠,羅蘭格,李海華,等.中國震例(1966—1975)[M].北京:地震出版社,1988.張肇誠,羅蘭格,李海華,等.中國震例(1976—1980)[M].北京:地震出版社,1990.張肇誠,羅蘭格,李海華,等.中國震例(1981—1985)[M].北京:地震出版社,1990.張肇誠,鄭大林,羅詠生.《中國震例》前兆資料的初步研究[J].地震,1990,10(5):9-24.KandelKP,KhadkaB,BhattaK,etal.PrecursorssignaturesoffewmajorearthquakesinItalyusingverylowfrequencysignalof45.9kHz[J].ActaGeophysica,2019:1-11.張燕,吳云,劉永啟,等.大姚6級雙震前的地震前兆特征[J].大地測量與地球動力學(xué),2004(04):74-77.BockY,AgnewDC,FangP,etal.DetectionofcrustaldeformationfromtheLandersearthquakesequenceusingcontinuousgeodeticmeasurements[J].Nature,1993,361(6410):337-340.LarsonKM,FreymuellerJT,PhilipsenS.GlobalplatevelocitiesfromtheGlo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