基于多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的地震異常檢測與分析研究
發(fā)布時間：2021-01-12 09:49
地震是突發(fā)性自然災(zāi)害,其破壞性大,危害嚴重。本世紀以來全球地震頻發(fā),尤其是中強地震,給人類造成了巨大災(zāi)難和損失。地震預(yù)測和地震活動的監(jiān)測與預(yù)警一直是地震學(xué)研究的主要問題之一。隨著遙感技術(shù)和數(shù)據(jù)同化技術(shù)的發(fā)展,海量的遙感數(shù)據(jù)和多源同化資料為地震活動監(jiān)測研究提供了長期、時空連續(xù)的地表、大氣和電離層參量,同時也為地震異常監(jiān)測與預(yù)警提供了更多的參考和依據(jù)。本文基于地震“巖石圈-地表-大氣圈”耦合模型,以2010年2月27日智利地震為例,利用衛(wèi)星和多源觀測數(shù)據(jù)同化資料,結(jié)合地表和電離層的多個參量（地表潛熱通量（SLHF）、表面溫度（SKT）、電、磁參量等）,采用不同的數(shù)據(jù)處理方法對地震前、后參量異常信息進行了檢測和分析。研究嘗試將一維連續(xù)小波變換（CWT）方法應(yīng)用于地表潛熱通量時間序列信號的異常檢測,與標準偏差法對比,驗證該方法的有效性,并分析了不同尺度、頻率的SLHF異常特征。本文首次將小波多尺度分解、固定窗口的滑動相關(guān)分析法（SCA）應(yīng)用于地震電、磁參量的異常提取,并結(jié)合時頻分析和CWT變換方法,研究地震電、磁不同參量異常在時間、頻率和尺度上的分布,以及參量間的相關(guān)性變化。此外,為去除太陽活...
【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
太陽活動與地球磁場
Ez 的波譜參量。其中地表潛熱通量來自美國環(huán)境預(yù)報中心（NCEP, National CEnvironment Prediction）和美國國家大氣研究中心（NCAR, National CentosphereResearch）再分析數(shù)據(jù)[43]。電離層電、磁參量數(shù)據(jù)由法國 DEMETER（Detlectromagnetic Emission Transmitted from Earthquake Region）衛(wèi)星提供[44-46]，該射為地震電磁異常信息探測和地震-電磁異常耦合機制研究提供了寶貴的資料預(yù)處理過程中主要利用 IDL、C#語言編寫數(shù)據(jù)處理程序和界面，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、分類和成圖工作的處理。 地表潛熱通量與表面溫度數(shù)據(jù)地表潛熱通量（SLHF, SurfaceLatentHeatFlux），反映了地表系統(tǒng)與大氣之間的，它主要描述的是由于水的相變（凝結(jié)、蒸發(fā)、融化）所吸收或釋放的熱量。通量與地表下墊面類型、相對濕度、相對氣壓有很強的相關(guān)性，在水域或相對大的地方其值較高，在陸地或相對濕度小干旱的區(qū)域其值相對較小。表面溫度（
圖 3-2 利用 Panoply 軟件顯示全球地表潛熱通量日均值Fig3-2 Earth Mean Daily Skin Temperature in Panoply Software美國環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）和美國國家大氣研究中心（NCAR）主要結(jié)合遙感規(guī)觀測手段，利用數(shù)據(jù)同化技術(shù)對地表、大氣和海洋等探測數(shù)據(jù)同化處理，獲相關(guān)的再分析資料數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)基于全球譜模式（GSM,Global Spectral Mode空間分為 194×94 個格點，橫向分辨率為 1.875°，縱向分辨率為 1.458°，時分為 6 小時和 24 小時兩種。通�？捎� COLA 發(fā)展的自由軟件 GrADS 或 PM可視化自由軟件 FERRET 以及 RSI 提供的商用軟件包 IDL 進行操作處理[47]，料包括等壓面資料、地面資料和通量資料等，根據(jù)變量名逐年生成獨立文件。地表潛熱通量屬于地表通量數(shù)據(jù)集，本研究選擇的是每日均值數(shù)據(jù)，單位為 W/P/NCAR 數(shù)據(jù)中心提供的原始數(shù)據(jù)為 NetCDF（NetwareCommonDataForm）格名為“.nc”，每個文件包括一年 365 天的數(shù)據(jù)，即 365 層。在處理數(shù)據(jù)時，利用編程，根據(jù)源數(shù)據(jù)的分辨率、變量名、維數(shù)等信息循環(huán)讀取數(shù)組，并按時間順
【參考文獻】：
期刊論文
[1]探測與2008年汶川MS8.0和2013年蘆山MS7.0地震相關(guān)的大氣CH4和CO異常變化[J]. 崔月菊,杜建國,李營,郭秋娜. 礦物巖石地球化學(xué)通報. 2016(05)
[2]中國電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星工程研制進展[J]. 王蘭煒,申旭輝,張宇,張興國,胡哲,顏蕊,袁仕耿,朱興鴻. 地震學(xué)報. 2016(03)
[3]地震電離層探測技術(shù)及其應(yīng)用研究進展[J]. 張學(xué)民,申旭輝,趙庶凡,劉靜,歐陽新艷,婁文宇,澤仁志瑪,何建輝,錢庚. 地震學(xué)報. 2016(03)
[4]部分云覆蓋下紅外輻射傳輸模型及對火山灰云的敏感性研究[J]. 趙營營,朱琳,孫文彬,李文杰. 紅外技術(shù). 2016(04)
[5]汶川地震前的地磁場日變化特征分析[J]. 張凌,杜愛民,郎雪,張鐵龍,楊冬梅,趙旭東. 地球物理學(xué)報. 2016(03)
[6]衛(wèi)星熱紅外遙感在地震預(yù)測和斷層活動中的應(yīng)用研究進展[J]. 張璇,張元生,張麗峰. 地質(zhì)論評. 2016(02)
[7]蘇門答臘兩次M>8.0地震前后CO和O3衛(wèi)星遙感氣體地球化學(xué)異常與地面驗證[J]. 孫玉濤,崔月菊,劉永梅,杜建國,張煒斌,張冠亞. 地震研究. 2014(02)
[8]地震電磁衛(wèi)星電離層擾動研究進展綜述[J]. 尼魯帕爾·買買吐孫,張永仙. 地震. 2012(01)
[9]2009年青海海西地震序列的潛熱通量異常時空特征[J]. 秦凱,吳立新,馬未宇. 科技導(dǎo)報. 2010(04)
[10]地震預(yù)測:回顧與展望[J]. 陳運泰. 中國科學(xué)（D輯:地球科學(xué)）. 2009(12)
博士論文
[1]地震電離層異常統(tǒng)計特征與基于汶川MS8.0地震的地—氣電磁耦合研究[D]. 李美.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]基于GEOSS的地震遙感熱異常時空分析方法與檢驗[D]. 秦凱.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]汶川Ms 8.0地震后川西地區(qū)的氣體地球化學(xué)[D]. 周曉成.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[4]提取現(xiàn)今構(gòu)造活動信息的定量熱紅外遙感方法研究[D]. 陳順云.中國地震局地質(zhì)研究所 2006
碩士論文
[1]地磁活動指數(shù)與太陽活動關(guān)系的研究[D]. 羅小熒.云南大學(xué) 2015
[2]小波變換及其在地震電磁信號分析中的應(yīng)用研究[D]. 韓冰.中國地震局地質(zhì)研究所 2014
[3]改進型PI方法提取地震電離層擾動異常的深入研究[D]. 夏彩韻.中國地震局地震預(yù)測研究所 2015
[4]地震前熱異常機理的多物理場耦合數(shù)值模擬研究[D]. 丁留偉.中國地震局地質(zhì)研究所 2013
[5]一次入海氣旋發(fā)展的同化試驗[D]. 朱業(yè).浙江大學(xué) 2012
[6]衛(wèi)星紅外與微波亮溫對比研究及在地震監(jiān)測中的初步應(yīng)用[D]. 閆麗莉.中國地震局地質(zhì)研究所 2012
[7]電磁衛(wèi)星高能粒子處理方法研究與初步應(yīng)用[D]. 王飛飛.中國石油大學(xué)（華東） 2012
[8]地震電磁疑似異常特征提取與地震相關(guān)性分析[D]. 張軼鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]小波方法在地震遙感信息提取中的應(yīng)用[D]. 熊攀.中國地震局地震預(yù)測研究所 2009
[10]利用DEMETER衛(wèi)星電場數(shù)據(jù)對汶川地震的電離層效應(yīng)的研究[D]. 何宇飛.中國地震局地球物理研究所 2009
本文編號：2972634
【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：82 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
太陽活動與地球磁場
Ez 的波譜參量。其中地表潛熱通量來自美國環(huán)境預(yù)報中心（NCEP, National CEnvironment Prediction）和美國國家大氣研究中心（NCAR, National CentosphereResearch）再分析數(shù)據(jù)[43]。電離層電、磁參量數(shù)據(jù)由法國 DEMETER（Detlectromagnetic Emission Transmitted from Earthquake Region）衛(wèi)星提供[44-46]，該射為地震電磁異常信息探測和地震-電磁異常耦合機制研究提供了寶貴的資料預(yù)處理過程中主要利用 IDL、C#語言編寫數(shù)據(jù)處理程序和界面，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、分類和成圖工作的處理。 地表潛熱通量與表面溫度數(shù)據(jù)地表潛熱通量（SLHF, SurfaceLatentHeatFlux），反映了地表系統(tǒng)與大氣之間的，它主要描述的是由于水的相變（凝結(jié)、蒸發(fā)、融化）所吸收或釋放的熱量。通量與地表下墊面類型、相對濕度、相對氣壓有很強的相關(guān)性，在水域或相對大的地方其值較高，在陸地或相對濕度小干旱的區(qū)域其值相對較小。表面溫度（
圖 3-2 利用 Panoply 軟件顯示全球地表潛熱通量日均值Fig3-2 Earth Mean Daily Skin Temperature in Panoply Software美國環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）和美國國家大氣研究中心（NCAR）主要結(jié)合遙感規(guī)觀測手段，利用數(shù)據(jù)同化技術(shù)對地表、大氣和海洋等探測數(shù)據(jù)同化處理，獲相關(guān)的再分析資料數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)基于全球譜模式（GSM,Global Spectral Mode空間分為 194×94 個格點，橫向分辨率為 1.875°，縱向分辨率為 1.458°，時分為 6 小時和 24 小時兩種。通�？捎� COLA 發(fā)展的自由軟件 GrADS 或 PM可視化自由軟件 FERRET 以及 RSI 提供的商用軟件包 IDL 進行操作處理[47]，料包括等壓面資料、地面資料和通量資料等，根據(jù)變量名逐年生成獨立文件。地表潛熱通量屬于地表通量數(shù)據(jù)集，本研究選擇的是每日均值數(shù)據(jù)，單位為 W/P/NCAR 數(shù)據(jù)中心提供的原始數(shù)據(jù)為 NetCDF（NetwareCommonDataForm）格名為“.nc”，每個文件包括一年 365 天的數(shù)據(jù)，即 365 層。在處理數(shù)據(jù)時，利用編程，根據(jù)源數(shù)據(jù)的分辨率、變量名、維數(shù)等信息循環(huán)讀取數(shù)組，并按時間順
【參考文獻】：
期刊論文
[1]探測與2008年汶川MS8.0和2013年蘆山MS7.0地震相關(guān)的大氣CH4和CO異常變化[J]. 崔月菊,杜建國,李營,郭秋娜. 礦物巖石地球化學(xué)通報. 2016(05)
[2]中國電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星工程研制進展[J]. 王蘭煒,申旭輝,張宇,張興國,胡哲,顏蕊,袁仕耿,朱興鴻. 地震學(xué)報. 2016(03)
[3]地震電離層探測技術(shù)及其應(yīng)用研究進展[J]. 張學(xué)民,申旭輝,趙庶凡,劉靜,歐陽新艷,婁文宇,澤仁志瑪,何建輝,錢庚. 地震學(xué)報. 2016(03)
[4]部分云覆蓋下紅外輻射傳輸模型及對火山灰云的敏感性研究[J]. 趙營營,朱琳,孫文彬,李文杰. 紅外技術(shù). 2016(04)
[5]汶川地震前的地磁場日變化特征分析[J]. 張凌,杜愛民,郎雪,張鐵龍,楊冬梅,趙旭東. 地球物理學(xué)報. 2016(03)
[6]衛(wèi)星熱紅外遙感在地震預(yù)測和斷層活動中的應(yīng)用研究進展[J]. 張璇,張元生,張麗峰. 地質(zhì)論評. 2016(02)
[7]蘇門答臘兩次M>8.0地震前后CO和O3衛(wèi)星遙感氣體地球化學(xué)異常與地面驗證[J]. 孫玉濤,崔月菊,劉永梅,杜建國,張煒斌,張冠亞. 地震研究. 2014(02)
[8]地震電磁衛(wèi)星電離層擾動研究進展綜述[J]. 尼魯帕爾·買買吐孫,張永仙. 地震. 2012(01)
[9]2009年青海海西地震序列的潛熱通量異常時空特征[J]. 秦凱,吳立新,馬未宇. 科技導(dǎo)報. 2010(04)
[10]地震預(yù)測:回顧與展望[J]. 陳運泰. 中國科學(xué)（D輯:地球科學(xué)）. 2009(12)
博士論文
[1]地震電離層異常統(tǒng)計特征與基于汶川MS8.0地震的地—氣電磁耦合研究[D]. 李美.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]基于GEOSS的地震遙感熱異常時空分析方法與檢驗[D]. 秦凱.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]汶川Ms 8.0地震后川西地區(qū)的氣體地球化學(xué)[D]. 周曉成.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[4]提取現(xiàn)今構(gòu)造活動信息的定量熱紅外遙感方法研究[D]. 陳順云.中國地震局地質(zhì)研究所 2006
碩士論文
[1]地磁活動指數(shù)與太陽活動關(guān)系的研究[D]. 羅小熒.云南大學(xué) 2015
[2]小波變換及其在地震電磁信號分析中的應(yīng)用研究[D]. 韓冰.中國地震局地質(zhì)研究所 2014
[3]改進型PI方法提取地震電離層擾動異常的深入研究[D]. 夏彩韻.中國地震局地震預(yù)測研究所 2015
[4]地震前熱異常機理的多物理場耦合數(shù)值模擬研究[D]. 丁留偉.中國地震局地質(zhì)研究所 2013
[5]一次入海氣旋發(fā)展的同化試驗[D]. 朱業(yè).浙江大學(xué) 2012
[6]衛(wèi)星紅外與微波亮溫對比研究及在地震監(jiān)測中的初步應(yīng)用[D]. 閆麗莉.中國地震局地質(zhì)研究所 2012
[7]電磁衛(wèi)星高能粒子處理方法研究與初步應(yīng)用[D]. 王飛飛.中國石油大學(xué)（華東） 2012
[8]地震電磁疑似異常特征提取與地震相關(guān)性分析[D]. 張軼鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]小波方法在地震遙感信息提取中的應(yīng)用[D]. 熊攀.中國地震局地震預(yù)測研究所 2009
[10]利用DEMETER衛(wèi)星電場數(shù)據(jù)對汶川地震的電離層效應(yīng)的研究[D]. 何宇飛.中國地震局地球物理研究所 2009
本文編號：2972634
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