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自然地震數(shù)據(jù)的區(qū)域相關(guān)性分析與研究

發(fā)布時間:2021-04-01 17:46
  迄今為止,在世界科研范圍內(nèi),地震的預(yù)測仍是難題。我國位于環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間,受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓,地震斷裂帶十分活躍,屬于地震頻發(fā)國家。地震活動的影響范圍極大,并且地震會引發(fā)余震以及次生災(zāi)害,這些都對人類的生命、財產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的威脅。因此,地震的研究具有極大的現(xiàn)實價值。地震數(shù)據(jù)不同于以往的數(shù)據(jù),往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式多變、具有高度非線性等特征,并且隨著信息時代的來臨,地震數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)飛速增長、地震的來源更加多樣化。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析手段耗時耗力,已經(jīng)無法滿足對地震數(shù)據(jù)的深度挖掘。很多學(xué)者的研究表明,鄰近的區(qū)域和地震帶、甚至超長距離的地震帶之間的地震活動在時間、空間上具有一定的相關(guān)性。本文旨在將時序數(shù)據(jù)挖掘方法應(yīng)用于自然地震數(shù)據(jù)的研究中,從而發(fā)現(xiàn)相關(guān)性高的地震區(qū)域以及區(qū)域間的時序關(guān)系,進(jìn)而為地震預(yù)報提供相關(guān)理論依據(jù)。傳統(tǒng)的時間序列相似性度量方法對于稠密且連續(xù)的數(shù)值型時間序列能夠取得良好的效果,但地震事件是小概率事件,地震數(shù)據(jù)集在一定的時間范圍內(nèi)往往是稀疏的,由于這種稀疏特性,因此不具備豐富的頻域特性和趨勢、形狀特性;谝延械臅r間序列相似性的度量方法和地震數(shù)據(jù)的特點,本文重新定義了時間序列相似性度量模型和時間序列相似性匹配算法。為了后續(xù)數(shù)據(jù)挖掘工作的順利開展,本文首先分析了所研究地震數(shù)據(jù)集中存在的問題,采用數(shù)據(jù)歸約、數(shù)據(jù)清洗技術(shù)實現(xiàn)了屬性約簡、缺失值填充、重復(fù)值去除,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了地理位置信息補(bǔ)充,完成了數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。然后,將地震數(shù)據(jù)集抽象為區(qū)塊地震事件時間序列集合,并對余震事件進(jìn)行了去除。最后將本文定義的時間序列相似性度量模型應(yīng)用于大量的歷史地震數(shù)據(jù)中,設(shè)計了不同空間尺度、時間窗尺度、震級尺度的實驗實現(xiàn)了時間序列匹配算法。實驗結(jié)果表明,本算法能夠有效地發(fā)現(xiàn)地震活動相關(guān)度高的區(qū)域,并且相關(guān)性高的區(qū)域之間具有明顯的單向時序關(guān)系特點,對地震預(yù)測研究具有一定的啟發(fā)意義。
【學(xué)位授予單位】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:P315.63;TP311.13
文章目錄
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究內(nèi)容
    1.3 組織結(jié)構(gòu)
2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與地震預(yù)報
    2.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概述
        2.1.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)展概述
        2.1.2 數(shù)據(jù)挖掘步驟
        2.1.3 數(shù)據(jù)挖掘常見策略
    2.2 地震預(yù)報中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
        2.2.1 地震預(yù)報背景知識
        2.2.2 現(xiàn)有的地震預(yù)報方法
        2.2.3 地震預(yù)報中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
    2.3 本章小結(jié)
3 地震數(shù)據(jù)預(yù)處理方案
    3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理相關(guān)技術(shù)簡介
        3.1.1 數(shù)據(jù)清洗
        3.1.2 數(shù)據(jù)變換
        3.1.3 數(shù)據(jù)集成
        3.1.4 數(shù)據(jù)歸約
    3.2 原始地震數(shù)據(jù)集分析及預(yù)處理
        3.2.1 數(shù)據(jù)集存在的問題
        3.2.2 地震數(shù)據(jù)歸約
        3.2.3 地震數(shù)據(jù)清洗
        3.2.4 補(bǔ)充地理位置信息
    3.3 本章小結(jié)
4 基于自然地震數(shù)據(jù)的區(qū)域相關(guān)性分析方案
    4.1 時間序列相似性度量
        4.1.1 經(jīng)典的相似性度量方法
        4.1.2 現(xiàn)有度量方法缺點
    4.2 基于地震事件時間序列的地震區(qū)域相關(guān)性分析
        4.2.1 地震區(qū)域相關(guān)性分析
        4.2.2 基于自然地震數(shù)據(jù)的相似性度量模型
        4.2.3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
    4.3 實驗內(nèi)容設(shè)計及結(jié)果分析
        4.3.1 實驗環(huán)境
        4.3.2 實驗結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)和展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士研究生期間的主要學(xué)術(shù)成果

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號:1815619

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