《地質(zhì)預(yù)警報(bào)道研究的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述》2700字

地質(zhì)預(yù)警報(bào)道研究的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1.1地震預(yù)報(bào)預(yù)警研究現(xiàn)狀目前，地震預(yù)報(bào)研究工作以多種科學(xué)觀測(cè)為基礎(chǔ)，根據(jù)對(duì)地震發(fā)生機(jī)理與規(guī)律的科學(xué)認(rèn)識(shí)，對(duì)地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和震級(jí)三要素進(jìn)行預(yù)測(cè)的科學(xué)研究過(guò)程[8-10]。關(guān)于地震預(yù)報(bào)研究，最早可追溯到1960年代前蘇聯(lián)、日本等國(guó)家。1966年邢臺(tái)地震后，我國(guó)也逐步開(kāi)始對(duì)地震預(yù)報(bào)和預(yù)警進(jìn)行了深入研究，跟其他國(guó)家的地震探索基本同步。我國(guó)對(duì)地震監(jiān)測(cè)設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)方面在歷經(jīng)50多年的探索后取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但地震預(yù)報(bào)預(yù)警工作仍然任重道遠(yuǎn)。目前，地震預(yù)報(bào)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(jìn)行長(zhǎng)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(huì)逐步降低地震預(yù)報(bào)和預(yù)警的整體難度，從而提高地震預(yù)報(bào)和預(yù)警的成功率。但在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，如幾十年或幾百年里，主要采用經(jīng)驗(yàn)性預(yù)報(bào)和預(yù)警，或逐漸成為一種經(jīng)驗(yàn)性和物理性相結(jié)合的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)50多年的努力，我國(guó)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警方面取得了不錯(cuò)的成績(jī)，初步形成了地震預(yù)報(bào)和預(yù)警體系。我國(guó)已經(jīng)在多個(gè)方面超過(guò)這些國(guó)家，例如下面兩個(gè)更具優(yōu)勢(shì)的方面：（1）我國(guó)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(wú)數(shù)的地震預(yù)警經(jīng)驗(yàn)，這是其他國(guó)家沒(méi)有的；（2）在總結(jié)預(yù)報(bào)和預(yù)警工作的基礎(chǔ)上，我國(guó)繼續(xù)研究地震預(yù)報(bào)和預(yù)警的標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)和方法，并制定了一套監(jiān)測(cè)地震預(yù)報(bào)和預(yù)警的地震條件的技術(shù)程序，大大促進(jìn)了地震預(yù)測(cè)和早期預(yù)警。其他國(guó)家則只停留在研究領(lǐng)域，或以實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的形式在個(gè)別領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1.2地震前兆研究現(xiàn)狀地震其實(shí)是地球內(nèi)部應(yīng)變能積累和釋放的過(guò)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(shí)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(huì)有相當(dāng)一部分能量通過(guò)各種形式釋放出來(lái)，因此形成一些前兆R(shí)EF_Ref70282232\r\h[12]。地殼形變（包括GPS）作為微觀前兆的主要前兆標(biāo)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(shí)預(yù)報(bào)，這對(duì)于減少人們生命財(cái)產(chǎn)等損失具有重要意義。地震前兆作為地震預(yù)報(bào)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(lèi)的地震前兆[14-17]。目前已有很多用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析探索地震前兆的工作。Kandel等通過(guò)Keil長(zhǎng)波監(jiān)測(cè)儀（KLM）接收到的甚低頻（VLF，3~30kHz）信號(hào)，利用終止時(shí)間進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)意大利地震前5-13天的終止時(shí)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(cè)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(cè)量的，它因環(huán)境變化而變化。地震活動(dòng)也會(huì)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(kāi)來(lái)。張曉清等以地脈動(dòng)觀測(cè)資料為基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)2016年1月21日門(mén)源地震前青海北州區(qū)域應(yīng)變場(chǎng)在震前6天左右異常升高。張燕等對(duì)昆侖山8.1級(jí)地震的震前GPS時(shí)間序列進(jìn)行小波分解，發(fā)現(xiàn)大震前1到2年各站點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)都發(fā)生異常改變REF_Ref70282551\r\h[19]。GPS連續(xù)觀測(cè)方法長(zhǎng)期被用于地球物理學(xué)領(lǐng)域的研究中，如板塊、斷層的運(yùn)動(dòng)、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(lèi)數(shù)據(jù)中，GPS空間大地測(cè)量技術(shù)具有的特點(diǎn)有精度高、成本低、直接多尺度觀測(cè)REF_Ref70282665\r\h[24]。其時(shí)間序列解算的絕對(duì)精度可以達(dá)到毫米級(jí)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(cè)GPS時(shí)間序列的方法，獲取某地區(qū)觀測(cè)臺(tái)站監(jiān)測(cè)到的GPS時(shí)間序列，然后利用歷史無(wú)震時(shí)的GPS時(shí)間序列訓(xùn)練LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到高精度的GPS時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型后，分別對(duì)該地區(qū)無(wú)震時(shí)和地震前一段時(shí)間的GPS時(shí)間序列進(jìn)行回溯性預(yù)測(cè)。通過(guò)預(yù)測(cè)時(shí)間序列與真實(shí)時(shí)間序列的對(duì)比分析，探索可能出現(xiàn)的地震前兆異常信息，來(lái)挖掘隱藏在其中的價(jià)值，為地震預(yù)報(bào)提供依據(jù)。1.3地震震級(jí)研究現(xiàn)狀地震的發(fā)生被認(rèn)為是一種隨機(jī)或高度非線性的現(xiàn)象，目前，還沒(méi)有這樣的模型能夠預(yù)測(cè)地震的確切時(shí)間、地點(diǎn)和震級(jí)。研究人員對(duì)地震的震級(jí)進(jìn)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(jí)和發(fā)生頻率之間的關(guān)系，這種地震概率分布模型對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是有用的。文獻(xiàn)[27]在加州地質(zhì)調(diào)查局(CGS)的資助下進(jìn)行了研究，并提出了一個(gè)獨(dú)立于時(shí)間的模型，表明地震發(fā)生的概率遵循Poison的分布模型。文獻(xiàn)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(cè)了未來(lái)5年里5.0級(jí)及以上的地震事件。文獻(xiàn)REF_Ref69116585\r\h[29]給出了伊朗地震預(yù)報(bào)模型，包括模糊邏輯與網(wǎng)格劃分、減法聚類(lèi)和模糊C均值。該模型將地震預(yù)報(bào)看作一個(gè)二元分類(lèi)問(wèn)題，預(yù)測(cè)5.5級(jí)及以上地震。文獻(xiàn)[30]提出了一個(gè)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型，該模型基于對(duì)過(guò)去震級(jí)大于等于5.0的地震的外推，用于預(yù)測(cè)未來(lái)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(lái)預(yù)測(cè)地震，文獻(xiàn)[31]以過(guò)去的地震震級(jí)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(duì)中國(guó)的地震進(jìn)行了預(yù)測(cè)。強(qiáng)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(qiáng)弱地震的預(yù)判，利用深度學(xué)習(xí)很強(qiáng)的非線性學(xué)習(xí)特征，從強(qiáng)震數(shù)據(jù)當(dāng)中學(xué)習(xí)震級(jí)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(qiáng)弱類(lèi)別，從而在到震時(shí)判定后快速給出具有破壞性強(qiáng)震的預(yù)判結(jié)果。參考文獻(xiàn)顧功旭.中國(guó)地震目錄[M].北京:科學(xué)出版社,1983.周碩愚,江在森,申重陽(yáng),等.地震預(yù)報(bào)的科學(xué)哲學(xué)與方法論探索——50年回眸與前瞻[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué),2019,39(07):661-676.吳林斌.中國(guó)地震預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展前景綜述[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué),2013,33(S2):123-125.四川省地震局.地震預(yù)報(bào)那些事兒-我國(guó)成功的地震預(yù)報(bào)[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(mén)源6.4級(jí)地震地脈動(dòng)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(qiáng),金星,李山有,等.用于地震預(yù)警的P波震相到時(shí)自動(dòng)拾取[J].地球物理學(xué)報(b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