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基于时间序列相似性匹配算法的地震预测研究_序列匹配-论文网

时间:2015-01-24  作者:郑华,李炜,邱剑锋,朱丽进,蒋阿芳
本实验采用4.5级以上的地震序列,时间跨度为1987-2007年范围内,对全国的相关区域进行分析研究,发现有些区域有着相似性,结果如表2所示。

区域

时间范围

经度范围

纬度范围

地震条数

年份相似

震级相似

72

1985-2005

100-105

25-30

260

41

36

61

1985-2005

95-100

25-30

160

36

23

40

1985-2005

85-90

30-35

240

12

14

19

1985-2005

75-80

35-40

280

12

11

62

1985-2005

95-100

30-35

120

11

10

59

1985-2005

95-100

15-25

96

10

10

由表2可以看出四川和台湾地区以及藏南和台湾地区的相似度最高,本文针对这两组区域时间差在30天以内的地震相关项目进行研究,发现四川和台湾地区有41次地震具有相关性,藏南和台湾地区有36次相匹配的地震项目,而且地
 
 

震震级相似性也很高,具有相同的趋势和震匹配性。图1给出四川地区(经度100-105,纬度25-30)和台湾地区(经度120-125,纬度20-25)相关地震的M-T图。图2给出了藏南地区(经度95-100,纬度25-30)和台湾地区(经度100-105,纬度25-30)相关地震的M-T图。

实验2:固定时间差为1年的粗粒度相似性分析

在实验1的基础上,我们把实验的时间阈值由30天放大到1年,部分震级有所调整的情况下(由于四川台湾地区数据较多,震级提高到5级以上),实验结果发现多了一些区域具有相似性,其中相似度提高最明显的是四川和台湾地区以及藏中和四川-云南交界地区。图3表示了四川-云南交界地区(经度90-100,

 
 

纬度25-30)和藏中地区(经度85-90,纬度30-35)的M-T图,相匹配的地震条数由16次增加到23次。图4表示了四川地区(经度100-105,纬度25-30)和台湾地区(经度120-125,纬度20-25)的M-T图,相匹配的项目由28上升到41。

实验3:固定时间差为10天的细粒度相似性分析

在实验1和2的基础上,针对四川台湾地区和四川-云南,藏中两组地区將时间阈值缩小到10天,震级阈值缩小到5级,进行相似度更为精确的相似匹配。得到实验结果如图5和图6所示。匹配项目分别为32和10条。

3结论

 
 

本文对地震源数据依次进行预处理,粗相似匹配,相似性匹配。提出了相似度量模型和时间震级相似性匹配算法。可全面,高效的找到地震相似性区域。实验表明部分地震相关区域,与专家经验相比较,证实算法合理有效。为地震预报研究提供较好的平台。

参考文献
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3 刘念祖.时态数据挖掘的探讨[J].上海第二工业大学学报,2001, 2:27-31.
4 张保健.时间序列数据挖掘[D].西北工业大学博士论文, 2003.
5 欧阳为民,蔡庆生.在数据库中自动发现广义序贯模式[J].软件学报,1997, 8(11): 864-870.
6 王炜, 刘悦, 李国正,吴耿锋等.中国大陆强震时间序列预测的支持向量机方法[J]. 地震,2005,4:26-32.
7 王炜,谢端,宋先月,赵利飞.使用人工神经网络进行我国大陆强震时间序列预测[J].西北地震学报 , 2002, 24(4):315-319.
8 崔万照, 朱长纯, 保文星,刘君华.混沌时间序列的支持向量机预测[J].物理学报 , 2004,53(10):3303-3309.

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