本發(fā)明涉及地震預(yù)報、地磁異常檢測和機(jī)器學(xué)習(xí)等，具體涉及一種基于支持向量機(jī)的地震前地磁異常檢測方法。

背景技術(shù)：

1、地震是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，是對人類社會危害極大的自然災(zāi)害。大量研究表明，地震發(fā)生前許多物理量會出現(xiàn)異常變化，稱之為地震前兆。探索前兆異?，F(xiàn)象與地震之間的相關(guān)性對于認(rèn)識地震、預(yù)報地震具有重要意義。

2、目前，中國運行的地震臺站的總數(shù)已超1000個，其中包含應(yīng)變儀、磁力儀、地電儀、水位儀等各類儀器。這些儀器監(jiān)測了地殼形變、地電、地磁、重力和地下流體等因素的變化。積累的數(shù)據(jù)表明存在震前異?，F(xiàn)象?；诘卣鸢l(fā)生前一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，提取可能的前兆信息，輔助進(jìn)行地震預(yù)報是一種有意義的探索。

3、地震孕育和發(fā)生是一個極其復(fù)雜的過程，這個過程常引起地磁信號的異常變化，稱為震磁現(xiàn)象。受地震影響，震中附近區(qū)域的地磁異常變化更劇烈，距離震中較遠(yuǎn)區(qū)域的地磁異常變化相對較小。目前，地震前地磁異常判定方法主要有加卸載響應(yīng)比法、逐日比法、日變化空間相關(guān)法、低點位移法、每日一值差分法、諧波振幅比等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是利用地震前地磁監(jiān)測數(shù)據(jù)，訓(xùn)練得到一個模型，用于地磁異常檢測。具有方法簡單、計算量小、節(jié)約人力、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，適用于地磁變化異常檢測。

2、本發(fā)明包括如下步驟：

3、(1)獲取地磁垂直分量的殘差序列：

4、根據(jù)yresidual(t)＝y(tǒng)(t)-ytrend(t)計算得到地磁垂直分量的殘差序列yresidual(t)，其中，y(t)為地震臺站監(jiān)測的地磁垂直分量數(shù)據(jù)，ytrend(t)＝a0+a1t+a2t2+…+asts為地磁垂直分量的趨勢，基于y(t)，采用最小二乘法確定a0,a1,…,as的值；s為多項式的階數(shù)，由人工設(shè)定；t＝1,2,…,n，n為y(t)的數(shù)據(jù)點數(shù)；

5、(2)計算地磁日變化模板：

6、根據(jù)將yresidual(t)

7、按日分割；若第j日滿足則第j日為磁靜日；根據(jù)計算地磁日變化模板ytemplate，其中，m為每日地磁監(jiān)測的數(shù)據(jù)點數(shù)，q＝n/m，yi為磁靜日的地磁監(jiān)測數(shù)據(jù)，n為磁靜日的總天數(shù)，j＝1,2,...,q，dstj為第j日的dst指數(shù)，由世界地磁數(shù)據(jù)中心(京都)獲取；dstthr為參數(shù)，由人工設(shè)定；

8、(3)計算臺站監(jiān)測的地磁畸變特征：

9、(a)計算地磁低點時間偏移量dr,1＝[d1(r,1),d1(r,2),...,d1(r,q)]，其中，

10、d1(r,j)＝|t(min(yj))-t(min(ytemplate))|，t(min(yj))為臺站r第j日的地磁低點時間，t(min(ytemplate)為臺站r的地磁日變化模板的低點時間；r＝1,2,...,num，num為臺站的數(shù)量；

11、(b)計算切比雪夫距離dr,2＝[d2(r,1),d2(r,2),…,d2(r,q)]，其中，d2(r,j)＝max|yj-ytemplate|為臺站r第j日的切比雪夫距離；

12、(c)計算地磁日變畸形程度dr,3＝[d3(r,1),d3(r,2),…,d3(r,q)]，其中，g(r,j)＝|(max(yj)-min(yj))-(max(ytemplate)-min(ytemplate))|，max()和min()分別表示取最大值和最小值；a、b和c為參數(shù)，由人工設(shè)定；(4)構(gòu)建數(shù)據(jù)集：

13、(a)數(shù)據(jù)集的輸入特征為其中，μk和σk分別為fk的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，k＝1,2,3；f1＝[f1(1),f1(2),…,f1(num)]為地磁低點時間偏移量，f2＝[f2(1),f2(2),…,f2(num)]為切比雪夫距離，f3＝[f3(1),f3(2),…,f3(num)]為地磁日變畸形程度；f1(r)和f2(r)分別為dr,1和dr,2的最大偏差值，f3(r)為dr,3的最大值；

14、(b)數(shù)據(jù)集的輸出為臺站標(biāo)簽；根據(jù)r＝10g×m計算地震影響范圍r，若臺站到震中的距離小于r，則臺站標(biāo)簽為1，否則，臺站標(biāo)簽為0，其中，m為震級，g為參數(shù)，由人工設(shè)定；

15、(5)基于支持向量機(jī)建立地磁異常檢測模型。

技術(shù)特征：

1.一種基于支持向量機(jī)的地震前地磁異常檢測方法，其特征包括如下具體步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于支持向量機(jī)的地震前地磁異常檢測方法。包括如下步驟：1)獲取地磁垂直分量的殘差序列；2)計算地磁日變化模板；3)計算臺站監(jiān)測的地磁畸變特征；4)構(gòu)建數(shù)據(jù)集；5)基于支持向量機(jī)建立地磁異常檢測模型。本發(fā)明涉及地震預(yù)報、地磁異常檢測和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)領(lǐng)域，具有方法簡單、計算量小、節(jié)約人力、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，適用于地磁變化異常檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：王微微,李景瑞,郭明瑞,李健,王錫嬌,盧杰,張慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26