本文主要研究内容
作者翟笃林（2019）在《时序预测模型在震前电离层电子浓度总含量和红外长波辐射异常探测中的应用》一文中研究指出：近几十年来,卫星遥感技术已经成为地震行业发展的重要手段,在地震研究领域应用十分广泛。但由于缺乏有效的地震电离层和红外遥感数据处理技术,致使地震电离层和红外遥感数据中的很多有效信息没有得到充分的利用。研究地震电离层和红外遥感数据处理技术,能够充分利用和挖掘电离层和红外遥感信息,提高与大震孕育发生过程有关的地震电离层和红外遥感前兆信息的识别和提取,为增强我国地震科学研究水平、解决目前世界地震监测预测研究的重要难题开辟探索一条新途径,进而为提供这些新途径增强理论研究。在传统震前地震电离层电子浓度总含量(TEC)和红外长波辐射(OLR)异常探测方法中,其探测结果准确与否取决于异常检测方法的合理性。虽具有一定的合理性,但其均只考虑了各自序列数据的固有属性,而未顾及其不确定性成分。因此,本文基于时间序列分析方法的基本原理,运用求和自回归滑动平均模型(ARIMA)和Prophet模型等多种时序预测模型方法,分析和处理了我国陆态网(CMONOC)基准站GNSS观测数据反演成的电离层TEC数据和NOAA卫星的红外OLR数据,并结合2017年8月8日的九寨沟Ms7.0地震和2017年9月20日的墨西哥Ms7.1地震等地震事件,通过一系列的比较分析实验来验证这2种时序预测模型方法在电离层TEC和卫星红外遥感信息提取中的有效性和适用性。具体研究内容如下:1、Prophet时序预测模型在电离层TEC异常探测中的应用本文基于电离层TEC具有年、月、日等多种时空尺度的周期季节性变化的特征,结合四川九寨沟地震,以九寨沟地震震中(33.20°N,103.82°E)为中心,选取距离震中最近的GPS基准站——四川松潘站SCSP(32.65°N,103.58°E)作为建模序列数据研究对象,通过对建模序列数据进行处理、模式识别、模型诊断检验和模型建模预测评价和分析等一系列步骤建模预测筛选出最优时序预测模型方法,利用最优时序预测模型方法检测电离层TEC数据中的地震异常。实验结果如下:1)针对九寨沟地震前的建模电离层TEC序列数据,将Prophet等六种时序预测模型经过一系列建模步骤预测处理后,六种时序预测模型均表现了一定预测效果,但Prophet模型预测建模背景值的精度要明显高于其它五种模型方法,且预测建模的精度比ARIMA模型等方法高2.55倍左右,比滑动四分位法(IQR)高10.74倍左右。2)各时序预测模型方法在经过建模步骤处理后,预测建模RMSE精度值均呈现出随着预测时间的增加,建模精度降低的特点,且各预测模型方法均在训练数据集长度为38天时表现出最佳的预测效果。对比最佳训练集长度处总RMSE精度值依次为,=10.5841>=3.2780>=0.8469。3)经过Prophet时序预测模型探测处理后,能检测出明显的异常信息。具体表现为九寨沟地震前第10天、7天和2天发生明显的电离层TEC异常扰动现象,震后第1天、6天和7天也发生了电离层TEC异常扰动现象。4)Prophet时序预测模型和IQR方法均能检测出明显的异常信息,但各自探测结果存在着较大差异,而Prophet方法有可能减少虚假异常的产生。2、ARIMA时序预测模型在NOAA卫星OLR值异常信息提取中的应用基于红外OLR受日地物理活动的影响呈现出周期性变化特征的物理特性,结合我国四川九寨沟地震和国外墨西哥地震,以九寨沟地震震中(33.20°N,103.82°E)和墨西哥地震震中(18.58°N,98.47°W)为中心,分别选取距离震中最近的红外OLR非震数据点(33.50°N,103.50°E和18.50°N,98.50°W)作为建模序列数据研究对象,通过对建模序列数据进行平稳性检验、模式识别、模型诊断检验和模型建模预测评价和分析等一系列步骤建模预测筛选出最优时序预测模型方法,利用最优时序预测模型方法检测红外OLR数据中的地震异常。得到初步认识和结论有:1)针对九寨沟和墨西哥地震前的红外OLR建模序列数据,六种时序预测模型经过一系列建模步骤处理后,ARIMA时序预测模型总体上优于其他五种模型建模预测背景值总RMSE精度。2)利用ARIMA时序预测模型对各自红外OLR序列数据进行建模预测处理,该模型对九寨沟和墨西哥地震均呈现出良好的预测性能,并在九寨沟=12月、九寨沟=20天和墨西哥=12月、墨西哥=30天时,达到最佳训练和预测时间长度组合。3)经过ARIMA时序预测模型探测处理后,九寨沟地震在震前第12天和第3天检测出明显的红外OLR异常,且在震前第3天红外OLR异常强度达到最大值(39.44 W/m~2);墨西哥地震在震前第1天、2天和6天检测出明显的红外OLR异常,且在震前第六天红外OLR异常强度达到最大值(50.83W/m~2)。
Abstract
jin ji shi nian lai ,wei xing yao gan ji shu yi jing cheng wei de zhen hang ye fa zhan de chong yao shou duan ,zai de zhen yan jiu ling yu ying yong shi fen an fan 。dan you yu que fa you xiao de de zhen dian li ceng he gong wai yao gan shu ju chu li ji shu ,zhi shi de zhen dian li ceng he gong wai yao gan shu ju zhong de hen duo you xiao xin xi mei you de dao chong fen de li yong 。yan jiu de zhen dian li ceng he gong wai yao gan shu ju chu li ji shu ,neng gou chong fen li yong he wa jue dian li ceng he gong wai yao gan xin xi ,di gao yu da zhen yun yo fa sheng guo cheng you guan de de zhen dian li ceng he gong wai yao gan qian zhao xin xi de shi bie he di qu ,wei zeng jiang wo guo de zhen ke xue yan jiu shui ping 、jie jue mu qian shi jie de zhen jian ce yu ce yan jiu de chong yao nan ti kai bi tan suo yi tiao xin tu jing ,jin er wei di gong zhe xie xin tu jing zeng jiang li lun yan jiu 。zai chuan tong zhen qian de zhen dian li ceng dian zi nong du zong han liang (TEC)he gong wai chang bo fu she (OLR)yi chang tan ce fang fa zhong ,ji tan ce jie guo zhun que yu fou qu jue yu yi chang jian ce fang fa de ge li xing 。sui ju you yi ding de ge li xing ,dan ji jun zhi kao lv le ge zi xu lie shu ju de gu you shu xing ,er wei gu ji ji bu que ding xing cheng fen 。yin ci ,ben wen ji yu shi jian xu lie fen xi fang fa de ji ben yuan li ,yun yong qiu he zi hui gui hua dong ping jun mo xing (ARIMA)he Prophetmo xing deng duo chong shi xu yu ce mo xing fang fa ,fen xi he chu li le wo guo liu tai wang (CMONOC)ji zhun zhan GNSSguan ce shu ju fan yan cheng de dian li ceng TECshu ju he NOAAwei xing de gong wai OLRshu ju ,bing jie ge 2017nian 8yue 8ri de jiu zhai gou Ms7.0de zhen he 2017nian 9yue 20ri de mo xi ge Ms7.1de zhen deng de zhen shi jian ,tong guo yi ji lie de bi jiao fen xi shi yan lai yan zheng zhe 2chong shi xu yu ce mo xing fang fa zai dian li ceng TEChe wei xing gong wai yao gan xin xi di qu zhong de you xiao xing he kuo yong xing 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :1、Prophetshi xu yu ce mo xing zai dian li ceng TECyi chang tan ce zhong de ying yong ben wen ji yu dian li ceng TECju you nian 、yue 、ri deng duo chong shi kong che du de zhou ji ji jie xing bian hua de te zheng ,jie ge si chuan jiu zhai gou de zhen ,yi jiu zhai gou de zhen zhen zhong (33.20°N,103.82°E)wei zhong xin ,shua qu ju li zhen zhong zui jin de GPSji zhun zhan ——si chuan song pan zhan SCSP(32.65°N,103.58°E)zuo wei jian mo xu lie shu ju yan jiu dui xiang ,tong guo dui jian mo xu lie shu ju jin hang chu li 、mo shi shi bie 、mo xing zhen duan jian yan he mo xing jian mo yu ce ping jia he fen xi deng yi ji lie bu zhou jian mo yu ce shai shua chu zui you shi xu yu ce mo xing fang fa ,li yong zui you shi xu yu ce mo xing fang fa jian ce dian li ceng TECshu ju zhong de de zhen yi chang 。shi yan jie guo ru xia :1)zhen dui jiu zhai gou de zhen qian de jian mo dian li ceng TECxu lie shu ju ,jiang Prophetdeng liu chong shi xu yu ce mo xing jing guo yi ji lie jian mo bu zhou yu ce chu li hou ,liu chong shi xu yu ce mo xing jun biao xian le yi ding yu ce xiao guo ,dan Prophetmo xing yu ce jian mo bei jing zhi de jing du yao ming xian gao yu ji ta wu chong mo xing fang fa ,ju yu ce jian mo de jing du bi ARIMAmo xing deng fang fa gao 2.55bei zuo you ,bi hua dong si fen wei fa (IQR)gao 10.74bei zuo you 。2)ge shi xu yu ce mo xing fang fa zai jing guo jian mo bu zhou chu li hou ,yu ce jian mo RMSEjing du zhi jun cheng xian chu sui zhao yu ce shi jian de zeng jia ,jian mo jing du jiang di de te dian ,ju ge yu ce mo xing fang fa jun zai xun lian shu ju ji chang du wei 38tian shi biao xian chu zui jia de yu ce xiao guo 。dui bi zui jia xun lian ji chang du chu zong RMSEjing du zhi yi ci wei ,=10.5841>=3.2780>=0.8469。3)jing guo Prophetshi xu yu ce mo xing tan ce chu li hou ,neng jian ce chu ming xian de yi chang xin xi 。ju ti biao xian wei jiu zhai gou de zhen qian di 10tian 、7tian he 2tian fa sheng ming xian de dian li ceng TECyi chang rao dong xian xiang ,zhen hou di 1tian 、6tian he 7tian ye fa sheng le dian li ceng TECyi chang rao dong xian xiang 。4)Prophetshi xu yu ce mo xing he IQRfang fa jun neng jian ce chu ming xian de yi chang xin xi ,dan ge zi tan ce jie guo cun zai zhao jiao da cha yi ,er Prophetfang fa you ke neng jian shao xu jia yi chang de chan sheng 。2、ARIMAshi xu yu ce mo xing zai NOAAwei xing OLRzhi yi chang xin xi di qu zhong de ying yong ji yu gong wai OLRshou ri de wu li huo dong de ying xiang cheng xian chu zhou ji xing bian hua te zheng de wu li te xing ,jie ge wo guo si chuan jiu zhai gou de zhen he guo wai mo xi ge de zhen ,yi jiu zhai gou de zhen zhen zhong (33.20°N,103.82°E)he mo xi ge de zhen zhen zhong (18.58°N,98.47°W)wei zhong xin ,fen bie shua qu ju li zhen zhong zui jin de gong wai OLRfei zhen shu ju dian (33.50°N,103.50°Ehe 18.50°N,98.50°W)zuo wei jian mo xu lie shu ju yan jiu dui xiang ,tong guo dui jian mo xu lie shu ju jin hang ping wen xing jian yan 、mo shi shi bie 、mo xing zhen duan jian yan he mo xing jian mo yu ce ping jia he fen xi deng yi ji lie bu zhou jian mo yu ce shai shua chu zui you shi xu yu ce mo xing fang fa ,li yong zui you shi xu yu ce mo xing fang fa jian ce gong wai OLRshu ju zhong de de zhen yi chang 。de dao chu bu ren shi he jie lun you :1)zhen dui jiu zhai gou he mo xi ge de zhen qian de gong wai OLRjian mo xu lie shu ju ,liu chong shi xu yu ce mo xing jing guo yi ji lie jian mo bu zhou chu li hou ,ARIMAshi xu yu ce mo xing zong ti shang you yu ji ta wu chong mo xing jian mo yu ce bei jing zhi zong RMSEjing du 。2)li yong ARIMAshi xu yu ce mo xing dui ge zi gong wai OLRxu lie shu ju jin hang jian mo yu ce chu li ,gai mo xing dui jiu zhai gou he mo xi ge de zhen jun cheng xian chu liang hao de yu ce xing neng ,bing zai jiu zhai gou =12yue 、jiu zhai gou =20tian he mo xi ge =12yue 、mo xi ge =30tian shi ,da dao zui jia xun lian he yu ce shi jian chang du zu ge 。3)jing guo ARIMAshi xu yu ce mo xing tan ce chu li hou ,jiu zhai gou de zhen zai zhen qian di 12tian he di 3tian jian ce chu ming xian de gong wai OLRyi chang ,ju zai zhen qian di 3tian gong wai OLRyi chang jiang du da dao zui da zhi (39.44 W/m~2);mo xi ge de zhen zai zhen qian di 1tian 、2tian he 6tian jian ce chu ming xian de gong wai OLRyi chang ,ju zai zhen qian di liu tian gong wai OLRyi chang jiang du da dao zui da zhi (50.83W/m~2)。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国地震局地震预测研究所的翟笃林，发表于刊物中国地震局地震预测研究所2019-07-26论文，是一篇关于电离层论文,时序预测模型论文,长波辐射论文,电磁异常论文,中国地震局地震预测研究所2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国地震局地震预测研究所2019-07-26论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：电离层论文; 时序预测模型论文; 长波辐射论文; 电磁异常论文; 中国地震局地震预测研究所2019-07-26论文;