CN108061914A - 一种未来地震震中的判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地震预测领域，尤其涉及一种未来地震震中的判定方法。采用如下步骤：利用插值方法对我国大陆区域地电场观测台网的数据的加卸载响应比进行插值计算，以不同的颜色表示不同的加卸载响应比；其次，通过颜色的剧烈转换，即加卸载响应比的正负变化以及台站之间异常范围的相互重叠即交切来确定未来可能震中位置。采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：本发明能够对我国大陆地区未来可能发生3.0级以上地震的地区进行具有短临意义的判定，有效提高我国防止地震灾害的能力。本发明能够利用地电场加卸载响应比对短临地震震中位置信息精确判定。
Description
技术领域
本发明涉及地震预测领域，尤其涉及一种未来地震震中的判定方法。
背景技术
目前，地电场观测资料的处理较多采用功率谱计算、小波变化、长短极距比较等方法，对典型地震震例进行回溯性检验研究，并利用回溯性研究得到的经验对未来地震进行预测尝试，但预测结果的准确率非常低，并且预测的地理范围有限。地震预测是目前的难点，到目前为止，没有较好的地电场观测资料处理方法或图像产品，不利于我国大陆地区临震信息的提取和识别，特别是对短临地震震中位置的有效判定。
发明内容
发明的目的：为了提供一种效果更好的未来地震震中的判定方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：
一种未来地震震中的判定方法，其特征在于，采用如下步骤：
首先，利用插值方法对我国大陆区域地电场观测台网的数据的加卸载响应比进行插值计算，以不同的颜色表示不同的加卸载响应比；
其次，通过颜色的剧烈转换，即加卸载响应比的正负变化以及台站之间异常范围的相互重叠即交切来确定未来可能震中位置。
本发明进一步技术方案在于，所述的地电场观测台网的数据是指利用日、月天体对地球加载靠近和卸载远离过程中，其在正常情况下地球介质表现出的加卸载之比恒定理论值，但孕震区介质在临震阶段表现出弹性加塑性形变的特征，这种特殊的力学性态对地电场观测而言则表现为加卸载之比出现相应的变化；对加卸载之比进行差值方法计算。
本发明进一步技术方案在于，所述通过颜色的剧烈转换是指，定义加卸载之比正向变化为颜色A，定义加卸载之比负向变化为颜色B，在突变区域，标记为异常区域。
本发明进一步技术方案在于，所述的台站之间异常范围的相互重叠，是指在不同的临近台站均显示该区域为异常区域，提升优先级进行分析对比。
本发明进一步技术方案在于，所述的加卸载之比是指振幅的变化之比，利用三角函数对地电场观测资料的矢量计算结果进行拟合，剔除掉观测资料中高频干扰信号的同时，得到信号的周期、位相及振幅信息；具体分析过程如下：
对于一个数据序列f(x)来讲，从数学上都可以表示成：
上式中a0表示f(x)的平均值，ak和bk是展开系数可由(2)式进行计算，k表示谐波的阶数，x表示数据序列f(x)的变量，n为数据个数，振幅由(3)式计算得到；
采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：本专利能够对我国大陆地区未来可能发生3.0级以上地震的地区进行具有短临意义的判定，有效提高我国防止地震灾害的能力。本专利能够利用地电场加卸载响应比对短临地震震中位置信息精确判定。
附图说明
为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：
图1为日、月引力产生潮汐现象示意图；
图2为江苏海安地电场台站2008年11月1-14日波形；
图3为数据分析公式第一部分；
图4为数据分析公式第二部分；
图5为本专利的的加在响应比结果，右侧为色度定义。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。
对我国大陆地电场台网个观测台站的加卸载响应比进行计算，通过相应的插值方法得到特定时段整个地电台网的加卸载响应比图像，对图像进行进一步的比较处理即可得到短期内我国大陆3级以上地震可能震中的相关图像，该结果不但直观，而且可以对多个地震事件进行同时预测，大大提高了预测效率和准确度。
具体方法是对通过地电场观测对日、月潮汐的物理响应，使用数字信号处理的手段，得到地电场在日、月潮汐对地球加载过程的变化幅度，以及卸载后的变化幅度，计算得到地电场的加卸载响应比；通过与正常背景的比较或者做差，得到各地电场观测台站的加卸载响应比相对变化，继而得到整个地电台网的加卸载响应比结果。
该方法得到的结果可以在全国的层面上，对未来可能发生3.0级以上地震的所有位置进行精确判定(仅限于台站覆盖较好的地区)，与以往的单个地震事件预测判定有很大不同，而且准确率也有很大提高。
图5中绿色圆圈为制图日期前已经发生过的地震，红色圆圈代表30日以后发生的地震事件，圆圈的大小与地震大小有对应关系。未来地震多发生在加卸载转换的区域(即黄蓝转换区域)。该图形仅仅为示意。
使用数据资料：
计算过程使用的是地电场观测台网的时均值，全国目前运行的地电场台站有113个，计算使用的数据量根据不同选择方法，数据量会比较大，本专利申请时所附彩图使用了地电场观测台网5天的观测资料，数据格式仅以北京市延庆地电场观测台站的观测数据为例在附录中进行了展示。
计算原理及方法：
原理：由于日、月对地球的万有引力作用使地球产生固定周期的变形现象，从而引起了诸多周期性的现象，大海的潮汐现象和大陆的固体潮汐现象就是如此(图1)。本专利申请使用的地电场观测手段便可以观测到日、月的周期引力作用(图2)，利用日、月天体对地球加载(靠近)和卸载(远离)过程中，其在正常情况下地球介质表现出的加卸载之比恒定(理论值)，但孕震区介质在临震阶段呈现出特殊的力学性态，地电场观测反映出的加卸载之比会出现相应的变化的特点，计算地电场观测到的这些微小变化从而为地震震中预测提供技术支撑。
方法：数据分析部分主要使用调和分析方法。利用三角函数对地电场观测资料(矢量计算结果)进行拟合，剔除掉观测资料中高频干扰信号的同时，得到信号的周期、位相及振幅信息。具体分析过程如下：
对于一个数据序列f(x)来讲，从数学上都可以表示成：
上式中a0表示f(x)的平均值，ak和bk是展开系数可由(2)式进行计算，k表示谐波的阶数，x表示数据序列f(x)的变量，n为数据个数，振幅由(3)式计算得到；
震中判定方法：
震中位置的判定方法使用的是交切法和插值法，交切方法就是使用不同地电场台站观测异常范围相互重叠的原理，而插值法主要是为了克服台站分布不均匀或稀疏的缺点而采用的一种数学补救措施。具体判定过程是：首先，利用插值方法对我国大陆区域的加卸载响应比进行插值计算，以不同的颜色表示不同的加卸载响应比；其次，通过颜色的剧烈转换(加卸载响应比的正负变化)以及台站之间异常范围的相互重叠(即交切)来确定未来可能震中位置。
利用本专利所保护的方法产出的图像产品，对我国大陆地区未来可能发生3.0级以上地震的地区进行具有短临意义的判定，有效提高我国防止地震灾害的能力。本专利能够利用地电场加卸载响应比对短临地震震中位置信息精确判定。
附：计算使用的数据(以北京延庆台为例)即本专利分析所基于的数据格式。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
Claims (5)
1.一种未来地震震中的判定方法，其特征在于，采用如下步骤利用插值方法对我国大陆区域地电场观测台网的数据的加卸载响应比进行插值计算，以不同的颜色表示不同的加卸载响应比；
其次，通过颜色的剧烈转换，即加卸载响应比的正负变化以及台站之间异常范围的相互重叠即交切来确定未来可能震中位置。
2.如权利要求1所述的一种未来地震震中的判定方法，其特征在于，所述的地电场观测台网的数据是指利用日、月天体对地球加载靠近和卸载远离过程中，其在正常情况下地球介质表现出的加卸载之比恒定理论值，但孕震区介质在临震阶段表现出弹性加塑性形变的特征，这种特殊的力学性态对地电场观测而言则表现为加卸载之比出现相应的变化；对加卸载之比进行差值方法计算。
3.如权利要求1所述的一种未来地震震中的判定方法，其特征在于，所述通过颜色的剧烈转换是指，定义加卸载之比正向变化为颜色A，定义加卸载之比负向变化为颜色B，在突变区域，标记为异常区域。
4.如权利要求1所述的一种未来地震震中的判定方法，其特征在于，所述的台站之间异常范围的相互重叠，是指在不同的临近台站均显示该区域为异常区域，提升优先级进行分析对比。
5.如权利要求3所述的一种未来地震震中的判定方法，其特征在于，所述的加卸载之比是指振幅的变化之比，利用三角函数对地电场观测资料的矢量计算结果进行拟合，剔除掉观测资料中高频干扰信号的同时，得到信号的周期、位相及振幅信息；具体分析过程如下：
对于一个数据序列f(x)来讲，从数学上都可以表示成：
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上式中a0表示f(x)的平均值，ak和bk是展开系数可由(2)式进行计算，k表示谐波的阶数,x表示数据序列f(x)的变量，n为数据个数，振幅由(3)式计算得到；
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|---|---|
| CN (1) | CN108061914A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109490950A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-19 | 中国地震台网中心 | 地震预测方法和系统 |
| CN109541676A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-03-29 | 甘肃省地震局 | 一种地电阻率和地电场观测台网的计算原理及方法 |
| CN109597119A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-09 | 中国地震台网中心 | 加卸载响应比计算方法和系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998049581A1 (en) * | 1997-05-01 | 1998-11-05 | Baroid Technology, Inc. | Method for determining sedimentary rock pore pressure caused by effective stress unloading |
| CN102193105A (zh) * | 2010-03-10 | 2011-09-21 | 韩蕴慧 | 电子感应震前特征性磁异常的防震预警器 |
-
2017
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998049581A1 (en) * | 1997-05-01 | 1998-11-05 | Baroid Technology, Inc. | Method for determining sedimentary rock pore pressure caused by effective stress unloading |
| CN102193105A (zh) * | 2010-03-10 | 2011-09-21 | 韩蕴慧 | 电子感应震前特征性磁异常的防震预警器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 任建辉 等: "黑龙江及周边地区中强地震前加卸载响应比特征分析", 《地震地磁观测与研究》 * |
| 赵鸿儒 等: "《工程多波地震勘探》", 30 November 1996, 地震出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109490950A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-19 | 中国地震台网中心 | 地震预测方法和系统 |
| CN109597119A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-09 | 中国地震台网中心 | 加卸载响应比计算方法和系统 |
| CN109541676A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-03-29 | 甘肃省地震局 | 一种地电阻率和地电场观测台网的计算原理及方法 |
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