基于BP網(wǎng)絡(luò)的地震預(yù)測(cè)算法分析與實(shí)現(xiàn).pdf

1、地震是地殼快速釋放能量造成震動(dòng)，期間產(chǎn)生震動(dòng)波的一種自然現(xiàn)象。每年全球會(huì)發(fā)生約550萬(wàn)次地震，地震的發(fā)生往往會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家，對(duì)于地震預(yù)測(cè)的研究有著非常重要的意義。地震的成因有很多，人類(lèi)至今對(duì)地震的成因和規(guī)律還認(rèn)識(shí)得不夠。地震學(xué)家不能直接觀測(cè)地球內(nèi)部，因此非常缺乏影響地震發(fā)生過(guò)程的種種因素的觀測(cè)數(shù)據(jù)。這造成了地震預(yù)測(cè)的研究進(jìn)程緩慢，并且準(zhǔn)確度不夠理想。
　　 在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天，大

2、量的預(yù)測(cè)算法被開(kāi)發(fā)，這些預(yù)測(cè)算法無(wú)論在效率上還是在準(zhǔn)確性上都優(yōu)于傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法。本文利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法中非常經(jīng)典的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，構(gòu)建一個(gè)地震預(yù)測(cè)模型。
　　 地震預(yù)測(cè)過(guò)程中，一個(gè)很重要的步驟是對(duì)特征的選取。本文的研究?jī)?nèi)容是以年份為特征，預(yù)測(cè)某目標(biāo)地區(qū)在該年份發(fā)生各震級(jí)地震的次數(shù)。如果以地震次數(shù)作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸出，會(huì)造成低震級(jí)地震的誤差所占總誤差權(quán)重過(guò)大，所以本文采取的方法是以地震次數(shù)的對(duì)數(shù)作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸出。為了使數(shù)據(jù)更適合B

3、P網(wǎng)絡(luò)來(lái)訓(xùn)練和預(yù)測(cè)，必須在將數(shù)據(jù)輸入到BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練之前對(duì)歷史地震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。這部分的主要工作是將文件中的記錄依次讀入，再通過(guò)地震記錄中的時(shí)間、經(jīng)緯度、震級(jí)對(duì)地震信息進(jìn)行篩選，統(tǒng)計(jì)該地區(qū)各年份各震級(jí)的發(fā)生次數(shù)并取對(duì)數(shù)。最后對(duì)輸入輸出分別做歸一化操作，小的輸入值可以使網(wǎng)絡(luò)更容易收斂，使用sigmoid單元的BP網(wǎng)絡(luò)輸出范圍為(0，1)，所以也要對(duì)輸出進(jìn)行歸一化。
　　 最后利用本文提出的以地震預(yù)測(cè)年份作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入的模型，