24790.基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的天文地震預(yù)測(cè)研究

1、I通SEARCHONASTRoNOMICALEARTHQUAKEFORECASTMETHODSBASEDONBPNEURALNETWORKADissertationSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYNIEHong1in—SupervisedbyProfHUWu—shengSchoolofTransportationSouthea

2、stUniversityMarch2012摘要摘要論文主要結(jié)合國(guó)家863計(jì)劃“空間數(shù)據(jù)挖掘的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究”(No2007AAl22228)，江蘇省科技支撐計(jì)劃(社會(huì)發(fā)展)“基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期地震預(yù)測(cè)方法研究”(NoBE2009663)等科研基金展開天文地震預(yù)測(cè)方面的研究。地震孕育過程的復(fù)雜性以及地球內(nèi)部觀測(cè)的困難性，使得地震預(yù)測(cè)至今仍是世界級(jí)的科學(xué)難題。雖然國(guó)內(nèi)外有眾多的專家學(xué)者都對(duì)地震預(yù)測(cè)進(jìn)行了深入研究，但是在真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)地震

3、三要素進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)方面始終未能取得實(shí)質(zhì)性的突破，所以地震預(yù)測(cè)研究目前依然停留在初期的科學(xué)探索階段，地震預(yù)測(cè)水平總體不高，特別是短期與臨震預(yù)測(cè)的水平與社會(huì)需求相距甚遠(yuǎn)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很強(qiáng)的非線性映射功能，能夠較好地反映地震發(fā)生之前出現(xiàn)的各類異常因素與未來地震震級(jí)及發(fā)震時(shí)間之間的非線性關(guān)系，近年來被廣泛地應(yīng)用于地震預(yù)測(cè)領(lǐng)域。本文以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)地震預(yù)測(cè)方法展開了深入研究，嘗試建立一種區(qū)域性的短期天文地震預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來

4、預(yù)測(cè)周期內(nèi)研究區(qū)域可能發(fā)生的最大地震進(jìn)行較為準(zhǔn)確的量化預(yù)測(cè)，其主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：(1)經(jīng)過分析國(guó)內(nèi)外地震預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀和已經(jīng)取得的一些研究成果，總結(jié)了目前地震預(yù)測(cè)研究存在的一些不足，并針對(duì)采用“地震”一詞可能存在一定的不科學(xué)與不嚴(yán)密性，提出了“天文地震”的概念并將這種理念應(yīng)用于地震預(yù)測(cè)模型的建立。(2)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為本文地震預(yù)測(cè)研究的技術(shù)支撐，首先對(duì)其發(fā)展歷程和基本原理進(jìn)行了詳細(xì)的學(xué)習(xí)，然后重點(diǎn)對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體算法和數(shù)學(xué)模

5、型進(jìn)行了深入的研究，最后簡(jiǎn)要敘述了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的不足以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。(3)地震數(shù)據(jù)是地震預(yù)測(cè)研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，本文對(duì)地震數(shù)據(jù)的種類、特點(diǎn)等進(jìn)行了介紹。重點(diǎn)詳述了幾種常見的能夠描述地震時(shí)、空、強(qiáng)活動(dòng)特性的地震參數(shù)以及天文因素對(duì)誘發(fā)地震存在潛在影響的天文時(shí)變參量，并給出了相應(yīng)的計(jì)算方法。(4)地震數(shù)據(jù)的預(yù)處理是一個(gè)極其繁瑣的過程，本文對(duì)地震數(shù)據(jù)預(yù)處理的實(shí)施流程和各個(gè)環(huán)節(jié)的具體處理方法進(jìn)行了詳述，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震數(shù)據(jù)智能化和高效率地預(yù)處理。

6、(5)重點(diǎn)探討了多元線性回歸預(yù)測(cè)模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在地震預(yù)測(cè)方面各自存在的一些優(yōu)缺點(diǎn)。本文提出了一種基于多元線性回歸分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的天文地震預(yù)測(cè)融合模型，經(jīng)過對(duì)多元線性回歸預(yù)測(cè)模型的模型誤差補(bǔ)償，顯著地提高了地震預(yù)測(cè)效果。(6)為了驗(yàn)證天文地震預(yù)測(cè)融合模型的可靠性與實(shí)用性，建立了四個(gè)不同區(qū)域的天文地震預(yù)測(cè)融合模型并進(jìn)行相應(yīng)的工程應(yīng)用研究。在四川、青海區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了對(duì)汶川、玉樹特大地震比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)；在江蘇、北京區(qū)域地震預(yù)測(cè)精度分