地震要如何预测有哪些简单预测的方法
地震预测问题提出的目的在于避免或减轻地震灾害。为此,它应当具有高度的可靠性,
预报不准会引起居民不必要的恐慌，给社会、经济带来损失。但可靠的预测是非常困难的，因为人类至今对地震的成因和规律还认识得很不够。地震学家不能直接观测地球内部，以
致对地震的孕育过程和影响这一过程的种种因素缺乏观测数据。因此，尽管地震预测问题
提出很久，但进展缓慢。各国科学家为此作了很大努力，但至今仍不能准确预测地震，在
最好的情况下也只能做出很粗略的估计。
地质方法
是以地震发生的地质构造条件为基础，宏观地估计地点和强度的一个途径。可用这种
方法在大面积上划分未来地震的危险地带，确定不同强度的危险地区。这种工作叫做地震
区域划分。由于地质的时间尺度太大，地震的时间预测不能依靠这一方法。
统计方法
是从地震发生的记录中去探索可能存在的统计规律，估计地震的危险性，求出发生某
种强度的地震的概率。统计方法的可靠程度决定于资料的多寡。中国历史悠久，在有些地区，地震资料丰富，运用统计方法可以提供有意义的结果。
前兆方法
是根据前兆现象预测未来地震的时间、地点与强度的方法。地质方法的着眼点是地震
发生的地质条件和在比较大的空间、时间尺度内地震活动的变化。统计方法所指出的只是
地震发生的概率和地震活动的某种“平均”状态。若要明确地预测地震的发生地点、强度
和时间，还是要靠地震的前兆。所以寻找地震前兆是地震预测的核心问题。为了取得可靠
的地震前兆，必须开展长期、广泛的观测和研究。
动物对于地震更为敏感，许多动物的某些器官感觉特别灵敏，它能比人类提前知道一
些灾害事件的发生，例如海洋中水母能预报风暴，老鼠能事先躲避矿井崩塌或有害气体等等。至于在视觉、听觉、触觉、振动觉，平衡觉器官中，哪些起了主要作用，哪些又起了
辅助判断作用，对不同的动物可能有所不同。伴随地震而产生的物理、化学变化振动、电、磁、气象、水氡含量异常等，往往能使一些动物的某种感觉器官受到刺激而发生异常反应。如一个地区的重力发生变异，某些动物可能能过它的平衡器官感觉到;一种振动异常，某
些动物的听觉器官也许能够察觉出来。地震前地下岩层早已在逐日缓慢活动，呈现出蠕动
状态，而断层面之间又具有强大的磨擦力，于是有人认为在磨擦的断层面上会产生一种每
秒钟仅几次至十多次、低于人的听觉所能感觉到的低频声波。人要在每秒20次以上的声
波才能感觉到，而动物则不然。那些感觉十分灵敏的动物，在感触到这种声波时，便会惊
恐万状，以致出现冬蛇出洞，鱼跃水面，猪牛跳圈，狗哭狼吼等异常现象。动物异常的种
类很多，有大牲畜、家禽、穴居动物、冬眠动物、鱼类等等。动物反常的情形，人们也有几句顺口溜总结得好：
震前动物有预兆，群测群防很重要。
牛羊骡马不进厩，猪不吃食狗乱咬。
鸭不下水岸上闹，鸡飞上树高声叫。
冰天雪地蛇出洞，大鼠叼着小鼠跑。
兔子竖耳蹦又撞，鱼跃水面惶惶跳。
蜜蜂群迁闹轰轰，鸽子惊飞不回巢。
家家户户都观察，发现异常快报告。
除此之外，有些植物在震前也有异常反应，如不适季节的发芽、开花、结果或大面积枯萎与异常繁茂等。
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按：转帖不代表本人赞同或反对文章观点。 他们预测了08年512大地震“国内要是不要,我们就给国外。”两位爱国者长长的叹息 我相信,我的民族能接受一切真相。——笔者翟明磊 中国地震局发言人称: 地震不可预测,这次汶川地震情况尤为特殊,震前没有发现任何前兆信息,没有前震,没有收到任何预测意见。我历时四个月的调查证明这是彻头彻尾的谎言。 但本文并不满足于证伪，我想带给读者的不是一次寻找小丑与英雄的旅行，而是面对科学与我们人性的惨痛见证，汶川地震预报失败在我们民族性格与体制中的腐败点：不合作，不独立，不负责，胆怯。我对自己的要求是不哗众取宠，不偏不倚，恰如其分,我对读者唯一的要求：对科学问题更多耐心与理解。 让我们开始寻找汶川预测真相的旅行。 ——笔者翟明磊 半个台测出汶川地震 2008年5月11晚上，北京民族学院南路一间屋子的灯通宵未熄，一对白发苍苍的老夫妻紧紧盯着计算机屏幕。老先生的老花镜只有一条腿，歪歪地架在鼻梁上有点滑稽。——他们是全世界唯一知道地震马上就要发生的人。 凌晨两点时，他们知道的是：距四川红格550公里到800公里的环带中,12日至13日将发生七级到八级的大地震。 他们不知道的是：震中的方位与具体地址。 因为他们已经弹尽粮绝，他们只剩下半个台站。
钱复业不为公众所知，这位七十四岁的老人在地震界却是一位实力人物。人称中国洋地电的“祖师奶奶”。当年她还是一位俊俏姑娘时就奉周总理之命，将苏联的地电方法引入中国，这位当年的风火的巾帼标兵在邢台试验场一干就八年。提起当年，最难忘的是邢台百姓拔了他们架下的电线,三十岁钱复业说“我们是为人民服务的。”邢台人对没报出地震的钱说：“你们为人民屁服务。”八年没有休息日，没有回家，孩子管父亲叫“叔叔。”活得象野人一样，常年住帐篷吃干粮，15分钟观测一次仪器.在特大洪水中是老百姓救了她们。地电的方法是将一公里长的电线埋入地下，当地层受压时，地下三百立方米的体积电阻变大，电阻率变小，从而测出地震前兆。得到李四光首肯后，这一方法在全国推广，成为预测地震的主要手段。目前全国仍有110个地电台，负责人大多是钱复业的徒子徒孙。 2003年，“地电祖师奶奶”闹革命了。因为她发现全国的地电台站大部分失灵了。原因是自从全国花了二十七个亿更新数字化台站后，这位创始人发现自己报不出地震了。这一年，她上报了四次地震，三次成功，一次失败。前三次用的是手动的传统地电仪，虚报的一次用的是地震局数字台站的数字仪器。 图片说明下图为汶川地震HRT波前兆红色部分即为异常区域。上图为唐山松潘等三个地震异常比较
竭诚为您提供优质的服务，优质的文档，谢谢阅读/双击去除 地震能否预测 地震能否预测 其实，“地震能否预测”作为一个基本的科学问题，一直拷问着地球科学界。 美国密苏里州立大学教授刘勉认为，要回答这一问题，需要将长期预测和短期预测分开来谈。长期预测目前已经有了很多进展。但对于短期预测来说，人类仍有很长的路要走。当然，一些新技术的出现，比如全球定位系统，会为地震预测研究带来很大的帮助。 伊利诺伊州立大学的副教授宋晓东（音译）的回答是：“依据人们目前对地震发生过程的了解程度，还不足以得出能否进行短期预测的结论。中国是世界上唯一成功进行过地震预报的国家，但这属于经验型预测范畴，其中包括年成功预测海城大地震。” 日本ｅｈｉｍｅ大学的赵大鹏教授的答案更为保守；“根据我们目前的知识和能力，还不可能够预测地震。只有在人们不断加深对地震的了解之后，才可能得出能否预测地震的明确结论。” 多年来，对这一问题国际上一直存在着激烈争论。其中，一个很
有影响的事例是，ｋｏｇａｎ、ｇｅｌｌｅｒ、ｊａｃｋｓｏｎ三位教授于上世纪九十年代末联名在《科学》杂志上发表了《地震无法预测》的论文。他们经历了近年苦心研究之后认为，地震是无法预测的，应打消可能会在几小时、几天或几个月之前预测地震的念头。他们的主要论点是：总结的地震前兆都不可靠；现行的经验预报方法是走不通的；按照地震过程的物理实质，准确预报是不可能的。他们认为“这是一项毫无希望的工作！” 在中国地震局的官方网页上，则有这样的介绍：“我们做出的较大时间尺度的中长期预报已有一定的可信度，但短临预报的成功率还相对较低……从世界范围说，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发展的规律，我们的预报主要是根据多年积累的观测资料和震例，进行经验性预报。” 进行预测有无必要？ 在《简明大不列颠百科全书》上，有对地震这样的描述：“任何天灾都比不上地震，能在如此短促的时间，如此广大的范围，造成如此巨大的损失。”正因如此，许多人也一直试图预测地震的发生。 其中一类就是一些痴迷的“民间爱好者”。这些人没有接受过基本的科学教育，往往通过一些神奇的手段，就自认为成功预测了地震的发生。不久前，一位河北的农民曾找到记者说，他自己早就预测到了伊朗巴姆大地震将要发生，其唯一的证据就是他手写的一堆谁也看不懂的数学公式。 在，一个经营私人天文台的日本人串田嘉男一夜成名。据报道，
地下结构地震破坏形式与抗震分析方法综述 摘要：随着人口的在激增以及经济的发展，人们的需求也开始狂飙式的增长。然而，城市的空间有限，地面空间已经被充分利用，人们的视线开始转为地下，地下结构的开发缓解了城市的地面压力。然而，由于地下结构的抗震技术的发展还并不成熟，在地震后，往往会造成地下结构的损坏甚至直接丧失继续工作的能力，给人们的财产安全带来威胁，影响人们的正常生活。因此在此文中对地下结构的震害形式以及近年来地下结构抗震分析的研究成果进行展示。以加深对地下结构震害的了解，并引起人们对地下结构抗震减震的重视。 关键词：地下结构抗震，震害形式，抗震分析，抗震减震 0 引言 地震是自然界自然界一种常见的自然灾害，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次地震。其中绝大多数太小或太远以至于人们感觉不到。真正能对人类造成严重危害的地震大约有一二十次，能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。然而，这种地震不仅仅会给损害人们的财产安全，更有甚者会威胁到生命安全。 以往的抗震研究主要集中在地上建筑。认为地下结构受到的外界环境较少，各方向约束较多，刚度较大，且高度较小，加之过去地下结构的建设规模相对较少，地下结构受地震作用引起的结构的严重破坏的相关资料也较少，因此地下结构的工程抗震研究及设计长期未得到足够的重视。 1923年日本关东大地震（M8.2），震区内116座铁路隧道，有82座受到破坏；1952 年美国加州克恩郡地震（M7.6），造成南太平洋铁路的四座隧道损坏严重；1976年唐山地震（M7.8），唐山市给水系统完全瘫痪，秦京输油管道发生五处破坏；1978年日本伊豆尾岛地震（M7.0）震后出现了横贯隧道的断裂，隧道衬砌出现了一系列的破坏；特别是1995年日本阪神大地震（M7.2）中，神户市及阪神地区几座城市的供水系统和污水排放系统受到严重破坏，其中神户市供系统完全破坏，并基本丧失功能。神户市部分地铁车站和区间隧道受到不同程度的破坏，其中大开站最为严重，一半以上的中柱完全倒塌，导致顶板坍塌和上覆土层大量沉降，最大沉降量达2.5m。 地震对地下结构造成大规模破坏的同时，地震对地下结构的安全性构成的威胁也开始引起了人们的重视，地下结构工程抗震从业者在震后获取了大量的地震动作用在地下结构上产生的动力特性及影响结构动 力响应的影响因素等宝贵资料，对地下结构工程抗震减震领域的发展具有极大的推动作用。 近年来，关于地下结构的工程抗震分析方法的文献大量涌现。学者从不同角度对地下结构抗震进行阐述，并且有不少理论转化为工程技术，在工程实践中得到了论证。笔者试图综合前人的研究成果，在本文中简要介绍地下结构在地震作用下的破坏形式以及地下结构抗震分析方法，以便加深对地下结构工程抗震的了解，也可增加人们对地下结构工程抗震的重视程度。 1 地下结构震害 由于所处环境、约束情况等的差异，地下结构的破坏形式与结构破坏的影响因素与地上结构有很多不同之处。 1.1 地下结构震害形式 以下以日本阪神地震为主要对象，结合其他地震造成的震害，总结了地铁车站、地下管道、地下隧道的主要震害形式。
我国未来地震预报和防灾工作开展的几点建议 摘要：四川汶川大地震对我国人民生命财产造成了巨大损失，通过分析该次地震的突然性和成因以及地震发生后中暴露出的建筑物大量倒塌，较高的震亡率等问题等对我国地震预防和防灾机制进行了分析，并提出了个人的一些见解 关键词：地震预防抗震减灾城市生命线 引言 我国由于东邻环太平洋地震带，南接欧亚地震带，地震情况相当复杂，具有频度高、强度大、分布广、震源浅的特征，同时由于人口稠密、建筑物抗震能力较低，因此我国是世界上地震活动水平最高、地震灾害最重的国家，震后建筑物和城市生命线遭到严重破坏，火，水，气，泥石流等次生灾害也时有发生，人民的安全受到严重威胁，因此对于地震的预防和采取相应的防震减灾措施已经成为当务之急。 2008年5月12日在我国四川省汶川发生的8.0级大地震属于大陆内部地震，是大型板块的断层活动，为浅源地震，由北川断层的逆冲-右旋错动导致的。同时由于聚集能量巨大，在突然释放时能量沿着板块裂缝传递，对各板块产生挤压，地震破裂尺度较大，导致其他省份也产生明显震感，最终造成数万人死亡，建筑物大量倒塌，同时引发包括堰塞湖，泥石流等次生灾害。汶川大地震也是中国一九四九年以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震，在断层错动时间，地震张量指数，以及地震的强度、烈度上均超过了1976年唐山大地震。 地震发生前夕，我国地震监测台网没有做出地震预报，但由于我国防灾应急机制启动迅速，以及各省市对受灾地区的迅速有效支援最大限度的减小了人员伤亡。 1 地震预报的现状和困难 严重的地震灾害及其加速发展的震灾形势给社会公众带来了对防震减灾的强烈社会需求。而通过地震预报和在预报基础上的震灾防御是实现地震减灾的最基本途径。 1.1 地震预报的研究现状 从６０年代中期开始，世界一些地震频繁的国家相继开展有计划的地震预报研究，美国和日本都是多地震国家，也是目前世界上地震预报技术最先进的两个国家，其中美国于1964年组织了一批有声望的地震科学家拟定了地震预报的研究规划，开展了与地震孕育、发生相关的地震活断层调查、地震前兆观测和地震孕育理论等地震预报研究，并于８０年代在加利福尼亚州一个名叫帕克菲尔德的地震区建立了地震预报实验场。日本政府从1964年开始推行地震预报研究的第一个５年计划。1994年已进入第７个地震预报５年计划，其重点是地震预报实用化和确定地震预报方法、提高地震预报精度的观测研究，并加强地震预报的基础研究和新技术开发。前苏联则从６０年代初开始，在中亚远东地区建立一系列地震预报实验场，开展地震预报的现场研究和基础性的实验论研究。但从总体上看，３０多年的科学进展与实现地震预报的科学目标之间还存在很大的距离。正如美国地震学会会长、地震预报评估委员会主席、加州理工学院教授克拉伦斯．艾伦在评定地震预报进展情况时所说：地震预报的进展要比初期预料的缓慢得多，地震预报的科学难度要比原先预料的困难得多。 1.2 困难所在 地震预报由于涉及到大陆地震成因和孕震理论，地震前兆机理，地震前兆探测中的基础性研究问题等因素。考虑到地球的不可入性，以及在不同的地理构造环境、不同的时间阶段，不同震级的地震显示出的地震孕律的复杂性和地震发生的小概率性使得当前地震预报工作整体进展不快。当前的地震预报总体水平是很低的。准确的短临预报意见也是非常少的，因此目前世界地震学界最主流的学术观点仍然是地震无法预测。
成功预测地震，中国人创造的奇迹远不止一两次！ -----汶川大地震思考之二 1.海城大地震。 1975年2月14日19时36分，在辽宁省海城、营口一带发生7.3级强烈地震。由于从中央到地方高度重视，群测群防，海城地震成功预测，只死亡1300人。专家们预计，这次地震如果没有预报，将会死亡10万多人。海城地震，被联合国承认干得最漂亮的预测。 中国地震局局长陈建民说，一九七五年辽宁海城地震的成功预报，是中国同时也是整个人类第一次对大地震做出成功预报，取得了巨大的减灾实效。 2.唐山大地震中的青龙县奇迹。 唐山大地震因为种种原因错过预警机会酿成巨大的人员损失，而青龙县县城仅离距唐山115公里，因为青龙县地震办工作人员王春青在听说大震预报后，赶紧回去向县委作了报告。县委当即决定釆取有关措施，结果全县47万人，仅有一人直接死于地震，还是因为心脏病。 3.四川绵阳市的松平地震。1976年8月16日，松潘、平武之间发生7.2级地震。地震属震群型，主震之后又发生22日6.7级地震和23日7.2级地震。这次地震有感范围较大，西至甘肃高台，南至昆明，北至呼和浩特，东至长沙，最大半径1150公里。这次地震的同时，平武县又暴雨成灾，致使洪水、崩塌、滑坡、泥石流泛滥成灾，加重了灾情和损失。 由于在党委、政府的领导下，发动群众，开展群测群防，经过全省地震工作者的艰苦努力，敢于探索，以保护人民生命财产为已任，做出了较为准确的、具有减灾实效的短临预报，大大地减轻了地震灾害的损失。据不完全统计，这次地震使平武县受灾达11478户，45509人；死亡军民23人，重伤90人，轻伤477人，直接经济损失达数千万元人民币。 此次松潘-平武地震预报是在探索中的成功，赢得了中外地震界和联合国教科文组织的赞誉，成为四川人民和广大地震工作者的骄傲；不仅极大地增强了四川地震工作者继续探索地震预报的信心，而且吸引了美国、日本等十几个国家几十位地震学家，在70年代末、80年代初，多次前来考察。 因对松潘-平武地震的成功预报，四川省地震局先后获1978年全国科技大会奖、四川省科学大会奖、1979年四川省科技成果一等奖、国家地震局1984年度科技成果一等奖。 **根据2006年中国地震局中国地震台网中国地震信息网《邢台大地震四十周年祭：中国地震预报从这里走来》的记录，“自一九六六年邢台大地震始，在充分合理地应用中国几十年积累的地震预报经验的基础上，中国科学家对某些地震做出了较成功预报，如一九七五年辽宁海城七点三级地震、一九九五年云南孟连中缅边界七点三级地震、二零零三年云南大姚六点二级与甘肃民乐六点一级地震等。”** 4.云南孟连地震。1995年7月12日清晨，孟连县中缅边界发生7.3级地震。此前，同一地区曾发生 5.5级和 6.2级地震。震后又发生3级以上余震197次。地震受灾地区为5个县39个乡镇，面积达124000平方公里，人口约60万。地震造成l1人死亡，136人受伤，其中26人受重伤，数千人无家可归，4.2万间民房、329
知识点拨 方法导引 列表分析法 本节知识具有关联性，要同时记住一些相互之间有联系、特点又截然不同的地理事物和现象，用列表方式进行比较，便于掌握。 疑难解析 1.地震 (1)地震的发生： 地震一般指岩石圈的天然震动。
①注：地应力——当物体受到外力作用时，在它的内部同时产生一个与外力相对抗的力，这就是内力。单位面积上的内力叫做应力。地应力就是出现在地壳中的应力。 (2)震源、震中(读图 ) 震源——岩层发生断层引起地震的地方叫震源。 震中——和震源相对应的地面上的点叫震中。 (3)震级、烈度 震级——地震的大小通常用震级来表示。震级是表示地震本身能量大小的等级。地震释放出来的能量越大，震级每增加一级，能量约增加30倍左右。 烈度——同一次地震，在不同地区所造成的破坏程度是不相同的。某一地区的地面所受的破坏强度，用烈度来表示。 2. 3.滑坡、泥石流形成的条件： 解：滑坡和泥石流是一种分布较广的自然灾害。主导因素都是斜坡重力作用，分布地区基本相同。 滑坡的形成条件：一是地质条件和地貌条件。二是内力，外力和人为作用影响。
泥石流的形成条件：(1)陡峻的便于集水、集物的地形地貌。(2)丰富的松散物质。(3)短时间内有大量的水源。它们爆发突然，历时短暂，来势凶猛，具有强大的破坏力。 4.如何理解地质灾害的关联性 解：地质灾害之间的关系，就个体而言，有着偶然性和地域性的限制。但是从总体上看，它们之间以及其他自然因素之间有着明显的关联性。基于地质灾害的发生，既有自然原因，又有人为原因，有时人类活动对地质灾害发生了推波助浪的复合效应。 ①各种地质灾害在成因上的关联性——多发生在地壳活动强烈地区。如川、滇、黔接壤地带。 ②灾害发生过程中的群发性——由原生灾害引发次生灾害，例如天文、气象、水文因子可触发地震；地震可衍生山崩、滑坡、泥石流、海啸、瘟疫等群灾伴生，以致形成恶生循环的灾害性。 ③地质灾害的社会性——所谓灾害是相对人类这个主群体而言的，如果没有人类这个主群体，便无灾害可言。例如，地震、滑坡、泥石流发生在无人区，就只能被视作地质现象，而无灾害的对象了。同时，人类这个社会既是灾害的承受者，又是灾害的制造者。如违反自然规律的人类不合理的活动(过量抽取地下水，滥采、滥伐、滥垦、修建水库大坝不注意生态问题等)，可以直接或间接诱发地质灾害。 典例精评 例读图回答下列问题： (1)读图可以看出我国西南地区是地震和泥石流的多发地区，在川、滇、黔交界处形成了以地震、滑坡、泥石流为主的灾害系统。导致该地区三种地质灾害多发的自然原因是。 (2)人类活动及其对自然环境施加的影响，可以直接或间接地诱发地质灾害。人类对植被的破坏是_____________________(地质灾害)日趋频繁的重要原因，人类大规模的工程活动是造成_____________________(地质灾害)的重要原因。 (3)当今世界，地质灾害发生的频度和成灾强度不断提高的原因是。 解析：读图获得信息，川、滇、黔交界处地质灾害的分布地区是一致的。分析可知这是地质灾害成因上的关联性所致。 答案：(1)川、滇、黔交界处位于世界主要地震带上，是现代地壳活动强烈的地区，也是地震频发的地区，山体中断裂发育，造成岩石破碎，地表有大量松散的堆积物，一旦有暴雨，就形成了泥石流。(2)泥石流滑坡 (3)除了自然因素外，人类活动可以直接或间接地诱发地质灾害。当今世界人口迅速增长，经济密集发展，导致人口分布集中，人类大规模的工程活动和对自然环境的严重破坏，使地质灾害发生的频度和强度不断提高。 知识强化 1.下列现象属于地质灾害的是 ( )
子波基本理论与提取方法 1地震子波基本原理 由震源激发、经地下传播并被人们在地面或井中接收到的地震波通常是一个短的脉冲振动，称该振动为振动子波。它可以理解为有确定起始时间和有限能量，在很短时间内衰减的一个信号。地震子波其振动的一个根本属性是振动的非周期性。因此，它的动力学参数应有别于描述周期振动的振幅、频率、相位等参数，而用振幅谱、相位谱等概念来描述。 子波一般是物理可实现的，特别是地震子波，作为一个物理滤波器的响应函数，自然是物理可实现的，所有必定为非零相子波，但不同子波相位延迟不同。子波包括最小相位子波、最大相位子波、混合相位子波。 子波的Z 变换是一个多项式： n n z b z b z b b z B ++++=...)(221 若此多项式的全部零点均在单位圆外，则为最小相位子波；在单位圆内，为最大相位子波；零点在单位圆的内外都有，则为混合相位子波。
2地震子波的数学模型 实际中的地震子波是一个很复杂的问题，因为地震子波与地层岩石性质有关，地层岩石性质本身就是一个复杂体。为了研究方便，仍需要对地震子波进行模拟，目前普遍认为雷克提出的地震子波数学模型具有广泛的代表性，即称雷克子波。最小相位的地震子波的数学模型为： ft e t b at π2sin )(2-= 式中：f 为子波的主频；)ln(22M f =α为子波衰减系数；|/|21m m M =为最 大波峰值1m 和最大波谷值2m 之对比。其波形大致如图所示： 3地震子波提取的基本方法 地震子波的提取方法有两大类：第一类是确定性子波提取方法；第二类是统计性子波提取方法。确定性子波提取方法指的是利用测井资料首先计算出反射系
精心整理2011年赣南师院数学建模竞赛选拔赛 题目地震预测模型 摘要： 本文前三个任务主要考虑是各指标的变化对地震发生问题的影响，通过对各指标数据量的分析建立相应的模型，并对任务四和任务五给出了合理的解答。 针对任务一：我们从原始数据中计算出各项指标的日均值，绘制出各指标分年度的时间序列图， 磁波幅度 。 关键词： 一·问题的重述 1.1背景分析 地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动。虽然预测地震是世界性难题，但迄今科学界普遍认为，有可能反映地震前兆特征的指标可能不少于10个。已经有专业仪器在多个定点实时按秒记录这些指标的数据，期望通过对记录数据的分析研究找到地震的前兆特征。 现已采集到某地2005年1月1日至2010年6月30日按小时观测的10多个指标的数据，和该地区该时期内已发生地震的时刻、经纬度、震级及震源深度的数据。这些数据中隐藏着地震发生的前兆特征。科学地截取这些数据的有用片段，对数据进行合理地预处理，用数学方法揭示地震前兆
的数据特征，是一项很有意义的研究工作。 题给数据中的这10多个指标，究竟哪些与地震的发生有关，有何种关系，是单一关系还是复合关系；除这10多个指标外还有哪些因素及含题给指标在内的哪些指标的哪种数学模型更能反映地震的前兆特征等等，人们迄今仍不很清楚，需要进行深入地研究。地震数据的观测是持续进行的，随着时间的推移数据的规模会不断扩大。从中挖掘地震的前兆特征，必须有合理的数学模型，也必须有科学高效的算法分析平台。因此，需要我们结合附件中给出的实际记录数据，尝试完成以下任务。 1.2任务的提出 任务一：分析数据特征，建立数学模型以度量各指标对地震发生的敏感程度。 越大 任务三：中要结合题给数据，建立数学模型来研究地震发生前的数量特征。主要运用贝叶斯判别分析法进行建模，对已给数据进行先验信息、后验信息分析。 任务四：要将计算程序集结成地震数据分析平台，能够完成其它地震数据的分析，并能自动输出前任务的重要分析结果。 任务五：是针对进一步的研究设想写一篇切实可行的报告。 三·问题的基本假设 （1）地震监测点的监测设施能正常运转； （2）地震监测设施周围不存在影响其工作效能的干扰源，如飞机场、发电厂等；
地震预测 根据对地震规律的认识，预测未来地震的时间、地点和强度。实现地震预测的基础是认识地震孕育的物理过程及在此过程中地壳岩石物理性质和力学状态的变化。 简介 地震预报是针对破坏性地震而言的，是指在破坏性地震发生前作出预报，使人们可以防备。地震预报要指出地震发生的时间、地点、震级，这就是地震预报的三要素。完整的地震预报这三个要素缺一不可。地震预报按时间尺度可作如下划分：长期预报指对未来10年内可能发生破坏性地震的地域的预报。中期预报指对未来1～2年内可能发生破坏性地震的地域和强度的预报。短期预报指对3个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。临震预报指对10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报。根据对地震规律的认识，预测未来地震的时间、地点和强度。实现地震预测的基础是认识地震孕育的物理过程及在此过程中地壳岩石物理性质和力学状态的变化。[1] 目的 概述 地震预测问题提出的目的在于避免或减轻地震灾害。为此,它应当具有高度的可靠性,预报不准会引起居民不必要的恐慌，给社会、经济带来损失。但可靠的预测是非常困难的，因为人类至今对地震的成因和规律还认识得很不够。地震学家不能直接观测地球内部，以致对地震的孕育过程和影响这一过程的种种因素缺乏观测数据。因此，尽管地震预测问题提出很久，但进展缓慢。各国科学家为此作了很大努力，但至今仍不能准确预测地震，在最好的情况下也只能做出很粗略的估计。 预测方法 地震是大地构造活动的结果，所以地震的发生必然和一定的构造环境有关。同时，地震不是孤立发生的，它只是整个构造活动过程中的一个事件，在这个事件之前，还会发生其他事件。如果能确认地震前所发生的事件，就可以利用它作为前兆来预测地震。另外，地震的发生又带有随机性。在积累着的构造应力作用下，岩石在何时、何处发生破裂，决定于局部构造中的薄弱点及其性质，而对这些薄弱点的分布和性质常常不能清楚了解；此外，地震还可能受一些未知因素的影响。因此，预测地震有时就归结为估计地震发生的概率问题。根据以上这些考虑,地震预测方法大致可以分为3类：地震地质、地震统计和地震前兆。它们不是彼此无关，而是互有联系的。若将3种方法配合使用，效果会更好。①地震地质方法是以地震发生的地质构造条件为基础，宏观地估计地点和强度的一个途径。可用这种方法在大面积上划分未来地
地震波阻抗反演方法综述 一、地震反演技术研究现状 地震反演方法是一门综合运用数学、物理、计算机科学等学科发展起来的新技术新方法，每当数学方法、物理理论有了新的认识和发展时，就会有新的地震反演技术、方法的提出。随着计算机技术的不断发展、硬件设施的不断升级，这些方法技术得到了实践验证和提升，反过来地震反演技术运用中出现的新问题、新思路又不断促使数学方法、地球物理学理论的再次发展。时至今日，地震反演技术仍然是一个不断发展、不断成熟、不断丰富着的领域。 反演是正演的逆过程，在地震勘探中正演是已知地下的地质构造情况、岩性物性分布情况，根据地震波传播规律和适当的数学计算方法模拟地震波在地下传播以及接收地震波传输到地表信息的过程。地球物理反演就是使用已知的地震波传播规律和计算方法，将地表接收到的地震数据通过逆向运算，预测地下构造情况、岩性物性分布情况的过程。地震波阻抗正演是对反演的理论基础和实现手段。 1959年美国人Edwin Laurentine Drake在宾夕法尼亚州开凿的第一口钻井揭开了世界石油工业的序幕。从刚开始的查看地质露头、寻找构造高点寻找石油，到通过地震剖面的亮点技术寻找石油，再到现在运用多种科学技术手段进行油气资源的预测，石油勘探经历了一个飞速的发展历程。 声波阻抗（AI）是介质密度和波在介质中传播速度的乘积，它能够反映地下地质的岩性信息。声波阻抗反演技术是20世纪70年代加拿大Roy Lindseth博士提出的，通过反演能够将反映地层界面信息的地震数据变为反映岩性变化的波阻抗（或速度）信息。由于波阻抗与地下岩石的密度、速度等信息紧密联系，又可以直接与已知地质、钻井测井信息对比，因此广泛应用于储层的预测和油藏描述中，深受石油工作者的喜爱。70年代后期，从地震道提取声波资料的合成声波技术得到了快速发展，以此为基础发展的基于模型的一维有井波阻抗反演技术，提高了反演结果的可靠性。进入80年代，Cooke等人将数学中的广义线性方法运用于地震资料反演，提出了广义线性地震反演。此后Seymour等人又提出了测井声波资料和地震数据正反演相结合求取地下声波阻抗的测井约束反演，大大拓宽了反演结果的纵向分辨能力。 90年代，在基于前人对地质统计学研究的基础上Bortoli和Haas提出了地质统计学反演，Dubrule等人对该方法进行了改进和推广。在国内随着油田对地震反演技术的广泛应用，以周竹生为主提出的地震、地质和测井资料联合反演方法，将地质信息引入地震反演中，提高的反演结果与地质认识的联系，克服了线性反演存在的缺陷。1996年，李宏兵等人将宽频带约束方法应用于递推反演并对其进行改进，减弱了噪音对反演结果的影响。 1999年，任职于英国石油公司的Connolly在《弹性波阻抗》一文中介绍了弹性波阻抗（EI）的概念和计算方法，阐述了不同入射角度（偏移距）地震道集部分叠加反演波阻抗随入射角之间的关系，但是该方法求取的弹性阻抗随入射角变化很大，无法与常规叠后反演波阻抗直接比较，因此推广应用较为困难。2002年，Whitcombe通过修正Patrick Connolly的计算公式，得到了弹性波阻抗的归一化求取方法，消除了弹性阻抗随入射角变化大的难题。2003年，西北大学马劲风教授从Zoeppritz方程简化出发提出了广义弹性波阻抗的概念，克服了以往波阻抗反演要求地震波垂直入射到地表的假设条件，推导出了任意入射角下纵波反射系数的递推公式，提高了中等入射角度下弹性波阻抗反演的精度。
地震预测 根据所认识的地震发生规律，用科学方法对未来地震发生的时间、地点和强度作预先的估计。地震预报则是在具备一定可靠程度的前提下将地震预测的意见向公众宣布。有实用价值的地震预报必须同时报出时间、地点和强度。科学的地震预测是将来实现地震预报的基础。 地震预测是第二次世界大战结束以后开展的探索性研究项目，特别是中、短期或临震前的预测尚处于探索阶段，远远没有到可以实用的程度。一些学者对实现地震预报抱有怀疑，对于用行政手段组织地震预测持保留态度。 地震预测的科学前提是认识地震孕育和发生的物理过程，包括地球介质物理、力学性质的异常变化。但是人类对地震成因和地震发生的规律还知之甚少，主要是因为地震是宏观自然界中大规模的深层的变动过程，不同于实验室中单纯的可控条件下进行的样品试验，其影响因素过于复杂，还可能有人类未知的因素存在。人们所能做的是在地面上观测某些物理量，这种观测通常是不完全的和不完善的。在当代科学技术条件下，人们还不能深入地球内部直接或间接观测深层介质的物理状态，因为测量过程本身就将打破原有的状态。而所能观测的物理量异常变化是否与地震的发生真正相关还不能确知。这就是地震预测研究所以进展缓慢的真实原因。 地震预测研究有3种不同的思路: ①地震地质。地震发生在地壳中上层，故认定地震应属于地质过程。研究已发生的大地震的地质构造特点，应有助于今后判定何处具备发生大地震的地质背景。但有些地震发生前，地质构造往往不甚明朗，震后才发现有某个断层，认为与地震有关。 ②地震统计。对过去已发生的地震，运用数理统计方法，从中发现地震发生的规律，特别是时间序列的规律，根据过去以推测未来。此法把地震问题归结为数学问题。因需要对大量地震资料作统计，研究的区域往往过大，所以判定地震的地点有困难，而且外推常常不准确。 ③地震前兆。地震是地球介质的破裂，故认定地震应属于物理过程。观测地球物理场各种参量以及地下水等异常变化，可能找到有用的地震前兆。前兆研究中的最大困难是，观测中常遇到各种天然的和人为的干扰，而所谓的前兆与地震的对应往往也是经验性的。尚未找到一种普遍适用的可靠的前兆。 以上3种思路都有片面性，都不能独立地解决地震预测问题。实际采取的是综合的办法，把3种不同思路所得放在一起对比参照，力求对未来的地震活动作出估计。 地震预测是世界难题，第一，地球的不可入性。大家知道上天容易入地难，我们对地下发生的变化，只能通过地表的观测来推测；第二，地震孕律的复杂性。通过专家多年的研究，现在逐渐认识到地震孕育、发生、发展的过程十分复杂，在不同的地理构造环境、不同的时间阶段，不同震级的地震都显示出相当复杂的孕律过程；第三，地震发生的小概率性。大家可能都感觉到，全球每年都有地震发生，有些还是比较大的地震。但是对于一个地区来说，地震发生的重复性时间是很长的，几十年、几百年、
地震灾害综述 041005084 王小莉城环1001 摘要：地震反映了地球表层的构造活动，全球地震活动可以分为碰撞带大陆区和大洋区。大陆地震以其片状的分散分布而不同于板块边缘的带状分布，大洋区地震活动则相对较弱。本文以四川汶川地震和青海玉树地震为例，分析地震构造因素以及震后的影响和治理方案。探究在地震预警和预报方面有无可行性方案。 关键词：地震、构造、治理方案 引言 地震灾害当指地震给人类带来的祸害。地震是板块运动的结果,是现今地球动力学过程的重要现象,地震是岩石的破裂,严格地讲是断层的粘滑失稳只有在破裂贯通时才产生失稳和压力降。本文探讨了地震的形成原因及其分布特征，并以汶川和玉树地震为例研究了地震灾害所造成的后果，最后分析了地震的预报和预警的可行性。 地震的形成原因 浅源地震是地壳运动的产物，是地壳内部应变能释放的一种形式，并且和断层的活动密切有关，显然这种能量释放的过程、破裂机制及构造格局是受地壳活动和地壳内部介质的物性条件所控制。因此对地壳活动的规律、介质的特性以及深部构造与强震关系的研究是了解地震形成的理论基础。 事实上最根本的因素渊源于地慢深处物质的上涌和沿上地慢顶部的侧向移动，控制了断裂活动和地震的形成。从山东地区上地慢的几何形态及地壳结构，显示了上地慢物质由沂沐壳隆带向东西两侧流动的状态。沂沐断裂带及聊考断裂带的深部分别为两个地慢隆起带即沂沐地慢隆起带和聊考地慢隆起带。两个隆起带之间为泰沂蒙地慢凹陷区。沂沐地慢隆起带以东是胶东地慢凹陷区。这种上地慢形态控制了沂沐断裂带、聊考断裂带及鲁西断块、胶东断块中新生代以来的活动，如中生代时期地慢物质大幅度的上涌引起沂沐断裂带的扩张，产生强烈断陷并充填了数千米甚至近万米的沉积物伴有大量的基性岩浆溢出。 针对于地震这种地质作用过程,特殊情况有:当断裂作用发生、并向地壳深部扩展,该断裂向上与地表连通,由于断裂减压,使得含水区域上方的压力接近水临界压力时,从而温度和压力都达到水的临界值时,此时热容等物理化学参数出现奇异性变化,而趋于无穷大,相应的热压系数及热压也将趋于无穷大,出现瞬时压力的增加,从而触发地震。简言之,即断裂与水物理化学性质临界奇异性变化的耦合可触发地震。 这其中有一个潜在的前提: 地壳(包括整个岩石圈)中局部降温过程是缓慢的,而局部降压可以是很快的,如出现连通地表的深断裂时、就可造成地壳中局部区域压力的快速下降。 地震的分布 大陆地震以其片状的分散分布而不同于板块边缘的带状分布。 ( l )欧亚大陆:欧亚大陆是全球最大的大陆,这里的地震活动是除4个环太平洋俯冲地震区外全球第5强的地震活动区绝大部分地震活动分布在中国及其邻区。 ( 2 )北美洲:北美大陆中部为稳定的加拿大一格陵兰地盾和中央台地组成的地台,西部为科迪勒拉褶皱带。北美洲板块主要地震活动位于西部,即在北美板块和太平洋板块交界附近，而又被胡安德福卡板块分为南北两区。 ( 3 )非洲:非洲大陆是冈瓦纳古陆的一个重要部分，古近纪末以来,东部非洲在区域隆起的基础上出现裂谷运动。裂谷西支规模比较小, 发生过一系列7级大震。东支火山活动比较广泛,未记录到M7以上地震活动。东支向北的红海裂谷,主要地震活动发生在裂谷之北的死海转换断层上。
第12期(总第336期)国 际 地 震 动 态No.12(Serial No1336) 2006年12月Recent Devel opments in World Seis mol ogy Dece mber,2006 地震预警技术研究中的参考文献3 蒋长胜 姚雪绒 (中国地震局地球物理研究所,北京100081) 摘 要 针对潜在破坏性大地震的早期预警系统已在几个发达国家或地区运行多年,并已积累了很多成功的经验。本文收集整理了国内外有关地震预警系统研究的参考文献,以供相关领域研究者参考之用。 关键词 地震预警;实时地震学;参考文献 中图分类号 P315 文献标识码 A 作为防震减灾的重要研究课题,地震预测预报工作目前的发展仍处于探索阶段,尚未完全达到实用,世界上许多国家和地区都在关注地震预报研究的同时大力发展地震预警和速报系统。地震速报系统提供快速的地震资讯,能够满足社会大众和新闻媒体的需求,而地震预警系统则提供预警信息,更能直接向重大工程及民生设施采取紧急地震应变提供机会。 目前,美国、墨西哥、土耳其和我国台湾地区的部分城市和区域都已建立了实用的生命线地震紧急自动处置系统或地震预警系统,一些系统已经受了地震考验,并积累了许多成功经验。日本更是在地震预警系统建设和研究上走在了世界前列,其自2006年8月1日起开通了世界上首套面向全国范围服务的地震预警系统,这一预警系统一旦探测到地震中最初的微震时,就会向铁路、建筑、电力和医疗等部门即时发出警报。日本各相关单位都能无偿使用这项服务,能在地震波到达前10～30s收到地震警报。此外,世界上的其他国家和地区的一些城市,如亚美尼亚首都埃里温、罗马尼亚首都布加勒斯 3收稿日期:2006212204。特等地也都在研究或筹划预警系统的建立。 一套完整的地震预警系统包括地震检测、信息传输、中心控制或决策系统以及警报发送4部分,预警技术涉及的学科领域广泛。我们这里重点关注的是地震预警研究中相关地震学问题的研究进展,特此收集了部分国内外学术期刊或会议文集上公开发表的文献,并分类整理成参考文献目录以供大家参考。本文献目录按照震相自动拾取(表1)、实时地震学(表2)、预警系统中地震参数快速测定和震害速报(表3)以及国外地震预警系统介绍和地震预警研究综述(表4)4个方面分类列出。需要特别说明的是,无论是震相自动拾取还是预警系统中地震参数快速测定和震害速报实质上是从属于实时地震学范畴的,本目录中的“实时地震学”类参考文献实际上是指除去上述两方面以外的并与地震预警密切相关的研究,譬如准实时地震自动定位等技术和方法,另考虑到知识系统的全面性,此类还收集了若干篇实时地震学领域的综述性文章。 开展地震预警技术研究,发展我国的地震预警系统,对减少地震人员伤亡和减轻地震灾害都有十分重大的意义。我国数字地震观测技术系统的大规模建设和发展,已使利
地震的预测 地震前兆 地震前自然界出现的可能与地震孕育、发生有关的各种征兆称作地震前兆。大体有两类：微观前兆：人的感官不易觉察，须用仪器才能测量到的震前变化。例如，地面的变形，地球的磁场、重力场的变化，地下水化学成分的变化，小地震的活动等。 宏观前兆：人的感官能觉察到的地震前兆。它们大多在临近地震发生时出现。如井水的升降、变浑，动物行为反常，地声、地光等。 地下水异常 ①水位、水量的反常变化。如天旱时节井水水位上升，泉水水量增加；丰水季节水位反而下降或泉水断流。有时还出现井水自流、自喷等现象。 ②水质的变化。如井水、泉水等变色、变味（如变苦、变甜）、变浑，有异味等。 ③水温的变化。水温超过正常变化范围。 ④其他。如翻花冒泡、喷气发响、井壁变形等。 生物异常 动物是观察地震前兆的“活仪器”，它们往往在震前出现各种反常 行为，向人们预示灾难的临近。已发现有上百种动物震前有一定反常表现，其中异常反应比较普遍的有20多种，最常见的动物异常现象有： 惊恐反应：如大牲畜不进圈，狗狂吠，鸟或昆虫惊飞、非正常群迁等。 抑制型异常：如行为变得迟缓，或发呆发痴，不知所措；或不肯进食等。 生活习性变化：如冬眠的蛇出洞，老鼠白天活动不怕人，大批青蛙上岸活动等。 电磁异常 电磁异常是指地震前家用电器，如收音机、电视机、日光灯等出现的失灵现象。最常见的是收音机的失灵、手机信号减弱或消失、电子闹钟失灵等现象。 地声 临近地震发生前，往往有声响自地下深处传来，这就是“地声”。地声一般出现在震前几分钟、几小时、几天或更早；以临震前几分钟出现得最多。 地声的声响与平日人们熟悉的声音不同且多种多样。如：“犹如列车从地下奔驰而来”“似采石放连珠炮般的声响”“类似于机器轰鸣声”“狂风呼啸声”“石头相互摩擦声”等等。但是，有时地声也不易与远处传来的风声、雷声、机器轰鸣声等相鉴别。 地光 地光也是临震前的一种宏观现象，中国已在多次地震前观测到，它们一般出现在临震前或震时，也有出现于震前数小时或更早的。 地光的颜色很多，有红、黄、蓝、白、紫等，有的也像电火光。它们的形状各异，有带状光、片形光、球状光、柱状光、火样光等。地光出现的时间一般很短，所以不易观测。鉴别地光也有一定难度，因为它的形状和颜色有时也与电焊光、闪电等有相似之处。 地震监测 手段方法 （1）测震：记录一个区域内大小地震的时空分布和特征，从而预报大地震。人们常说的“小震闹，大震到”，就是以震报震的一种特例。当然，需要注意的是“小震闹”并不一定导致“大震到”。 （2）地壳形变观测：许多地震在临震前，震区的地壳形变增大 ，可以是平时的几倍到几十倍。如测量断层两侧的相对垂直升降或水平位移的参数，是地震
大地震来临之前预测方法 副标题： 作者：本站整理文章来源：网络点击数：715 更新时间：2003-12-10 切事物都有过去，一切事物都有未来。未来是一个令人神往的字眼，它给人以希望.未来又是个充满未知的字眼，它给人以迷茫。 要创造光辉的未来，就要正确地预测未来。凡事预则立，不预则废。未来可知吗？科学表明，在一定意义上，未来可知，未来可测。未来是怎么预测的呢？ 日月有常，星辰有行，日月星辰的运行是有一定的周期，它们周而复始，循环往复。月亮围着地球转，地球围着太阳转，年年月月，月月年年，运行不息。月亮的盈亏引起了潮汐的变化。大海永不止息地潮涨潮落，大潮小潮，早潮晚潮，都有一定的规律。 根据月球运动周期，我们可以预测月相变化，预测海潮涨潮退潮的时间。 根据太阳地球和月亮的运动周期和相对位置，天文学家能够预测日食和月食。科学家们早就预测到，97年3月9日，将发生本世纪最后一次日全食。就在这一天9时09分左右，一个巨大的黑影准时地遮没了太阳。月晕而风，础润而雨。 任何事物的发生，常常有一个蕴酿的过程。蕴酿过程中，总会有某些前兆发生，认识了前兆现象我们就可以预测未来。 地震是地球内部运动的一种自然的现象。它造成极大的破坏力。地震来临时，地光闪烁，天崩地裂。高楼夷为平地，城市变为废墟。地震是地质运动的激烈变化，它的形成，伴随着能量的积累，这个过程会引起大地的形变，会引起声、光、电磁等物理、气象和生物的变化。认识了这些变化，就能预测地震。 １９７３年，中国地震工作者发现了辽宁营口地区的地质形变、地磁等等的变化，根据这些地震前兆，加强了观测的频度和密度。１９７４年１２月间，人们发现了井水变浑、冒泡等水文反常现象，人们又发现蝴蝶、蚂蚁等昆虫活动反常，家禽和家畜也活动异常。２月初，地震工作者又发现了水中氡的含量剧变、地电反应异常，有的井水自喷，有的井水则猛然下降。对这些现象进行了综合分析后，地震工作者认为地震在即，２月４日发出了紧急预报，不久地震发生了。由于预报及时，大大减少了人员的死伤。现在，地震专家应用了灵敏的仪器，不断地收集着地质变化的各种信息，帮助预测和预报地震。 人们常说，天有不测风云，其实，地震可测，风云也可测。风云变幻，但是，它也会有各种征兆可寻。云，是大气流动和水汽多少的反映。因此，观云可以测天。天高云淡，说明水汽稀少，秋高气爽，干燥无雨。如勾的卷云，表明一场风雨就要来临，正如民谚所说的，天上勾勾云，地下雨淋淋。天上布满鱼鳞斑的高积云，表明气流稳定，预示着一个大好的晴天。农民会据此预测，“天上布满鱼鳞斑，明日晒谷不用翻。”事物之间常常有着内在的联系。 １９８２年２月底，墨西哥的爱尔.基琼火山爆发.科学家们预测着火山喷发会引起什么
2006年10月 第41卷 第5期 3山东省东营市中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,257061本文于2005年12月21日收到,修改稿于2006年5月12日收到。 本项研究受高等学校博士学科点专项科研基金(No.20020008004)部分资助。 ?处理方法? 高阶统计量地震子波估计建模 戴永寿3①② 郑德玲① 魏 磊② 霍志勇② (①北京科技大学信息工程学院;②中国石油大学(华东)信息与控制工程学院) 摘 要 戴永寿,郑德玲,魏磊,霍志勇.高阶统计量地震子波估计建模.石油地球物理勘探,2006,41(5):514～518,540 本文在反射系数序列为非高斯、平稳和统计独立的随机过程,地震子波为非因果、混合相位的假设条件下,分别应用滑动平均(MA )和自回归滑动平均(ARMA )模型对地震记录进行建模,并采用运算代价较小的基于高阶累积量的线性化求解方法———累积量矩阵方程法进行了子波提取和模型适应性的研究。数值模拟结果和实际地震数据处理结果表明:自回归滑动平均(ARMA )模型比滑动平均(MA )模型具有参数节省、模型更为高效的特点;累积量矩阵方程法可以有效地压制加性高斯噪声,但对累积量样本估计的准确性要求较高;如果累积量样本估计的误差和方差适度,结合自回归滑动平均(ARMA )模型描述的累积量矩阵方程法可以高效、准确地估计出地震子波。 关键词 高阶累积量 子波 自回归滑动平均(ARMA ) 滑动平均(MA ) 建模 1 引言 作为地震资料反褶积处理、波阻抗反演以及正演模拟的基础工作,准确的地震子波估计对于高分辨率、高信噪比、高保真度的地震勘探数据处理具有极为重要的意义。统计性子波提取方法的基本原理是首先对反射系数序列的分布做某种假设,然后利用地震记录的统计信息进行子波估计。在没有任何先验知识的情况下,通常假设反射系数序列为一个非高斯、平稳和统计独立的随机过程,假设子波为一个非因果、非最小相位系统,加性噪声为高斯色噪声。因此在利用地震记录的统计信息进行子波估计时,其高阶累积量不仅能保留系统的相位信息,而且能较好地压制高斯色噪声,显示出此法的优越性。 近年来,基于高阶累积量的参数化子波估计方法得到了快速发展。Lazear [1]首先引入滑动平均(MA )模型描述地震记录,然后将子波四阶矩和地震资料的四阶累积量在最小均方误差意义下进行拟合,并用梯度下降法求解目标函数。随后,Velis 等人[2]及尹成等人[3]试图应用特性更好的全局最优化 方法解拟合函数,但求解效率普遍较低。石殿祥等 人[4]基于高阶累积量研究了非最小相位子波提取问题,虽取得了一定的成果,但依然沿用了滑动平均(MA )模型来描述地震记录。 本文分别采用滑动平均(MA )模型和自回归滑动平均(ARMA )模型来描述地震记录,并借助基于高阶累积量的线性化参数估计方法———矩阵方程法求解模型参数,最终精确估计了地震子波。 2 地震记录的滑动平均(MA)模型描 述及矩阵方程法子波提取 地震记录y (n )可视为一个零均值的平稳随机过程,且符合如下褶积模型 y (n )= ∑q i =0 w (i )r (n - i )+v (n ) =w (n )3r (n )+v (n ) (1) 式中:w (n )为地震子波;r (n )为反射系数序列;v (n )为环境噪声。显然,式(1)符合典型的滑动平均(MA )模型表达式,因此可以把地震记录看作是有限脉冲响应(FIR )系统的含噪输出。对于上述模型有如下假设: