基于多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的地震異常檢測(cè)與分析研究
發(fā)布時(shí)間：2021-01-12 09:49
地震是突發(fā)性自然災(zāi)害,其破壞性大,危害嚴(yán)重。本世紀(jì)以來(lái)全球地震頻發(fā),尤其是中強(qiáng)地震,給人類(lèi)造成了巨大災(zāi)難和損失。地震預(yù)測(cè)和地震活動(dòng)的監(jiān)測(cè)與預(yù)警一直是地震學(xué)研究的主要問(wèn)題之一。隨著遙感技術(shù)和數(shù)據(jù)同化技術(shù)的發(fā)展,海量的遙感數(shù)據(jù)和多源同化資料為地震活動(dòng)監(jiān)測(cè)研究提供了長(zhǎng)期、時(shí)空連續(xù)的地表、大氣和電離層參量,同時(shí)也為地震異常監(jiān)測(cè)與預(yù)警提供了更多的參考和依據(jù)。本文基于地震“巖石圈-地表-大氣圈”耦合模型,以2010年2月27日智利地震為例,利用衛(wèi)星和多源觀測(cè)數(shù)據(jù)同化資料,結(jié)合地表和電離層的多個(gè)參量（地表潛熱通量（SLHF）、表面溫度（SKT）、電、磁參量等）,采用不同的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)地震前、后參量異常信息進(jìn)行了檢測(cè)和分析。研究嘗試將一維連續(xù)小波變換（CWT）方法應(yīng)用于地表潛熱通量時(shí)間序列信號(hào)的異常檢測(cè),與標(biāo)準(zhǔn)偏差法對(duì)比,驗(yàn)證該方法的有效性,并分析了不同尺度、頻率的SLHF異常特征。本文首次將小波多尺度分解、固定窗口的滑動(dòng)相關(guān)分析法（SCA）應(yīng)用于地震電、磁參量的異常提取,并結(jié)合時(shí)頻分析和CWT變換方法,研究地震電、磁不同參量異常在時(shí)間、頻率和尺度上的分布,以及參量間的相關(guān)性變化。此外,為去除太陽(yáng)活...
【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
太陽(yáng)活動(dòng)與地球磁場(chǎng)
Ez 的波譜參量。其中地表潛熱通量來(lái)自美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP, National CEnvironment Prediction）和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR, National CentosphereResearch）再分析數(shù)據(jù)[43]。電離層電、磁參量數(shù)據(jù)由法國(guó) DEMETER（Detlectromagnetic Emission Transmitted from Earthquake Region）衛(wèi)星提供[44-46]，該射為地震電磁異常信息探測(cè)和地震-電磁異常耦合機(jī)制研究提供了寶貴的資料預(yù)處理過(guò)程中主要利用 IDL、C#語(yǔ)言編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理程序和界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)、分類(lèi)和成圖工作的處理。 地表潛熱通量與表面溫度數(shù)據(jù)地表潛熱通量（SLHF, SurfaceLatentHeatFlux），反映了地表系統(tǒng)與大氣之間的，它主要描述的是由于水的相變（凝結(jié)、蒸發(fā)、融化）所吸收或釋放的熱量。通量與地表下墊面類(lèi)型、相對(duì)濕度、相對(duì)氣壓有很強(qiáng)的相關(guān)性，在水域或相對(duì)大的地方其值較高，在陸地或相對(duì)濕度小干旱的區(qū)域其值相對(duì)較小。表面溫度（
圖 3-2 利用 Panoply 軟件顯示全球地表潛熱通量日均值Fig3-2 Earth Mean Daily Skin Temperature in Panoply Software美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）主要結(jié)合遙感規(guī)觀測(cè)手段，利用數(shù)據(jù)同化技術(shù)對(duì)地表、大氣和海洋等探測(cè)數(shù)據(jù)同化處理，獲相關(guān)的再分析資料數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)基于全球譜模式（GSM,Global Spectral Mode空間分為 194×94 個(gè)格點(diǎn)，橫向分辨率為 1.875°，縱向分辨率為 1.458°，時(shí)分為 6 小時(shí)和 24 小時(shí)兩種。通�？捎� COLA 發(fā)展的自由軟件 GrADS 或 PM可視化自由軟件 FERRET 以及 RSI 提供的商用軟件包 IDL 進(jìn)行操作處理[47]，料包括等壓面資料、地面資料和通量資料等，根據(jù)變量名逐年生成獨(dú)立文件。地表潛熱通量屬于地表通量數(shù)據(jù)集，本研究選擇的是每日均值數(shù)據(jù)，單位為 W/P/NCAR 數(shù)據(jù)中心提供的原始數(shù)據(jù)為 NetCDF（NetwareCommonDataForm）格名為“.nc”，每個(gè)文件包括一年 365 天的數(shù)據(jù)，即 365 層。在處理數(shù)據(jù)時(shí)，利用編程，根據(jù)源數(shù)據(jù)的分辨率、變量名、維數(shù)等信息循環(huán)讀取數(shù)組，并按時(shí)間順
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]探測(cè)與2008年汶川MS8.0和2013年蘆山MS7.0地震相關(guān)的大氣CH4和CO異常變化[J]. 崔月菊,杜建國(guó),李營(yíng),郭秋娜. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào). 2016(05)
[2]中國(guó)電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星工程研制進(jìn)展[J]. 王蘭煒,申旭輝,張宇,張興國(guó),胡哲,顏蕊,袁仕耿,朱興鴻. 地震學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]地震電離層探測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張學(xué)民,申旭輝,趙庶凡,劉靜,歐陽(yáng)新艷,婁文宇,澤仁志瑪,何建輝,錢(qián)庚. 地震學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]部分云覆蓋下紅外輻射傳輸模型及對(duì)火山灰云的敏感性研究[J]. 趙營(yíng)營(yíng),朱琳,孫文彬,李文杰. 紅外技術(shù). 2016(04)
[5]汶川地震前的地磁場(chǎng)日變化特征分析[J]. 張凌,杜愛(ài)民,郎雪,張鐵龍,楊冬梅,趙旭東. 地球物理學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]衛(wèi)星熱紅外遙感在地震預(yù)測(cè)和斷層活動(dòng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張璇,張?jiān)?張麗峰. 地質(zhì)論評(píng). 2016(02)
[7]蘇門(mén)答臘兩次M>8.0地震前后CO和O3衛(wèi)星遙感氣體地球化學(xué)異常與地面驗(yàn)證[J]. 孫玉濤,崔月菊,劉永梅,杜建國(guó),張煒斌,張冠亞. 地震研究. 2014(02)
[8]地震電磁衛(wèi)星電離層擾動(dòng)研究進(jìn)展綜述[J]. 尼魯帕爾·買(mǎi)買(mǎi)吐孫,張永仙. 地震. 2012(01)
[9]2009年青海海西地震序列的潛熱通量異常時(shí)空特征[J]. 秦凱,吳立新,馬未宇. 科技導(dǎo)報(bào). 2010(04)
[10]地震預(yù)測(cè):回顧與展望[J]. 陳運(yùn)泰. 中國(guó)科學(xué)（D輯:地球科學(xué)）. 2009(12)
博士論文
[1]地震電離層異常統(tǒng)計(jì)特征與基于汶川MS8.0地震的地—?dú)怆姶篷詈涎芯縖D]. 李美.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]基于GEOSS的地震遙感熱異常時(shí)空分析方法與檢驗(yàn)[D]. 秦凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]汶川Ms 8.0地震后川西地區(qū)的氣體地球化學(xué)[D]. 周曉成.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[4]提取現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)信息的定量熱紅外遙感方法研究[D]. 陳順云.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2006
碩士論文
[1]地磁活動(dòng)指數(shù)與太陽(yáng)活動(dòng)關(guān)系的研究[D]. 羅小熒.云南大學(xué) 2015
[2]小波變換及其在地震電磁信號(hào)分析中的應(yīng)用研究[D]. 韓冰.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2014
[3]改進(jìn)型PI方法提取地震電離層擾動(dòng)異常的深入研究[D]. 夏彩韻.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 2015
[4]地震前熱異常機(jī)理的多物理場(chǎng)耦合數(shù)值模擬研究[D]. 丁留偉.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2013
[5]一次入海氣旋發(fā)展的同化試驗(yàn)[D]. 朱業(yè).浙江大學(xué) 2012
[6]衛(wèi)星紅外與微波亮溫對(duì)比研究及在地震監(jiān)測(cè)中的初步應(yīng)用[D]. 閆麗莉.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2012
[7]電磁衛(wèi)星高能粒子處理方法研究與初步應(yīng)用[D]. 王飛飛.中國(guó)石油大學(xué)（華東） 2012
[8]地震電磁疑似異常特征提取與地震相關(guān)性分析[D]. 張軼鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]小波方法在地震遙感信息提取中的應(yīng)用[D]. 熊攀.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 2009
[10]利用DEMETER衛(wèi)星電場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)汶川地震的電離層效應(yīng)的研究[D]. 何宇飛.中國(guó)地震局地球物理研究所 2009
本文編號(hào)：2972634
【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
太陽(yáng)活動(dòng)與地球磁場(chǎng)
Ez 的波譜參量。其中地表潛熱通量來(lái)自美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP, National CEnvironment Prediction）和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR, National CentosphereResearch）再分析數(shù)據(jù)[43]。電離層電、磁參量數(shù)據(jù)由法國(guó) DEMETER（Detlectromagnetic Emission Transmitted from Earthquake Region）衛(wèi)星提供[44-46]，該射為地震電磁異常信息探測(cè)和地震-電磁異常耦合機(jī)制研究提供了寶貴的資料預(yù)處理過(guò)程中主要利用 IDL、C#語(yǔ)言編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理程序和界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)、分類(lèi)和成圖工作的處理。 地表潛熱通量與表面溫度數(shù)據(jù)地表潛熱通量（SLHF, SurfaceLatentHeatFlux），反映了地表系統(tǒng)與大氣之間的，它主要描述的是由于水的相變（凝結(jié)、蒸發(fā)、融化）所吸收或釋放的熱量。通量與地表下墊面類(lèi)型、相對(duì)濕度、相對(duì)氣壓有很強(qiáng)的相關(guān)性，在水域或相對(duì)大的地方其值較高，在陸地或相對(duì)濕度小干旱的區(qū)域其值相對(duì)較小。表面溫度（
圖 3-2 利用 Panoply 軟件顯示全球地表潛熱通量日均值Fig3-2 Earth Mean Daily Skin Temperature in Panoply Software美國(guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）主要結(jié)合遙感規(guī)觀測(cè)手段，利用數(shù)據(jù)同化技術(shù)對(duì)地表、大氣和海洋等探測(cè)數(shù)據(jù)同化處理，獲相關(guān)的再分析資料數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)基于全球譜模式（GSM,Global Spectral Mode空間分為 194×94 個(gè)格點(diǎn)，橫向分辨率為 1.875°，縱向分辨率為 1.458°，時(shí)分為 6 小時(shí)和 24 小時(shí)兩種。通�？捎� COLA 發(fā)展的自由軟件 GrADS 或 PM可視化自由軟件 FERRET 以及 RSI 提供的商用軟件包 IDL 進(jìn)行操作處理[47]，料包括等壓面資料、地面資料和通量資料等，根據(jù)變量名逐年生成獨(dú)立文件。地表潛熱通量屬于地表通量數(shù)據(jù)集，本研究選擇的是每日均值數(shù)據(jù)，單位為 W/P/NCAR 數(shù)據(jù)中心提供的原始數(shù)據(jù)為 NetCDF（NetwareCommonDataForm）格名為“.nc”，每個(gè)文件包括一年 365 天的數(shù)據(jù)，即 365 層。在處理數(shù)據(jù)時(shí)，利用編程，根據(jù)源數(shù)據(jù)的分辨率、變量名、維數(shù)等信息循環(huán)讀取數(shù)組，并按時(shí)間順
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]探測(cè)與2008年汶川MS8.0和2013年蘆山MS7.0地震相關(guān)的大氣CH4和CO異常變化[J]. 崔月菊,杜建國(guó),李營(yíng),郭秋娜. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào). 2016(05)
[2]中國(guó)電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星工程研制進(jìn)展[J]. 王蘭煒,申旭輝,張宇,張興國(guó),胡哲,顏蕊,袁仕耿,朱興鴻. 地震學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]地震電離層探測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張學(xué)民,申旭輝,趙庶凡,劉靜,歐陽(yáng)新艷,婁文宇,澤仁志瑪,何建輝,錢(qián)庚. 地震學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]部分云覆蓋下紅外輻射傳輸模型及對(duì)火山灰云的敏感性研究[J]. 趙營(yíng)營(yíng),朱琳,孫文彬,李文杰. 紅外技術(shù). 2016(04)
[5]汶川地震前的地磁場(chǎng)日變化特征分析[J]. 張凌,杜愛(ài)民,郎雪,張鐵龍,楊冬梅,趙旭東. 地球物理學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]衛(wèi)星熱紅外遙感在地震預(yù)測(cè)和斷層活動(dòng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張璇,張?jiān)?張麗峰. 地質(zhì)論評(píng). 2016(02)
[7]蘇門(mén)答臘兩次M>8.0地震前后CO和O3衛(wèi)星遙感氣體地球化學(xué)異常與地面驗(yàn)證[J]. 孫玉濤,崔月菊,劉永梅,杜建國(guó),張煒斌,張冠亞. 地震研究. 2014(02)
[8]地震電磁衛(wèi)星電離層擾動(dòng)研究進(jìn)展綜述[J]. 尼魯帕爾·買(mǎi)買(mǎi)吐孫,張永仙. 地震. 2012(01)
[9]2009年青海海西地震序列的潛熱通量異常時(shí)空特征[J]. 秦凱,吳立新,馬未宇. 科技導(dǎo)報(bào). 2010(04)
[10]地震預(yù)測(cè):回顧與展望[J]. 陳運(yùn)泰. 中國(guó)科學(xué)（D輯:地球科學(xué)）. 2009(12)
博士論文
[1]地震電離層異常統(tǒng)計(jì)特征與基于汶川MS8.0地震的地—?dú)怆姶篷詈涎芯縖D]. 李美.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]基于GEOSS的地震遙感熱異常時(shí)空分析方法與檢驗(yàn)[D]. 秦凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]汶川Ms 8.0地震后川西地區(qū)的氣體地球化學(xué)[D]. 周曉成.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[4]提取現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)信息的定量熱紅外遙感方法研究[D]. 陳順云.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2006
碩士論文
[1]地磁活動(dòng)指數(shù)與太陽(yáng)活動(dòng)關(guān)系的研究[D]. 羅小熒.云南大學(xué) 2015
[2]小波變換及其在地震電磁信號(hào)分析中的應(yīng)用研究[D]. 韓冰.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2014
[3]改進(jìn)型PI方法提取地震電離層擾動(dòng)異常的深入研究[D]. 夏彩韻.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 2015
[4]地震前熱異常機(jī)理的多物理場(chǎng)耦合數(shù)值模擬研究[D]. 丁留偉.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2013
[5]一次入海氣旋發(fā)展的同化試驗(yàn)[D]. 朱業(yè).浙江大學(xué) 2012
[6]衛(wèi)星紅外與微波亮溫對(duì)比研究及在地震監(jiān)測(cè)中的初步應(yīng)用[D]. 閆麗莉.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 2012
[7]電磁衛(wèi)星高能粒子處理方法研究與初步應(yīng)用[D]. 王飛飛.中國(guó)石油大學(xué)（華東） 2012
[8]地震電磁疑似異常特征提取與地震相關(guān)性分析[D]. 張軼鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]小波方法在地震遙感信息提取中的應(yīng)用[D]. 熊攀.中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所 2009
[10]利用DEMETER衛(wèi)星電場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)汶川地震的電離層效應(yīng)的研究[D]. 何宇飛.中國(guó)地震局地球物理研究所 2009
本文編號(hào)：2972634
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/projectlw/dqwllw/2972634.html
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