基于多源卫星数据的地震异常检测与分析研究
发布时间：2021-01-12 09:49
地震是突发性自然灾害,其破坏性大,危害严重。本世纪以来全球地震频发,尤其是中强地震,给人类造成了巨大灾难和损失。地震预测和地震活动的监测与预警一直是地震学研究的主要问题之一。随着遥感技术和数据同化技术的发展,海量的遥感数据和多源同化资料为地震活动监测研究提供了长期、时空连续的地表、大气和电离层参量,同时也为地震异常监测与预警提供了更多的参考和依据。本文基于地震“岩石圈-地表-大气圈”耦合模型,以2010年2月27日智利地震为例,利用卫星和多源观测数据同化资料,结合地表和电离层的多个参量（地表潜热通量（SLHF）、表面温度（SKT）、电、磁参量等）,采用不同的数据处理方法对地震前、后参量异常信息进行了检测和分析。研究尝试将一维连续小波变换（CWT）方法应用于地表潜热通量时间序列信号的异常检测,与标准偏差法对比,验证该方法的有效性,并分析了不同尺度、频率的SLHF异常特征。本文首次将小波多尺度分解、固定窗口的滑动相关分析法（SCA）应用于地震电、磁参量的异常提取,并结合时频分析和CWT变换方法,研究地震电、磁不同参量异常在时间、频率和尺度上的分布,以及参量间的相关性变化。此外,为去除太阳活...
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳活动与地球磁场
Ez 的波谱参量。其中地表潜热通量来自美国环境预报中心（NCEP, National CEnvironment Prediction）和美国国家大气研究中心（NCAR, National CentosphereResearch）再分析数据[43]。电离层电、磁参量数据由法国 DEMETER（Detlectromagnetic Emission Transmitted from Earthquake Region）卫星提供[44-46]，该射为地震电磁异常信息探测和地震-电磁异常耦合机制研究提供了宝贵的资料预处理过程中主要利用 IDL、C#语言编写数据处理程序和界面，实现对数据、分类和成图工作的处理。 地表潜热通量与表面温度数据地表潜热通量（SLHF, SurfaceLatentHeatFlux），反映了地表系统与大气之间的，它主要描述的是由于水的相变（凝结、蒸发、融化）所吸收或释放的热量。通量与地表下垫面类型、相对湿度、相对气压有很强的相关性，在水域或相对大的地方其值较高，在陆地或相对湿度小干旱的区域其值相对较小。表面温度（
图 3-2 利用 Panoply 软件显示全球地表潜热通量日均值Fig3-2 Earth Mean Daily Skin Temperature in Panoply Software美国环境预报中心（NCEP）和美国国家大气研究中心（NCAR）主要结合遥感规观测手段，利用数据同化技术对地表、大气和海洋等探测数据同化处理，获相关的再分析资料数据。该数据基于全球谱模式（GSM,Global Spectral Mode空间分为 194×94 个格点，横向分辨率为 1.875°，纵向分辨率为 1.458°，时分为 6 小时和 24 小时两种。通常可用 COLA 发展的自由软件 GrADS 或 PM可视化自由软件 FERRET 以及 RSI 提供的商用软件包 IDL 进行操作处理[47]，料包括等压面资料、地面资料和通量资料等，根据变量名逐年生成独立文件。地表潜热通量属于地表通量数据集，本研究选择的是每日均值数据，单位为 W/P/NCAR 数据中心提供的原始数据为 NetCDF（NetwareCommonDataForm）格名为“.nc”，每个文件包括一年 365 天的数据，即 365 层。在处理数据时，利用编程，根据源数据的分辨率、变量名、维数等信息循环读取数组，并按时间顺
【参考文献】：
期刊论文
[1]探测与2008年汶川MS8.0和2013年芦山MS7.0地震相关的大气CH4和CO异常变化[J]. 崔月菊,杜建国,李营,郭秋娜. 矿物岩石地球化学通报. 2016(05)
[2]中国电磁监测试验卫星工程研制进展[J]. 王兰炜,申旭辉,张宇,张兴国,胡哲,颜蕊,袁仕耿,朱兴鸿. 地震学报. 2016(03)
[3]地震电离层探测技术及其应用研究进展[J]. 张学民,申旭辉,赵庶凡,刘静,欧阳新艳,娄文宇,泽仁志玛,何建辉,钱庚. 地震学报. 2016(03)
[4]部分云覆盖下红外辐射传输模型及对火山灰云的敏感性研究[J]. 赵营营,朱琳,孙文彬,李文杰. 红外技术. 2016(04)
[5]汶川地震前的地磁场日变化特征分析[J]. 张凌,杜爱民,郎雪,张铁龙,杨冬梅,赵旭东. 地球物理学报. 2016(03)
[6]卫星热红外遥感在地震预测和断层活动中的应用研究进展[J]. 张璇,张元生,张丽峰. 地质论评. 2016(02)
[7]苏门答腊两次M>8.0地震前后CO和O3卫星遥感气体地球化学异常与地面验证[J]. 孙玉涛,崔月菊,刘永梅,杜建国,张炜斌,张冠亚. 地震研究. 2014(02)
[8]地震电磁卫星电离层扰动研究进展综述[J]. 尼鲁帕尔·买买吐孙,张永仙. 地震. 2012(01)
[9]2009年青海海西地震序列的潜热通量异常时空特征[J]. 秦凯,吴立新,马未宇. 科技导报. 2010(04)
[10]地震预测:回顾与展望[J]. 陈运泰. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(12)
博士论文
[1]地震电离层异常统计特征与基于汶川MS8.0地震的地—气电磁耦合研究[D]. 李美.中国地质大学(北京) 2015
[2]基于GEOSS的地震遥感热异常时空分析方法与检验[D]. 秦凯.中国矿业大学（北京） 2013
[3]汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D]. 周晓成.中国科学技术大学 2011
[4]提取现今构造活动信息的定量热红外遥感方法研究[D]. 陈顺云.中国地震局地质研究所 2006
硕士论文
[1]地磁活动指数与太阳活动关系的研究[D]. 罗小荧.云南大学 2015
[2]小波变换及其在地震电磁信号分析中的应用研究[D]. 韩冰.中国地震局地质研究所 2014
[3]改进型PI方法提取地震电离层扰动异常的深入研究[D]. 夏彩韵.中国地震局地震预测研究所 2015
[4]地震前热异常机理的多物理场耦合数值模拟研究[D]. 丁留伟.中国地震局地质研究所 2013
[5]一次入海气旋发展的同化试验[D]. 朱业.浙江大学 2012
[6]卫星红外与微波亮温对比研究及在地震监测中的初步应用[D]. 闫丽莉.中国地震局地质研究所 2012
[7]电磁卫星高能粒子处理方法研究与初步应用[D]. 王飞飞.中国石油大学（华东） 2012
[8]地震电磁疑似异常特征提取与地震相关性分析[D]. 张轶鹏.哈尔滨工业大学 2010
[9]小波方法在地震遥感信息提取中的应用[D]. 熊攀.中国地震局地震预测研究所 2009
[10]利用DEMETER卫星电场数据对汶川地震的电离层效应的研究[D]. 何宇飞.中国地震局地球物理研究所 2009
本文编号：2972634
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳活动与地球磁场
Ez 的波谱参量。其中地表潜热通量来自美国环境预报中心（NCEP, National CEnvironment Prediction）和美国国家大气研究中心（NCAR, National CentosphereResearch）再分析数据[43]。电离层电、磁参量数据由法国 DEMETER（Detlectromagnetic Emission Transmitted from Earthquake Region）卫星提供[44-46]，该射为地震电磁异常信息探测和地震-电磁异常耦合机制研究提供了宝贵的资料预处理过程中主要利用 IDL、C#语言编写数据处理程序和界面，实现对数据、分类和成图工作的处理。 地表潜热通量与表面温度数据地表潜热通量（SLHF, SurfaceLatentHeatFlux），反映了地表系统与大气之间的，它主要描述的是由于水的相变（凝结、蒸发、融化）所吸收或释放的热量。通量与地表下垫面类型、相对湿度、相对气压有很强的相关性，在水域或相对大的地方其值较高，在陆地或相对湿度小干旱的区域其值相对较小。表面温度（
图 3-2 利用 Panoply 软件显示全球地表潜热通量日均值Fig3-2 Earth Mean Daily Skin Temperature in Panoply Software美国环境预报中心（NCEP）和美国国家大气研究中心（NCAR）主要结合遥感规观测手段，利用数据同化技术对地表、大气和海洋等探测数据同化处理，获相关的再分析资料数据。该数据基于全球谱模式（GSM,Global Spectral Mode空间分为 194×94 个格点，横向分辨率为 1.875°，纵向分辨率为 1.458°，时分为 6 小时和 24 小时两种。通常可用 COLA 发展的自由软件 GrADS 或 PM可视化自由软件 FERRET 以及 RSI 提供的商用软件包 IDL 进行操作处理[47]，料包括等压面资料、地面资料和通量资料等，根据变量名逐年生成独立文件。地表潜热通量属于地表通量数据集，本研究选择的是每日均值数据，单位为 W/P/NCAR 数据中心提供的原始数据为 NetCDF（NetwareCommonDataForm）格名为“.nc”，每个文件包括一年 365 天的数据，即 365 层。在处理数据时，利用编程，根据源数据的分辨率、变量名、维数等信息循环读取数组，并按时间顺
【参考文献】：
期刊论文
[1]探测与2008年汶川MS8.0和2013年芦山MS7.0地震相关的大气CH4和CO异常变化[J]. 崔月菊,杜建国,李营,郭秋娜. 矿物岩石地球化学通报. 2016(05)
[2]中国电磁监测试验卫星工程研制进展[J]. 王兰炜,申旭辉,张宇,张兴国,胡哲,颜蕊,袁仕耿,朱兴鸿. 地震学报. 2016(03)
[3]地震电离层探测技术及其应用研究进展[J]. 张学民,申旭辉,赵庶凡,刘静,欧阳新艳,娄文宇,泽仁志玛,何建辉,钱庚. 地震学报. 2016(03)
[4]部分云覆盖下红外辐射传输模型及对火山灰云的敏感性研究[J]. 赵营营,朱琳,孙文彬,李文杰. 红外技术. 2016(04)
[5]汶川地震前的地磁场日变化特征分析[J]. 张凌,杜爱民,郎雪,张铁龙,杨冬梅,赵旭东. 地球物理学报. 2016(03)
[6]卫星热红外遥感在地震预测和断层活动中的应用研究进展[J]. 张璇,张元生,张丽峰. 地质论评. 2016(02)
[7]苏门答腊两次M>8.0地震前后CO和O3卫星遥感气体地球化学异常与地面验证[J]. 孙玉涛,崔月菊,刘永梅,杜建国,张炜斌,张冠亚. 地震研究. 2014(02)
[8]地震电磁卫星电离层扰动研究进展综述[J]. 尼鲁帕尔·买买吐孙,张永仙. 地震. 2012(01)
[9]2009年青海海西地震序列的潜热通量异常时空特征[J]. 秦凯,吴立新,马未宇. 科技导报. 2010(04)
[10]地震预测:回顾与展望[J]. 陈运泰. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(12)
博士论文
[1]地震电离层异常统计特征与基于汶川MS8.0地震的地—气电磁耦合研究[D]. 李美.中国地质大学(北京) 2015
[2]基于GEOSS的地震遥感热异常时空分析方法与检验[D]. 秦凯.中国矿业大学（北京） 2013
[3]汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D]. 周晓成.中国科学技术大学 2011
[4]提取现今构造活动信息的定量热红外遥感方法研究[D]. 陈顺云.中国地震局地质研究所 2006
硕士论文
[1]地磁活动指数与太阳活动关系的研究[D]. 罗小荧.云南大学 2015
[2]小波变换及其在地震电磁信号分析中的应用研究[D]. 韩冰.中国地震局地质研究所 2014
[3]改进型PI方法提取地震电离层扰动异常的深入研究[D]. 夏彩韵.中国地震局地震预测研究所 2015
[4]地震前热异常机理的多物理场耦合数值模拟研究[D]. 丁留伟.中国地震局地质研究所 2013
[5]一次入海气旋发展的同化试验[D]. 朱业.浙江大学 2012
[6]卫星红外与微波亮温对比研究及在地震监测中的初步应用[D]. 闫丽莉.中国地震局地质研究所 2012
[7]电磁卫星高能粒子处理方法研究与初步应用[D]. 王飞飞.中国石油大学（华东） 2012
[8]地震电磁疑似异常特征提取与地震相关性分析[D]. 张轶鹏.哈尔滨工业大学 2010
[9]小波方法在地震遥感信息提取中的应用[D]. 熊攀.中国地震局地震预测研究所 2009
[10]利用DEMETER卫星电场数据对汶川地震的电离层效应的研究[D]. 何宇飞.中国地震局地球物理研究所 2009
本文编号：2972634
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/2972634.html
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