基于深度学习的平均剪切波速预测方法及其在加速度计记录中的应用

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内容提要

本研究提出了多种基于深度学习的地震监测和预测模型,如ConvNetQuake、SeisT和SVInvNet,旨在提高地震事件的检测、定位和震级估计能力。这些模型利用生成对抗网络和多连接编码器-解码器结构,有效处理复杂的地震数据,增强实时预警能力,并在不同环境下表现优异。

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关键要点

  • 使用卷积神经网络(ConvNetQuake)检测和定位地震事件,解决小型和中等级地震活动中的低幅度震动噪声问题。
  • 提出的cGM-GANO框架能够生成三分量振动加速度时间历程,并在南加州地震中心生成的模拟地面运动中验证其有效性。
  • Seismogram Transformer(SeisT)模型用于地震监测任务,能够有效提取频率、相位和时频关系等特征。
  • Seismic Velocity Inversion Network (SVInvNet)引入增强型多连接编码器-解码器结构,解决非线性地震速度反演的挑战,表现优异。
  • 深度学习模型可在触发的第一个台站后的4秒内可靠地报告地震位置和震级,支持全球实时地震早期预警。
  • WaveCastNet框架通过整合卷积长表示记忆模型和序列到序列预测框架,提高地震预警能力。
  • 提出的统一地震神经网络FisH能够实时处理地震数据,实现相位识别、定位和震级估计的端到端输出。
  • MultiFoundationQuake模型在捕捉地震数据的时空关系方面表现优异,具有更高的预测准确性和实用价值。

延伸问答

ConvNetQuake模型的主要功能是什么?

ConvNetQuake模型用于检测和定位地震事件,特别是解决小型和中等级地震活动中的低幅度震动噪声问题。

cGM-GANO框架的优势是什么?

cGM-GANO框架能够生成三分量振动加速度时间历程,并在模拟地面运动中验证其有效性,具有较好的一致性和准确性。

SeisT模型在地震监测中有什么应用?

SeisT模型用于地震检测、相位拾取、震级估计和方位估计,能够有效提取地震信号的复杂特征。

SVInvNet模型解决了什么问题?

SVInvNet模型通过增强型多连接编码器-解码器结构,解决了非线性地震速度反演的挑战。

WaveCastNet框架如何提高地震预警能力?

WaveCastNet框架通过整合卷积长表示记忆模型和序列到序列预测框架,模拟长期依赖关系和多尺度模式,从而提高预警能力。

MultiFoundationQuake模型的优势是什么?

MultiFoundationQuake模型在捕捉地震数据的时空关系方面表现优异,显著提高了预测准确性和实用价值。

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