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捕捉地震,用上“超级大脑”
2020-03-20 来源:长株潭 编辑:长株潭小编

 如何提高地震监测和风险防范能力?近年来,地震相关研究中常能见到前沿科技的身影。

  通过深度学习历史地震数据,人工智能地震监测系统“智能地动”可以监测到微弱地震波信号,并在两秒内报出地震参数信息。借助超级计算机,灾害模拟评估的区域更广、精确度更高。随着科技的发展,我国的防震减灾能力不断提升。

  地震什么时候、在哪儿发生?震级多大?值班时,中国地震台网中心的速报员杜广宝和搭档要在10分钟左右核算地震参数信息,校正自动速报结果,给出正式速报。

  杜广宝的值班周期是24小时。“值班日都是无眠夜。”他说,每当地震来时,自动速报系统触发,他就会投入到紧张工作中。较大地震后余震频发时,中心的速报员还会全员出动。

  有没有一种方法能既精确又快速给出地震参数信息?如今,一套人工智能全自动地震监测系统——“智能地动”,有望为地震实时监测提供新手段。

  深度学习历史地震数据,能在两秒内推算出位置等参数

  “智能地动”系统由中国科技大学张捷教授团队与中国地震局合作完成。2018年12月起,“智能地动”系统在中国地震局试运行,与四川和云南地震台相连,实时处理两地的中国地震实验场的百余个地震台数据。基于2019年446个地震评估结果发现,“智能地动”系统与专业人员人工计算处理的结果非常接近。研发团队还利用“智能地动”对美国俄克拉荷马州相关地震资料进行了测试,地震定位误差在4公里之内。

  “智能地动”是一套人工智能软件系统。张捷介绍,与传统监测系统不同,它有深度学习能力,能够根据记忆中汇集的上百万个地震资料,结合地震学理论,快速处理正在发生的地震数据。打个比方,传统的监测系统是一个单纯的理论专家,而“智能地动”是一个有深度历史记忆的理论专家。“用人工智能技术,就相当于全体地震学家在一起值班处理地震数据。”张捷说。

  由于能不断从历史地震大数据中“学习”,“智能地动”练就了一双监测地震的“火眼金睛”——可以有效去除各频段噪声,识别能力强,从而监测到微弱的地震波信号。传统监测系统一般处理3级以上的地震,而“智能地动”可以报出1级以上地震的信息,提高了地震监测的能力。张捷介绍,微小地震可能是大地震发展的前兆,能够自动识别出它们是地震监测的重要突破。

  准确定位地震和推断破裂机制是地震监测的难点。“智能地动”系统可以直接根据地震波形来记录、推断位置与深度。同时,借助强大记忆数据库,系统能在1—2秒内推算出地震的位置、深度、震级和震源机制等参数。

  “两秒内出结果”意味着什么?张捷说,地震发生后尽早报出信息,能向地震波还没有到达的地区发出预警,为公众采取防护措施、政府确定救援方案抢出宝贵时间。

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