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基于SVM的地震目录最大余震预测算法的设计与实现论文.doc
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基于SVM的地震目录最大余震预测算法的设计与实现论文.doc
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基于 SVM 的地震目录最大余震预测算法设计与实现
摘 要
随着信息技术的快速发展,地震数据库中的数据量急剧增加。地震数据的海量涌现,给人们对于地
震数据的分析研究带来了极大便利。然而,人们真正需要的是通过对这些已知数据的分析研究,提取真
正直观有效的信息。数据挖掘是数据分析的重中之重,本设计就是根据需要把数据挖掘技术引入到地震
研究领域,讨论数据挖掘的一个核心技术——分类预测,运用一种有效的预测方法——基于 SVM(支持
向量机)的预测回归,研究主震与最大余震之间的关系,预测最大余震,为地震预报提供更有价值的信
息。
首先,对地震数据进行预处理。将哈佛 CMT 地震目录运用最小二乘法解矛盾方程构造拟合函数的方
法计算缺失能量数据,运用聚类、分块的方法寻找地震目录数据中的主震与最大余震。
其次,运用 SVM 算法预测主震与最大余震之间的关系。
最后,对预测结果结构进行了分析、验证。
关键词:地震目录;支持向量机;预测回归
The design and implementation about the prediction algorithm of
Earthquake catalogue maximum aftershocks based on SVM
Abstract
With the rapid development of information technology, the amount of seismic data in the database has
increased dramatically. The massive emergence of seismic data, to analysis and research of seismic data for
people brought great convenience. People really need is, however, through the analysis and study of the known
data, extract the real visual information effectively. Data mining is the key of the data analysis, this design is
based on the need to introduce data mining technology in the field of earthquake research, discuss the a core
technology of data mining, classification prediction, the use of an effective prediction method based on SVM
(support vector machine (SVM) classification prediction, study the main shock and the relationship between
the maximum aftershock, predict the largest aftershocks, provide more valuable information for earthquake
prediction.
First, the seismic data preprocessing. Harvard CMT earthquake directory using the least squares solution
of contradiction between lack of fitting equation of the structure function method to calculate the energy data,
using the method of clustering, blocking the search for earthquake catalog data of the main shock and
maximum aftershock.
Secondly, using the SVM algorithm to predict the relationship between the main shock and aftershocks
biggest.
Finally, the structure are analyzed, verifying the result of the forecast.
Keywords: Earthquake Catalogue;Support Vector
Machine(SVM);Regression Prediction
目 录
引言........................................................................................................................................................................1
1 绪论....................................................................................................................................................................1
1.1 地震预报....................................................................................................................................................1
1.2 地震目录....................................................................................................................................................3
2 基础知识............................................................................................................................................................3
2.1 机器学习....................................................................................................................................................3
2.2 支持向量机................................................................................................................................................5
2.3 主震与最大余震关系................................................................................................................................8
3 数据样本提取....................................................................................................................................................9
3.1 数据选择....................................................................................................................................................9
3.2 数据预处理..............................................................................................................................................10
4 支持向量机回归分析......................................................................................................................................14
4.1 回归分析的问题表述..............................................................................................................................14
4.2
�
-不敏感函数........................................................................................................................................15
4.3 最优回归超平面与 SVM 线性回归..........................................................................................................16
4.4 非线性 SVM 回归......................................................................................................................................18
4.5 SVM 回归方法的特点...............................................................................................................................18
5 实验模拟和结果评价......................................................................................................................................18
6 结论..................................................................................................................................................................18
致谢......................................................................................................................................................................18
参考文献..............................................................................................................................................................18
1
引言
地震预报是一个全世界公认的难题。我国地震预报事业经过 40 多年的发展,积累了丰
富的经验和大量宝贵的数据资料,尤其是近年来随着网络技术、观测技术、通信技术等各
类技术的进一步完善和提高。而人们真正需要的是在数据背后隐藏的更为直接有用的知识
信息。这些隐藏的信息具有的潜力巨大使用价值,能够预测未来发展趋势。面对这些数据
资料,人们期待着采用最新的更有效的技术来发现隐含在其中的重要规律性。机器学习早
已从电子计算机的发明和普及中获得了强大的原动力,计算机具有可观的学习能力早已得
到证实。该项目就是在探讨现阶段机器学习的实现基础上,把支持向量机引入到地震预报
领域中来,充分利用计算机的学习方法,从这些宝贵的数据中预测出最大余震的震级。
1 绪论
1.1 地震预报
地震预报(Earthquake Prediction)是对未来地震的发生时间、地点和震级作出的预报,
它是现代信息科技的前沿课题,同时也是一个全世界公认的难题。地震孕育的因素多而复
杂,包括地质因素、力学因素
[1]
,地震震级依赖于发震断层的大小。震源深度、发震时间、
发震地点与地震孕育因素之间又具有极其不确定的非线性关系,地震预报的难度极大。
我国对地震孕育发生的原理、规律有一定认识,但认识并不全面,我们只能根据以往
的地震观测资料和历史震例数据,取得对地震异常特征的经验认识和地震发生的规律性认
识,从而做出地震预报
[2]
。
1.1.1 地震预报的主要方法
地震预报的具有极大的复杂性和极高的难度,经过人们的长期的研究和探索,总结出
以下几种主要的地震预报方法
[3]
:
1.测震学预报方法
简称“以震报震”,即通过地震预报地震。根据地震前的小震发生情况或者通过历史
地震资料获得的数据来预测未来有可能发生的地震。
2.地震活动形势预报方法
地震前兆指在地震发生位置地震发生前出现的如轻微的地震活动、地表的明显起伏变
化以及地磁场、地电场、重力场等地球物理异常变化,地下水位变化、水化学成分变化、
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- 湖工真正的怨种2024-02-14实在是宝藏资源、宝藏分享者!感谢大佬~
豆包程序员
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