基于大數(shù)據(jù)挖掘的地震前兆觀測(cè)研究

梅莉軍

摘 要：隨著地震前兆觀測(cè)測(cè)項(xiàng)和方法的增加，過去的數(shù)據(jù)分析方法已經(jīng)無(wú)法滿足觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析需求。而大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的出現(xiàn)給地震前兆觀測(cè)工作帶來(lái)了積極的影響。因此，對(duì)大數(shù)據(jù)挖掘及其對(duì)地震前兆觀測(cè)的影響進(jìn)行了分析，并對(duì)基于大數(shù)據(jù)挖掘的地震前兆觀測(cè)展開了研究，以期為有關(guān)方面提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)挖掘；地震前兆；觀測(cè)數(shù)據(jù)；云技術(shù)

中圖分類號(hào)：P315.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.015

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)的數(shù)據(jù)量都在迅速增長(zhǎng)，從而使大數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)挖掘的研究話題引起了人們的普遍關(guān)注。而地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)也是一種大數(shù)據(jù)，需要利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。因此，有必要對(duì)基于大數(shù)據(jù)挖掘的地震前兆觀測(cè)展開研究，以便更好地利用該技術(shù)促進(jìn)地震監(jiān)測(cè)行業(yè)的發(fā)展。

1 大數(shù)據(jù)挖掘及其對(duì)地震前兆觀測(cè)的影響

1.1 大數(shù)據(jù)挖掘

所謂“大數(shù)據(jù)”，其實(shí)指的就是數(shù)據(jù)量巨大的數(shù)據(jù)，需要采用特殊的存儲(chǔ)和處理方法進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)。從特征上來(lái)看，大數(shù)據(jù)具有多樣性、大容量、高價(jià)值和快速獲取分析的特點(diǎn)。就目前來(lái)看，使用現(xiàn)有主流軟件工具無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成大數(shù)據(jù)的合理處理。而使用大數(shù)據(jù)技術(shù)則可以對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行有預(yù)測(cè)價(jià)值的采集和分析。從技術(shù)組成上來(lái)看，大數(shù)據(jù)技術(shù)目前主要分成三類，即云技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和可視化技術(shù)。其中，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)包含了聚類分析、關(guān)聯(lián)分析、異常分析、分類分析和演變分析等多種技術(shù)。利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以完成對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析，從而利用數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀事實(shí)的證明。

1.2 對(duì)地震前兆觀測(cè)的影響

實(shí)際上，地震數(shù)據(jù)包含了前兆科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)、地震考察數(shù)據(jù)、地震波形數(shù)據(jù)和地震試驗(yàn)數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)，具有大數(shù)據(jù)的4種基本特征，因此也是一種大數(shù)據(jù)。而人類進(jìn)行地震前兆觀測(cè)的目的就是通過獲取、分析數(shù)據(jù)對(duì)地震的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而減少自然災(zāi)害對(duì)人類的傷害。因此，具有一定預(yù)測(cè)功能的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的出現(xiàn)將給地震前兆預(yù)測(cè)帶來(lái)較大的影響。首先，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以完成對(duì)所有數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析和論證，從而使地震預(yù)測(cè)的可靠性得到提高。其次，地震前兆預(yù)測(cè)研究本身是綜合研究，需要使用不同的儀器，因此，數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式也都不盡相同。而使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以同時(shí)對(duì)不同學(xué)科觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而找出不同現(xiàn)象之間的關(guān)系?？梢姡髷?shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用可以提高地震前兆觀測(cè)分析的實(shí)時(shí)性。最后，在以往的地震前兆觀測(cè)工作中，由于觀測(cè)密度較小，觀測(cè)數(shù)據(jù)中含有大量的虛假異常數(shù)據(jù)。而大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用可以排除虛假異常數(shù)據(jù)，從而使人們對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的洞察力得到提高。

2 基于大數(shù)據(jù)挖掘的地震前兆觀測(cè)研究

2.1 地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)流程

從數(shù)據(jù)產(chǎn)出到應(yīng)用，地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)流程可以被劃分成兩個(gè)階段。在第一階段，需要完成觀測(cè)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和加工。具體來(lái)講，就是先利用儀器進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的采集和匯集，并使數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)得到同步更新。同時(shí)，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，以便將問題數(shù)據(jù)排除。在此基礎(chǔ)上，則需要進(jìn)行數(shù)據(jù)產(chǎn)品的提取保存，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)測(cè)試，以便為后續(xù)工作的開展打下良好的基礎(chǔ)。而在第二階段，就需要具體進(jìn)行數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用。

2.2 基于大數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)生產(chǎn)加工

就目前來(lái)看，用于進(jìn)行地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評(píng)價(jià)的方法有很多，但是普遍存在著一定的主觀性。而使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)多測(cè)項(xiàng)和多個(gè)時(shí)間段的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，就可以得出客觀的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，并完成數(shù)據(jù)質(zhì)量分析模型的構(gòu)建。同時(shí)，使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，也可以使突出的數(shù)據(jù)問題得到確定，并使觀測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)方向得以明確，繼而為觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制提供便利。首先，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以對(duì)觀測(cè)儀器產(chǎn)出的大量觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而客觀評(píng)價(jià)儀器的運(yùn)行效率和技術(shù)指標(biāo)。其次，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以進(jìn)行異常數(shù)據(jù)的檢測(cè)。具體來(lái)講，就是地震前兆觀測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會(huì)受外界因素的影響而產(chǎn)生異于常規(guī)的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以完成對(duì)這些異常數(shù)據(jù)的快速定位，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理。

2.3 基于大數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)應(yīng)用

在數(shù)據(jù)應(yīng)用階段，可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)自身規(guī)律的研究。在數(shù)據(jù)質(zhì)量得到提高的情況下，地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)的采樣率和精度都將得到提高，因此，可以利用數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)對(duì)象細(xì)微變化的分辨。但是，在高精度的觀測(cè)數(shù)據(jù)擁有更多細(xì)節(jié)信息的同時(shí)，也帶來(lái)了更多的干擾信息，從而給分析方法的選擇帶來(lái)了困難。同時(shí)，在進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)時(shí)，也可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)前兆數(shù)據(jù)異常和地震的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析。具體來(lái)講，就是要想提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，就需要研究前兆數(shù)據(jù)與地震的相關(guān)關(guān)系，以便利用這種相關(guān)性進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)。而要想通過任意組合前兆觀測(cè)測(cè)項(xiàng)分析地震的相關(guān)性，就需要依靠大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。另外，在地震發(fā)生后，要想更好地進(jìn)行地震的預(yù)報(bào)，還要根據(jù)地震發(fā)生之前檢測(cè)的異常前兆數(shù)據(jù)。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也同樣依賴大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。

3 結(jié)論

總而言之，在地震前兆觀測(cè)工作開展的過程中，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以更好地完成數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、加工和應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的地震預(yù)報(bào)。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)該合理地利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理，并利用該技術(shù)對(duì)以往使用的數(shù)據(jù)分析方法和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，以便使地震前兆觀測(cè)工作更好地開展。

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〔編輯：劉曉芳〕