大數(shù)據(jù)文摘出品

編譯：朱科錦

用來(lái)訓(xùn)練DeepShake網(wǎng)絡(luò)的地震數(shù)據(jù)是來(lái)自于2019年加州Ridgecrest序列的地震記錄。DeepShake是由斯坦福大學(xué)的Daniel J. Wu、Avoy Datta、Weiqiang Zhu和William Ellsworth開發(fā)的。

當(dāng)開發(fā)者使用7月5日7.1級(jí)Ridgecrest地震的實(shí)際晃動(dòng)來(lái)測(cè)試DeepShake的潛力時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高強(qiáng)度地面晃動(dòng)到來(lái)之前的7到13秒之間向Ridgecrest地區(qū)發(fā)出模擬警報(bào)。

研究者們強(qiáng)調(diào)了直接從地震記錄中使用深度學(xué)習(xí)進(jìn)行快速預(yù)警和預(yù)測(cè)的新穎性。Datta解釋說(shuō)，"DeepShake能夠跨越空間和時(shí)間的維度拾取地震波形中的信號(hào)。"

他補(bǔ)充說(shuō)，DeepShake展示了機(jī)器學(xué)習(xí)模型在提高地震預(yù)警系統(tǒng)的速度和準(zhǔn)確性方面的潛力。

Wu說(shuō)："DeepShake旨在改進(jìn)地震預(yù)警，它直接通過(guò)地面運(yùn)動(dòng)預(yù)計(jì)晃動(dòng)幅度，跳過(guò)傳統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)所使用的一些中間步驟。

Wu解釋說(shuō)，許多預(yù)警系統(tǒng)首先確定地震位置和震級(jí)，然后根據(jù)地面運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)方程計(jì)算出某一地點(diǎn)的地面運(yùn)動(dòng)。

他補(bǔ)充說(shuō)：“這些步驟中的每一步都可能造成誤差，從而阻礙地震動(dòng)預(yù)測(cè)。”

為了解決這個(gè)問(wèn)題，DeepShake團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法。組成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一系列算法是在沒(méi)有研究人員確定哪些信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè) "重要 "的情況下訓(xùn)練出來(lái)的。該網(wǎng)絡(luò)直接從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)哪些特征可以最佳地預(yù)測(cè)未來(lái)的搖晃強(qiáng)度。

Wu說(shuō)："我們從構(gòu)建其他用于地震學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中注意到，它們可以學(xué)習(xí)各種有趣的東西，因此它們可能不需要地震的震中和震級(jí)來(lái)進(jìn)行良好的預(yù)測(cè)，DeepShake是在預(yù)選的地震站臺(tái)網(wǎng)絡(luò)上訓(xùn)練的，因此這些站臺(tái)的局部特征成為訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分?！?/p>

他說(shuō)，"當(dāng)從頭到尾訓(xùn)練一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型時(shí)，我們真的認(rèn)為這些模型能夠利用這些額外的信息來(lái)提高準(zhǔn)確性。"

Wu, Datta和他們的同事認(rèn)為DeepShake是對(duì)加州運(yùn)行的ShakeAlert 的補(bǔ)充，增加了地震預(yù)警系統(tǒng)的工具箱。Datta補(bǔ)充說(shuō)："我們非常高興將DeepShake擴(kuò)展到Ridgecrest以外的地區(qū)，并輔助我們現(xiàn)實(shí)世界中的工作，包括如癱瘓車站和網(wǎng)絡(luò)延遲之類的故障。"

相關(guān)報(bào)道：

https://www.seismosoc.org/news/deepshake-uses-machine-learning-to-rapidly-estimate-earthquake-shaking-intensity/

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原標(biāo)題：《進(jìn)行三萬(wàn)多次地震訓(xùn)練后，他們發(fā)現(xiàn)了快速預(yù)測(cè)震動(dòng)強(qiáng)度的新方法》

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