大數(shù)據(jù)時代的地震監(jiān)測預(yù)報問題分析

宋田

（天津市地震局，天津 300000）

地震發(fā)生的原因是地震研究者們的重點研究對象，而地震產(chǎn)生的主要成因為地殼激烈運動，釋放的大量能量造成橫向和縱向波動造成。目前，對于地震的數(shù)據(jù)分析中存在著模型檢測準(zhǔn)確率較低、預(yù)報及時性較差問題，大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了這些問題。

大數(shù)據(jù)在日常生活中應(yīng)用較廣，日常生活中的數(shù)據(jù)包括電話、網(wǎng)絡(luò)檢索、溫濕度檢測等，同時還受教育、政治等商業(yè)領(lǐng)域的追捧，通過對所需數(shù)據(jù)信息進行收集整理，然后再利用計算機分析技術(shù)將所得到的價值信息進行關(guān)聯(lián)性分析，最后獲得的信息價值度較高，同時還可以通過關(guān)聯(lián)信息預(yù)測出未來事物的發(fā)展趨勢。目前大數(shù)據(jù)不斷發(fā)展，同時大數(shù)據(jù)也被應(yīng)用到了地震研究領(lǐng)域，使地震研究學(xué)者們可以快速有效地獲得價值信息，同時還針對地震數(shù)據(jù)的獲取開發(fā)出來相關(guān)分析軟件，試圖利用大數(shù)據(jù)為地震預(yù)測提供幫助，但是在實際的應(yīng)用中，效果并不顯著。針對大數(shù)據(jù)時代中地震監(jiān)測預(yù)報問題進行分析，為中國地震監(jiān)測的良好發(fā)展作出貢獻。

1 大數(shù)據(jù)的特征及作用

大數(shù)據(jù)之所以被各種行業(yè)廣泛應(yīng)用，是因其自身具有的大容量，多樣化、高價值的信息采取以及分析功能。其本身具備的大容量是指在一定的時間內(nèi)可以容納海量數(shù)據(jù)，并對其進行整理篩選；多樣化則是指將同類型或者使行業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行有效挖掘；高價值則是將數(shù)據(jù)中的信息進行篩選，然后快速準(zhǔn)確地提煉出價值信息，從而快速高效地獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。此外大數(shù)據(jù)還可以通過數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析來預(yù)測出未來的發(fā)展趨勢。

2 大數(shù)據(jù)對地震監(jiān)測的影響

大數(shù)據(jù)對于地震監(jiān)測工作有著積極作用，不僅可以提高地震預(yù)測的準(zhǔn)確性，另外通過地震監(jiān)測數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)相融合可以及時地獲得地震數(shù)據(jù)。以下則做出具體的分析。

2.1 大數(shù)據(jù)對地震監(jiān)測預(yù)報科學(xué)性的影響

大數(shù)據(jù)監(jiān)測地震預(yù)報可以有效地提高預(yù)報信息的科學(xué)性。在這一過程中主要是通過大數(shù)據(jù)本身具有的多樣性，大容量高價值和快速獲取分析的特點。例如在傳統(tǒng)的小數(shù)據(jù)時代預(yù)報中，監(jiān)測系統(tǒng)僅僅對存在的異常數(shù)據(jù)進行分析，但是由于地震發(fā)生的原因具有空間和時間數(shù)據(jù)復(fù)雜，并不能準(zhǔn)確地分析出發(fā)生地震的真正原因，因此這種類型的特點的預(yù)測方式科學(xué)性較低。

在如今的大數(shù)據(jù)時代中可以通過海量數(shù)據(jù)同時進行分析、驗證并采用模式識別算法來發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，這樣較為全面的多樣分析可以準(zhǔn)確地了解到地震的變化，最大程度地避免了監(jiān)測中的主觀因素，同時還提高了監(jiān)測預(yù)報的科學(xué)性。

2.2 大數(shù)據(jù)對地震數(shù)據(jù)融合的影響

即使地震在同一震點發(fā)生，也會因不同時間段而產(chǎn)生不同的地震級別，那么獲得的地震數(shù)據(jù)也不同，因此同一地帶相同震點數(shù)據(jù)采集和原因分析不具備可比性，那么這就需要研究者對地震進行科學(xué)預(yù)測時根據(jù)不同地區(qū)的地震數(shù)據(jù)進行全面的研究。

從以前的地震數(shù)據(jù)研究來看，具有一定的限制性，無法使數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)進行融合，但在目前的大數(shù)據(jù)時代中，其本身具有的特征可以對全球地震數(shù)據(jù)進行解析，實現(xiàn)海量的數(shù)據(jù)共享，不僅可以使地震監(jiān)測內(nèi)部數(shù)據(jù)進行融合，還可以實現(xiàn)全球化地震研究平臺交流。

2.3 大數(shù)據(jù)對地震研究方法和監(jiān)測預(yù)報方式改變的影響

在以往的地震研究方式中，對數(shù)據(jù)的處理具有限制性，研究人員只能從大量的數(shù)據(jù)中篩選出認(rèn)為具有科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)，再根據(jù)對地震的認(rèn)識，建立計算模型或者用經(jīng)驗公式進行計算，這樣分析結(jié)果則具有較強的主觀性，準(zhǔn)確度較低，導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)較大程度的誤差。但在大數(shù)據(jù)對地震的監(jiān)測預(yù)報中，研究人員則可以通過海量相關(guān)數(shù)據(jù)進行多樣本的數(shù)據(jù)分析，另外還可以借助全球地震數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)匯總和深度研究，從而取得價值較高的結(jié)論和分析。

3 大數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)報研究

3.1 地震前兆觀測數(shù)據(jù)流程

大數(shù)據(jù)中，地震前兆觀測數(shù)據(jù)流程主要分為兩個階段。首先是對所觀測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，具體則是指先通過儀器對監(jiān)測取得的數(shù)據(jù)進行整理，并對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，以便將其中存在的問題數(shù)據(jù)進行排除，在此基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行提取保存；然后再進行狹義階段的數(shù)據(jù)分析工作，這樣可以最大程度地為后續(xù)開展的工作打下良好基礎(chǔ)。

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

目前的地震預(yù)測中，對地震數(shù)據(jù)預(yù)測質(zhì)量控制和評價具有多種方法，但是卻普遍存在著一定的主觀性。通過使用大數(shù)據(jù)挖掘方式對測項中的多個時間段進行整理和分析，可以使數(shù)據(jù)更加具有客觀性，同時還可以完成數(shù)據(jù)質(zhì)量分析模型的構(gòu)建。另外通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析還可以解決數(shù)據(jù)突出的數(shù)據(jù)問題并得到肯定，明確觀測系統(tǒng)的改進方向。這就需要先利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對觀測儀器中的觀測數(shù)據(jù)進行分析，然后做出客觀的評價；其次則是利用大數(shù)據(jù)中對信息的挖掘技術(shù)來對異常數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，具體來說就是對地震前兆中出現(xiàn)的異于常規(guī)數(shù)據(jù)進行快速定位，從而實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的自動處理。

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

在數(shù)據(jù)的應(yīng)用階段中，可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對獲得的數(shù)據(jù)信息進行規(guī)律研究，在數(shù)據(jù)和質(zhì)量得到提高的情況下，地震監(jiān)測預(yù)報數(shù)據(jù)的采樣率和精準(zhǔn)度都會得到提高，利用數(shù)據(jù)對觀測測項中的變化進行分辨，但是在高精度的觀測數(shù)據(jù)中，則會產(chǎn)生較多的干擾信息，這就會增加分析方法的選擇難度。另外在對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)報時，還可以運用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對異常數(shù)據(jù)和地震的關(guān)聯(lián)性進行分析，此方法可以提高數(shù)據(jù)監(jiān)測的準(zhǔn)確性，那么這就需要先研究出前兆數(shù)據(jù)與地震的關(guān)系，然后通過任意組合前兆預(yù)報數(shù)據(jù)分析地震的相關(guān)性，這就需要依靠大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。地震發(fā)生后，若想要提升地震預(yù)報信息的準(zhǔn)確性，這就要對地震發(fā)生之前的異常數(shù)據(jù)進行重點研究。

4 大數(shù)據(jù)下的地震監(jiān)測預(yù)報建設(shè)途徑

在大數(shù)據(jù)中如果想要準(zhǔn)確地對地震監(jiān)測預(yù)報，就需要有關(guān)管理制度的規(guī)范和較高專業(yè)知識水平的數(shù)據(jù)分析人才。只有這樣，才可以及時地對地震預(yù)報進行監(jiān)測工作。

4.1 開展監(jiān)測預(yù)報管理機制創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)具有很多優(yōu)點，同時也會對地震監(jiān)測預(yù)報工作起到積極作用，但是大數(shù)據(jù)是一種具體的技術(shù)，在使用中需要操作者，若想提高監(jiān)測預(yù)報技術(shù)，這就需要在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和制度中完善管理創(chuàng)新機制，可以借助國內(nèi)外等優(yōu)秀經(jīng)驗進行，如數(shù)據(jù)采集措施、樣本分析方法和數(shù)據(jù)分析等方面的合作交流制度，保證數(shù)據(jù)和研究方法能夠在國際上形成共享，達到共同進步。此外還需要在地震數(shù)據(jù)采集的高精度無限傳感器以及精密設(shè)備等的投入中選擇質(zhì)量較高的儀器，并且還需要加強數(shù)據(jù)共享平臺和分析系統(tǒng)的建設(shè)，這樣不僅可以促進全球地震研究的交流，同時還可以進行在線分享。

4.2 培養(yǎng)專業(yè)的數(shù)據(jù)分析人才

大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集、處理、分析是一項技術(shù)性的工作，地震數(shù)據(jù)分析工作也與以往的數(shù)據(jù)處理方式不同，如在商業(yè)中的數(shù)據(jù)處理分析工作主要是建立分析目的和框架，再進行數(shù)據(jù)的收集處理，然后再對此進行分析，但在地震數(shù)據(jù)的分析中，則是要對大量地震數(shù)據(jù)先進行多樣本的整體計算，然后進行對比，再根據(jù)獲得的原始數(shù)據(jù)和對比結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為科普性的結(jié)論意見，較為專業(yè)的數(shù)據(jù)分析人員才可以勝任。在目前，大數(shù)據(jù)在國內(nèi)外都是熱點研究，但是在引用大數(shù)據(jù)的同時，對數(shù)據(jù)處理分析人才需求也會加大，在地震數(shù)據(jù)分析中不僅要求專業(yè)的數(shù)據(jù)分析人才，同時還需要專業(yè)的地震專業(yè)人才，只有這樣，才可以保證數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量。

4.3 深入挖掘歷史地震數(shù)據(jù)

目前隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，對于信息的獲取也越來越便捷，對于地震數(shù)據(jù)獲取來說在短時間內(nèi)就可以獲得大量所需的相關(guān)資料，雖然方便快捷，但是對于地震數(shù)據(jù)獲取來說并不是獲得的資料越多越好，重點在于對獲取的大量數(shù)據(jù)進行處理分析，通過模式識別算法從大量或者是表面看來沒有關(guān)系的數(shù)據(jù)中找出關(guān)聯(lián)性，只有這樣才能保證數(shù)據(jù)資料所獲取的價值，從而更好地指導(dǎo)地震分析和監(jiān)測預(yù)報工作。在大數(shù)據(jù)時代中不僅要關(guān)注新的地震數(shù)據(jù)，同時還需要關(guān)注歷史數(shù)據(jù)的重組分析，以便通過歷史數(shù)據(jù)挖掘出價值信息。

5 結(jié)論

對大數(shù)據(jù)時代中地震監(jiān)測預(yù)報問題作了分析，大數(shù)據(jù)作為一種數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以提高地震監(jiān)測預(yù)報的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，需要有關(guān)研究工作人員做好外部的保障工作，以及內(nèi)部的管理機制，同時對地震數(shù)據(jù)研究時還可以建立全球數(shù)據(jù)共享平臺，使全球地震研究工作者更好地進行技術(shù)交流，從而促進地震監(jiān)測預(yù)報工作的發(fā)展。