地震预测模型论文

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1、地震预测模型摘要：本文通过研究图表中的10多个指标，来调查其与地震发生的关系，通过对各指标数据量分析建立相应的模型。对于问题一，通过数据分析，度量各指标对地震发生的敏感程度。我们利用逻辑回归分析法，设定地震是否发生为0-1变量，建立模型描述因变量（地震是否发生）与自变量（12个指标）之间的线性关系，以此来来得出各个指标的敏感程度。经计算各个指标的敏感程度为：电压>倾斜仪EW>电磁波辐射EW>气氡>地温>水温>电磁波辐射NS>气温>气压>倾斜仪NS>雨量>水位。对于问题二，通过构建综合指标，反映地震发生前的数据特征的统计量。我们建立了层次分析法模型来进行求解，由可以求出各指标对地震的权重，再

2、通过可得出综合对于问题三，通过建立数学模型来研究地震发生前的数量特征。我们应用平均值﹑方差﹑中位数等数量特征来作为模型研究的依据，应用软件excel绘制每次地震发生前后各数量特征的变化情况，并对其进行数据分析。对于问题四，通过分析各项指标集结地震数据分析平台。我们使用Windows2000server、MS-SQLServer2000数据库，对地震前的各项指标及分析报告进行分析得出地震的数据分析平台。对于问题五，查阅相关资料后，得出了一篇切实可行的报告。关键词：逻辑层次分析法层次分析法敏感程度权重数据平台20一﹑问题重述地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动。虽然预测地震是世界性难题，但迄

3、今科学界普遍认为，有可能反映地震前兆特征的指标可能不少于10个。已经有专业仪器在多个定点实时按秒记录这些指标的数据，期望通过对记录数据的分析研究找到地震的前兆特征。现已采集到某地2005年1月1日至2010年6月30日按小时观测的10多个指标的数据，和该地区该时期内已发生地震的时刻、经纬度、震级及震源深度的数据。这些数据中隐藏着地震发生的前兆特征。科学地截取这些数据的有用片段，对数据进行合理地预处理，用数学方法揭示地震前兆的数据特征，是一项很有意义的研究工作。题给数据中的这10多个指标，究竟哪些与地震的发生有关，有何种关系，是单一关系还是复合关系；除这10多个指标外还有哪些因素及含题给指标

4、在内的哪些指标的哪种数学模型更能反映地震的前兆特征等等，人们迄今仍不很清楚，需要进行深入地研究。地震数据的观测是持续进行的，随着时间的推移数据的规模会不断扩大。从中挖掘地震的前兆特征，必须有合理的数学模型，也必须有科学高效的算法分析平台。因此，请参赛队结合附件中给出的实际记录数据，尝试完成以下任务。任务一：分析数据特征，建立数学模型以度量各指标对地震发生的敏感程度。任务二：构造由某些或全部指标构成的综合指标，使其尽可能地集中反映地震发生前的数据特征的统计规律。任务三：结合题给数据，广泛查阅与地震相关的其它指标的数据和分析方法，建立数学模型来研究地震发生前的数量特征。任务四：将前述各项任务的

5、计算程序集结成地震数据分析平台，使其能够完成形如题给数据的其它地震数据的分析，并能自动输出前述任务的重要的分析结果。任务五：对于进一步的研究设想写一篇切实可行的报告。20二﹑模型的假设与符号说明模型假设：1.假设测得的数据足够准确；2.假设测12个指标中没有记录的数据均为0；3.假设除了12个指标外，其他的指标不予以考虑；4.假设每年的测量时间都相等。符号说明：lXi为附件中的十二个指标，其中i=1,2,3……12lY0-1变量，代表地震是否发生l表示十一个相关指标的判断矩阵的元素()l：矩阵B中每行元素的乘积()l的次方根()l由组成的矩阵的转置l表示各评价指标的权重()l矩阵B的最大特

6、征值l由组成的矩阵的转置l综合指标三﹑问题分析题中给出了地震发生前2005年1月1日至2010年6月30日按小时观测的12个指标的数据和该地区该时期内已发生地震的时刻、经纬度、震级及震源深度的数据。这些数据中隐藏着地震发生的前兆特征。这12个指标都从不同的侧面反映了地震活动的各项特征。本题主要是对所给数据进行分析处理，建立适当的数学模型来揭示地震前兆的数据特征。20四﹑模型的建立与求解问题一：设地震是否发生为0-1变量，即Y=0（地震不发生），Y=1（地震发生），我们线性回归模型：E(Y)=b0+b1X1+b2X2+…+b12X12…………(1)因为Y只能取0或1，而E(Y)的取值是连续的

7、，又E(Y)=P（Y=1）=p,因而我们可用E(Y)来预测Y=1的概率，即：p=a0+a1X1+a2X2+…+a12X12…………(2)为了得到各指标的敏感系数，我们通过对P进行Logit变换，即Logit（P）=ln=利用SPSS软件得如下两表：表一20表二由上述结论我们分析数据得出各个指标在地震发生前的敏感程度分别如下：电压电磁波辐度EW电磁波辐度NS地温水位气温气压水温气氡雨量倾斜仪NS倾斜仪EW3.9221.12