基于空间统计分析的地震时空传播特性的研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于空间统计分析的地震时空传播特性的研究学科专业地图制图学与地理信息工程学号201121070446作者姓名冯利静指导教师郑文锋副教授分类号密级注1UDC学位论文基于空间统计分析的地震时空传播特性的研究（题名和副题名）冯利静（作者姓名）指导教师郑文锋副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业地图制图学与地理信息工程提交论文

2、日期2014.04论文答辩日期2014.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。SEISMICSPATIAL-TEMPORALPROPAGATIONCHARACTERISTICSBASEDONSPATIALSTATISTICALANALYSISAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Cartography

3、andGeographicInformationEngineeringAuthor:FengLijingAdvisor:ZhengWenfengSchool:SchoolofAutomationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在

4、论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要地震作为巨大自然灾害之一，它的突发性和随机性总是让人们措手不及，使人们的精神和身体遭受巨大的痛

5、苦。在自然灾害造成的死亡人员中，有半数以上是地震造成的。而地震的发生不仅与区域本身的地质构造有关，与其周边的地区也存在着空间上的关系。古典统计分析只能解决样本数据是独立性的问题，不适于这种空间上有依赖关系的数据，因为它不能获取这些数据在空间上的关系。而空间统计学解决了这一问题，为空间数据的研究带来了新的契机。本文正是运用空间统计分析的这一特点，从空间统计学的角度出发研究地震时空传播的特性。本文根据中国大陆的地震目录资料，在对地震目录进行完整性分析后，采用合适的起算震级，对地震时空传播特性做了系统、深入

6、的研究。首先简单介绍了研究区域概况以及地震资料的来源，将选取的数据以五年为窗长，分为了9个时间段，对每个阶段内的大陆地震进行了全局空间自相关分析，结果表明中国大陆地震发生的频次存在正的空间自相关性，并且随着时间的推移相关性又逐渐增强的趋势。局部Moran散点图和LISA集聚图表明在9个时间段内青藏、新疆等地区地震发生的频次形成了较大的高值聚集区，华北地区在75-79年阶段成为高值聚集，但是很快就恢复平静。然后进一步分析了中国大陆地震的多重分形特性，从地震释放能量的角度出发，做出各个区域地震释放能量时间

7、序列的多重分形谱曲线，从曲线上分析出五个区域的时间上多重分形特性的差异；在空间上使用不同分辨率的矩形方块网格将各个区域地震点进行离散化，求出离散化后的地震能量，以二维的能量场为输入，求其多重分形谱曲线，得出地震在空间上的多重分形特性。最后，运用k-means聚类进一步说明了地震时空传播特性差异的存在。总结得出证明地震活动时空分布的多重分形特征与不同地球动力学环境有着密切的关系。本文的研究可以为我国直接采用地震目录资料对地震进行研究提供了参考资料，进一步加深对中国大陆地震时空分布特征的认识和了解，为地震

8、预测提供了依据。关键词：地震，全局自相关，局部散点图，多重分形谱，聚类，时空传播特性IABSTRACTABSTRACTSeismisoneofhugenaturaldisasters,whosesuddenandrandomnessalwaysletpeoplehavenotimetoconsiderandmakepeople'smentalandphysicalsuffergreatpain.Inmanynaturaldisasters,especia