核爆地震模式識(shí)別

前言

　　1996年9月聯(lián)合國通過《全面禁止核試驗(yàn)條約》以后，核爆炸的監(jiān)測(cè)和識(shí)別就成為國際核查與反核查的主要內(nèi)容之一?！度娼购嗽囼?yàn)條約》規(guī)定的核查方法有四種：地震、次聲、放射性核素和水聲測(cè)量。核查要解決的首要問題是確定震源的性質(zhì)，即對(duì)核爆炸（地下、水下和空中）和非核爆炸事件（天然地震、化學(xué)爆炸等）進(jìn)行識(shí)別。解決地下核爆炸識(shí)別問題的關(guān)鍵技術(shù)有兩類：一是設(shè)置盡可能合理的檢測(cè)臺(tái)陣；二是利用模式識(shí)別技術(shù)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行識(shí)別處理。然而，要解決偵測(cè)工程中的一系列目標(biāo)識(shí)別問題，關(guān)鍵是模式識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用。因此，核爆地震模式識(shí)別的方法理論不僅有著廣泛的應(yīng)用前景，而且可以為其他偵察目標(biāo)識(shí)別提供思路與相應(yīng)的方法技術(shù)?！　∫酝暮吮卣鹉Ｊ阶R(shí)別主要采用兩類方法：一類是地球物理學(xué)的方法，即用震源深度、面波震級(jí)比等地球物理特征參數(shù)來進(jìn)行判別；另一類是用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法對(duì)地震波進(jìn)行自動(dòng)解釋，即用復(fù)倒譜、頻率三次矩、譜比值等數(shù)學(xué)特征通過各種分類器來進(jìn)行識(shí)別。但是，識(shí)別結(jié)果尚不理想，以至地震學(xué)家得出這樣的結(jié)論：對(duì)于天然地震和地下核爆炸，看來并不存在一個(gè)理想的鑒別判據(jù)?！　∥覀儚?989年開始，采用地球物理與信號(hào)處理及模式識(shí)別相結(jié)合的方法，即采用“灰箱”的方法對(duì)核爆炸模式識(shí)別中的關(guān)鍵問題展開了深入研究，具體表現(xiàn)在所提取的特征不完全是純數(shù)值特征，而是有一定的地球物理意義，或可以與地震學(xué)特征相類比。此外，與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法不同的地方是，我們?cè)谔卣魈崛∨c選擇，分類器設(shè)計(jì)、訓(xùn)練與識(shí)別等環(huán)節(jié)中，引入了分形、混沌等非線性時(shí)間序列分析方法和模糊綜合評(píng)判、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同學(xué)等智能信號(hào)處理理論，以及小波分析、時(shí)頻分析、隨機(jī)過程等非平穩(wěn)信號(hào)處理方法。

內(nèi)容概要

　　《核爆地震模式識(shí)別》共分9章。第1章是緒論，主要對(duì)核爆地震監(jiān)測(cè)與識(shí)別，重點(diǎn)是核爆地震監(jiān)測(cè)的研究歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)述，介紹了核爆地震波區(qū)域特征及傳播、源特征研究和核爆地震識(shí)別技術(shù)。并且為了照顧非地震專業(yè)和非信號(hào)與信息處理專業(yè)的讀者（事實(shí)上，在核爆地震模式識(shí)別領(lǐng)域這兩方面的科技工作者都有）。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　核爆地震監(jiān)測(cè)　1.2　核爆地震監(jiān)測(cè)歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)　1.3　核爆地震識(shí)別的傳統(tǒng)方法　1.4　地震波基礎(chǔ)知識(shí)　1.5　核爆地震數(shù)據(jù)集　參考文獻(xiàn)第2章　模式識(shí)別的基本理論　2.1　基本概念和方法　2.2　特征提取與選擇　2.3　分類器設(shè)計(jì)第3章　核爆地震信號(hào)分析與預(yù)處理　3.1　核爆地震信號(hào)的常規(guī)處理　3.2　核爆地震信號(hào)的分形與混沌分析　3.3　數(shù)據(jù)預(yù)處理第4章　核爆地震信號(hào)的特征提取與選擇第5章　核爆地震信號(hào)的傳統(tǒng)判別分析第6章　核爆地震信號(hào)的非線性判別分析第7章　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在核爆地震模式識(shí)別中的應(yīng)用第8章　協(xié)同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與核爆地震模式識(shí)別第9章　核爆地震模式識(shí)別的模糊綜合評(píng)判附錄　名詞術(shù)語中英文對(duì)照后記

章節(jié)摘錄

　　在核爆地震的自動(dòng)識(shí)別中，對(duì)地震信號(hào)初至點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)是核爆探測(cè)系統(tǒng)涉及的一個(gè)重要問題。核爆探測(cè)系統(tǒng)中的各類信號(hào)采集裝置在大部分時(shí)間里接收和采集的只是一些隨機(jī)噪聲信號(hào)。對(duì)于識(shí)別系統(tǒng)而言，地震記錄中的噪聲信號(hào)并沒有任何實(shí)際意義，核爆地震模式識(shí)別系統(tǒng)真正關(guān)心的是由各種事件（核爆或其他自然現(xiàn)象）產(chǎn)生出來的地震信號(hào)。如果不進(jìn)行初至點(diǎn)檢測(cè)，直接將地震信號(hào)送入后續(xù)模式識(shí)別系統(tǒng)，將給后續(xù)系統(tǒng)帶來很大負(fù)擔(dān)；同時(shí)，由于信號(hào)的特征提取過程對(duì)于信號(hào)的起始點(diǎn)位置比較敏感，為了保證特征提取的準(zhǔn)確一致性，信號(hào)的初至點(diǎn)檢測(cè)必須做到盡可能準(zhǔn)確。因此，在完成事件檢測(cè)之后，還要對(duì)初至點(diǎn)位置進(jìn)行檢測(cè)。　　1.常用的初至點(diǎn)檢測(cè)方法　　目前，對(duì)地震波初至點(diǎn)的分析主要有兩類方法：一類是人工判讀法，即由人從地震相圖上依靠經(jīng)驗(yàn)直接判讀；另一類是計(jì)算機(jī)自動(dòng)判讀法。　　人工判讀初至點(diǎn)有其固有的缺陷：一是判讀精度不高，不同的人判讀的初至點(diǎn)位置很可能不一樣，這對(duì)整個(gè)波群作波形分析和特征提取是有影響的；二是需要有豐富的判讀經(jīng)驗(yàn)，因而它限制了對(duì)地震事件和核爆炸事件的進(jìn)一步研究。　　在計(jì)算機(jī)自動(dòng)判讀法中，又可分為兩類。

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