核爆地震模式識別

前言

　　1996年9月聯(lián)合國通過《全面禁止核試驗條約》以后，核爆炸的監(jiān)測和識別就成為國際核查與反核查的主要內(nèi)容之一?！度娼购嗽囼灄l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量。核查要解決的首要問題是確定震源的性質，即對核爆炸（地下、水下和空中）和非核爆炸事件（天然地震、化學爆炸等）進行識別。解決地下核爆炸識別問題的關鍵技術有兩類：一是設置盡可能合理的檢測臺陣；二是利用模式識別技術對測量信號進行識別處理。然而，要解決偵測工程中的一系列目標識別問題，關鍵是模式識別技術的應用。因此，核爆地震模式識別的方法理論不僅有著廣泛的應用前景，而且可以為其他偵察目標識別提供思路與相應的方法技術?！　∫酝暮吮卣鹉Ｊ阶R別主要采用兩類方法：一類是地球物理學的方法，即用震源深度、面波震級比等地球物理特征參數(shù)來進行判別；另一類是用統(tǒng)計模式識別方法對地震波進行自動解釋，即用復倒譜、頻率三次矩、譜比值等數(shù)學特征通過各種分類器來進行識別。但是，識別結果尚不理想，以至地震學家得出這樣的結論：對于天然地震和地下核爆炸，看來并不存在一個理想的鑒別判據(jù)?！　∥覀儚?989年開始，采用地球物理與信號處理及模式識別相結合的方法，即采用“灰箱”的方法對核爆炸模式識別中的關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，或可以與地震學特征相類比。此外，與傳統(tǒng)的統(tǒng)計模式識別方法不同的地方是，我們在特征提取與選擇，分類器設計、訓練與識別等環(huán)節(jié)中，引入了分形、混沌等非線性時間序列分析方法和模糊綜合評判、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、協(xié)同學等智能信號處理理論，以及小波分析、時頻分析、隨機過程等非平穩(wěn)信號處理方法。

內(nèi)容概要

　　《核爆地震模式識別》共分9章。第1章是緒論，主要對核爆地震監(jiān)測與識別，重點是核爆地震監(jiān)測的研究歷史和現(xiàn)狀進行評述，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別技術。并且為了照顧非地震專業(yè)和非信號與信息處理專業(yè)的讀者（事實上，在核爆地震模式識別領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　1.2　核爆地震監(jiān)測歷史、現(xiàn)狀與趨勢　1.3　核爆地震識別的傳統(tǒng)方法　1.4　地震波基礎知識　1.5　核爆地震數(shù)據(jù)集　參考文獻第2章　模式識別的基本理論　2.1　基本概念和方法　2.2　特征提取與選擇　2.3　分類器設計第3章　核爆地震信號分析與預處理　3.1　核爆地震信號的常規(guī)處理　3.2　核爆地震信號的分形與混沌分析　3.3　數(shù)據(jù)預處理第4章　核爆地震信號的特征提取與選擇第5章　核爆地震信號的傳統(tǒng)判別分析第6章　核爆地震信號的非線性判別分析第7章　神經(jīng)網(wǎng)絡在核爆地震模式識別中的應用第8章　協(xié)同神經(jīng)網(wǎng)絡與核爆地震模式識別第9章　核爆地震模式識別的模糊綜合評判附錄　名詞術語中英文對照后記

章節(jié)摘錄

　　在核爆地震的自動識別中，對地震信號初至點的自動檢測是核爆探測系統(tǒng)涉及的一個重要問題。核爆探測系統(tǒng)中的各類信號采集裝置在大部分時間里接收和采集的只是一些隨機噪聲信號。對于識別系統(tǒng)而言，地震記錄中的噪聲信號并沒有任何實際意義，核爆地震模式識別系統(tǒng)真正關心的是由各種事件（核爆或其他自然現(xiàn)象）產(chǎn)生出來的地震信號。如果不進行初至點檢測，直接將地震信號送入后續(xù)模式識別系統(tǒng)，將給后續(xù)系統(tǒng)帶來很大負擔；同時，由于信號的特征提取過程對于信號的起始點位置比較敏感，為了保證特征提取的準確一致性，信號的初至點檢測必須做到盡可能準確。因此，在完成事件檢測之后，還要對初至點位置進行檢測。　　1.常用的初至點檢測方法　　目前，對地震波初至點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)驗直接判讀；另一類是計算機自動判讀法?！　∪斯づ凶x初至點有其固有的缺陷：一是判讀精度不高，不同的人判讀的初至點位置很可能不一樣，這對整個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，因而它限制了對地震事件和核爆炸事件的進一步研究?！　≡谟嬎銠C自動判讀法中，又可分為兩類。

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