基于EMD-VMD-LSTM集成模型及熵分量的地震信号分类研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yao_huaxin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地震潜藏着巨大的危害性。地震领域的研究者们,一般是通过监测地震信号来了解地震的发生和传播过程。地震信号来源复杂,其来源不仅可能是天然地震事件,还可能是如人工爆破、化学爆炸、地下核爆等非天然地震事件。由于条件所限,本文相关研究所涉及的非天然地震事件只考虑人工爆破事件;只考虑人工爆破事件的另外主要原因是:人工爆破这类工程活动也是地震观测台网中出现较为频繁的事件震源类型。针对天然地震和人工爆破的地震波形信号分类问题,本文研究了基于经验模态分解(EMD)、变分模态分解(VMD)和长短期记忆网络(LSTM)的模型分类识别方法;基于时频图和深度学习分类识别方法;基于熵分量特征的分类识别方法。主要工作如下:(1)提出了一种基于EMD-VMD-LSTM模型分类识别方法。综合经验模态分解和变分模态分解2种现代信号处理方法并应用于地震信号处理,利用对时间序列具有良好处理能力的长短期记忆网络,构成EMD-VMD-LSTM模型,以对地震信号进行分类识别。(2)基于了熵分量特征来进行地震信号的分类识别。地震波形经过小波包分解的1条波形可得到1个小波包系数矩阵,对该矩阵进行奇异值分解,取较大的排在前面主要奇异值计算得到香农熵各分量即为熵分量。(3)集成使用时频图和深度学习方法进行地震信号的分类识别。采用S变换、连续小波变换和短时傅里叶变换,对地震信号进行时频变换,获得地震信号的时频图像,再利用VGG16、Resnet50深度学习方法对时频图像进行特征提取及分类识别。(4)编制了一款地震信号处理软件。可提供良好的交互操作,以对地震信号事件进行更好的交互管理。软件还集成了一些特征提取算法和分类识别算法,如求取信号能量值,软件能实时的展现出信号波形状态。这项工作为本研究的后续工作提供了必要基础。本文提出的基于EMD-VMD-LSTM分类识别方法,既保持了对地震信号的整体性观察,也进一步提升了分类识别率;使用时频图和深度学习的分类识别方法,能免去了人工提取特征的步骤,并且把信号转变为了图像,可以更直观的对信号分析,该方法以波形为识别单元,取得了87.82%的正确识别率;提出的新特征方法:熵分量特征,以事件为识别单元,则取得了天然地震事件96.67%的正确识别率和爆破事件94.29%的正确识别率,这表明熵分量是一个值得进一步探讨的潜在高可靠性的地震信号分类识别特征。
其他文献
仲裁作为争议解决方式之一,由于其具有高效性、保密性以及灵活性而广受国际贸易领域的青睐。仲裁协议是仲裁启动的前提和基础,涉外仲裁协议的司法审查是仲裁司法审查的重要组
随着大数据、云计算、人工智能等新兴业务逐渐深入人心,基于传统时分复用的技术已经难以满足用户对于各种带宽业务的需求。时分波分复用无源光网络(Time and Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network,TWDM-PON)由于能够提供更高的带宽,更为丰富的业务支持,并且可以与现有架构共存,传输距离和范围更远,被选为下一代无源光接入技术
随着全球化和区域一体化的推进,国家之间的经济文化政治交往日益频繁与密切。在这种跨文化,跨领域交流的大背景下,口译的重要性日益突出,口译员的自身素质也受到更大的考验。准确流畅的口译在各领域交流中扮演着举足轻重的角色。但实际的口译过程中,译员的精力往往是有限的,从而总是会导致各类问题。目前口译指导理论中,吉尔的认知负荷模型是口译过程研究中非常具有借鉴意义与影响力的模型。吉尔重视口译中的理解,因此他提出
板桥-合水地区是典型的低渗透油气藏,该区的长6储层的物性差,孔隙结构复杂、渗流特征受多因素影响,多年勘探开发后,采收率仍然较低。基于以上问题,本文对板桥-合水地区长6储
双乙酰是影响发酵乳风味的重要风味物质之一。通常通过外源添加来提高双乙酰的含量,进而改善发酵乳的风味。但这与目前食品行业发展绿色、纯天然产品的趋势相悖,因此提高双乙
内脂素(Visfatin)是一种新型脂肪细胞因子,与机体炎症和免疫应答反应密切相关。断奶仔猪免疫应激是影响仔猪生产性能的重要原因之一,其主要的病理变化是炎症反应,但最终导致
近年来,随着信息科技的进步和统计技术的发达,人类面临的数据量、信息量显著增加。合理的处理来自生物医学、经济金融、人工智能等领域的海量复杂数据并从中挖掘有价值的知识
“农业、农村、农民”问题关系国计民生,是党和政府工作的重中之重。习近平总书记在党的十九大报告中提出了乡村振兴战略,确定了中国特色社会主义新时代做好“三农”工作的总抓手。乡镇公务员在乡村振兴过程中发挥着极其重要的作用,同时也面临着越来越大的挑战与压力。只有不断提高乡镇公务员的能力水平,提升乡镇公务员的工作满意程度,才能保证乡镇公务员队伍的稳定性,应对农村建设中的各种压力,实现乡村振兴的发展目标。本文
随着研究人员对生命探索的逐渐加深,各种各样的生命现象被发掘,来源于生命的灵感也随之不断地涌现。当前热门的分子组装便是来源于生命的启发,分子组装行为广泛的存在于生命
随着现代工业的飞速发展,二氧化碳(CO2)作为最臭名昭著的化学废物被无节制的排放并对全球环境产生严重影响。因此,无论从环境保护还是资源利用的角度出发,将CO2高效活化并选择