[发明专利]一种基于非震动态背景场的地震TEC异常信息提取方法

说明书

本发明提出一种基于非震动态背景场的地震TEC异常信息提取方法，包括以下步骤：动态背景场建立、小波多尺度分析、支持向量机回归模型和异常信息提取方法；本发明通过非震动态背景场，在考虑了TEC自身的周期性变化，同时还考虑了太阳活动、地磁活动等空间环境的干扰，可以提取的地震TEC异常更为准确，同时可以减少地震电离层TEC异常信息提取过程中其它非震因素带来的干扰和误差，提高地震TEC异常检测的准确率，在地震期有较高的预警率，而在非震期虚警率较低，可以提高地震TEC异常信息提取效率。

技术领域

本发明涉及地震TEC信息提取领域，尤其涉及一种基于非震动态背景场的地震TEC异常信息提取方法。

背景技术

电离层是日地空间环境的一个重要组成部分，它的剧烈变动会对人类的生产生活产生巨大的影响。

现有的地震电离层TEC异常提取主要通过以下两类方法：一是滑动时窗法；二是滑动四分位法，但是以上两种方法存在较多的缺陷，比如：由于背景场构建过程中没有考虑TEC自身的周期性波动影响，导致提取的异常存在周期性信息；由于背景场中没有考虑太阳活动等非震因素引起的地球空间环境的扰动的影响，使得在没有地震发生的情况下也能大量提取出TEC异常，存在较高的虚警率；同时，在地震事件和其它非震扰动事件同时发生时，无法判别TEC异常来源。因此，为了解决太阳活动等引起地球空间环境扰动以及TEC自身周期性波动的非震动态TEC背景场，以减少地震电离层TEC异常信息提取过程中其它非震因素带来的干扰和误差，提高地震TEC异常检测的准确率，降低虚警率，本发明提出一种基于非震动态背景场的地震TEC异常信息提取方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明通过非震动态背景场，在考虑了TEC自身的周期性变化，同时还考虑了太阳活动、地磁活动等空间环境的干扰，可以提取的地震TEC异常更为准确，同时可以减少地震电离层TEC异常信息提取过程中其它非震因素带来的干扰和误差，提高地震TEC异常检测的准确率，在地震期有较高的预警率，而在非震期虚警率较低，可以提高地震TEC异常信息提取效率。

本发明提出一种基于非震动态背景场的地震TEC异常信息提取方法，包括以下步骤：

步骤一：动态背景场建立

在地震电离层TEC异常信息提取前，首先应找到地震造成的电离层TEC扰动与其他扰动因素，然后对归一化后的太阳在10.7cm辐射通量的值和TEC值进行傅里叶变换，分析两者频谱图，对太阳活动与TEC之间的关系进行分析，然后先剔除TEC数据的半年周期和年周期性成分，再利用SVR模型进行与非震因素的回归建模；

对于TEC原始信号为一个整体，其受到其他扰动因素影响，在时间序列上表现不断波动，根据公式(1)进行计算可以得出对于TEC原始信号T₀；

T₀＝T₁+T₂+T₃+T₄+T_e (1)

公式(1)中，T₁为太阳周期性活动的影响，主要表现在长周期变化上；T₂为TEC自身稳定的年周期及半年周期成分波动；T₃为地磁和空间宇宙环境活动的影响；T₄为极为非地震因素的TEC扰动；T_e为地震引起的TEC扰动；

其中，太阳周期性活动的影响T₁、TEC自身稳定的年周期及半年周期成分波动T₂和地磁和空间宇宙环境活动的影响T₃为TEC波动的主要来源，准确模拟出T₁、T₂和T₃的扰动情况，再根据计算公式(2)进行计算可以得出最后的TEC非震动态背景值T_back；