遥感云图-电磁波-热红外对地震等重大地质灾害的预测机理

Nature disaster, for instance, earthquake prediction is one great difficult subject to the current technology. It's extremely difficult to predict earthquake that caused by qualitative change abruptly through slowly long-term quantitative variation of the underground stress in geology or geophysical fields, and to deploy deep-seated stress sensing system underground. What's more, stress gradient model system is hard to establish and to portray global dynamics. Surface anomaly before earthquake is a prelude of the underground energy eruption, and it can describe its critical state indirectly. Based on surface electromagnetic spectrum detection with remote sensing, taking local surface field change as precursors to predict earthquake accord with scientific principles. Like surface geomagnetic field changes, temperature field changes and clouds abnormity, are one of the most intuitive characterization before earthquake energy releasing.Twenty years ago, Chinese scientists had already predicted earthquake with high accuracy by using these information.However, this method hasn't been accepted worldwidely yet. The process is diffucult to reproduce, and lacks enough basic theory. This project aims to make the visual accuracy experience up to 80% for many years become one depict as chaotic characteristics of the earthquake precursor cloud on satellite cloud imagery, to analysis the theroy of earthquake prediction with these three kinds of information. By making full use of these information, this project aims to explore the feasibility of earthquake prediction and offers the scientific evidences.

地质灾害预测如地震预测是重大难题。地质或地球物理方法通过地下应力缓慢量变试图预测突发质变的地震瞬间极端困难；且地下应力传感体系难以深层布设，应力渐变模型难以系统建立并全局动态刻画。但震前的地表异常现象，是地下能量孕育突变释放的前奏，能间接刻画其临界状态。这种基于遥感地表电磁波谱探测、以局部地表场改变作为地震前兆进行预测符合科学原理。例如地表电磁场、温度场改变以及震前云异常即是震前能量释放的一种最直观表征，20年前中国人率先用这三种特征分别进行地震预测，达到较高预测率。但它们尚未广泛认可推广，原因是人工准确识别需要长期经验积累，过程难以复制，单一方法有局限性，缺乏理论支撑。本项目旨在利用长年积累起高达80%观测准确率经验，进行地表电磁、热红外探测和目视卫星云图三类遥感的机理分析，获取数学模型；并结合三者，探究遥感手段预测地震等重大地质灾害可行性，去伪存真，相互验证，给出其有效预测的科学依据。

地质灾害预测如地震预测是重大难题。地质或地球物理方法通过地下应力缓慢量变试图预测突发质变的地震瞬间极端困难；且地下应力传感体系难以深层布设，应力渐变模型难以系统建立并全局动态刻画。但震前的地表异常现象，是地下能量孕育突变释放的前奏，能间接刻画其临界状态。这种基于遥感地表电磁波谱探测、以局部地表场改变作为地震前兆进行预测符合科学原理。.研究内容有：基于卫星图像的震前云识别模型研究；基于Android平台的地震云轮廓提取与轮廓匹配研究；地应力监测中目标数据采集与处理系统设计；低频震兆信息模型构建；热红外信息建模与地震预测机理研究。.取得的研究结果有：探索Hu矩轮廓匹配方法并构建震前云计算机辅助识别的初步模型，结果表明该方法在震前云的时间序列分析中效果较好；针对当前地震云研究中目视解译、无法形成系统的研究理论和研究模型的现状，结合Android便携式设备，提出在Android平台上对地震云图像进行轮廓提取与匹配的方法，结果表明该方法能够有效地识别时间序列下的地震云且正确率高；以MDCB法预测机理为理论基础，设计并实现了一套高效的地应力低频电磁数据获取系统，基于嵌入式系统设计地应力数据采集与处理系统，并加入GPS信息，使系统能够同时获取地应力信息和精准的位置和时间信息，结果表明该系统通过对电磁异常信息处理，既能反映当地地下地应力的变化，又能反映远处即将发震的震源区临震前兆信息；.热红外遥感地震预测机理研究，以2016年12月8日新疆昌吉州呼图壁县Ms6.2地震为实际研究对象，利用功率谱相对变化法提取出地震前后亮温异常时空变化，并利用时间窗口移动平滑方法提取热红外异常指数，结果表明，两种方法均能提取出地震前后亮温异常情况，但对应的时间和周期有所差异，在地震30天之前存在一个持续十天以上的热红外异常增温期，在临震时又有一个热红外异常增温期，在震后的数天内达到峰值，然后逐渐减弱。.本项目旨在结合如地表电磁场、温度场改变以及震前云异常，探究遥感手段预测地震等重大地质灾害可行性，去伪存真，相互验证，给出其有效预测的科学依据。对于遥感监测预测地震也具有开拓意义和实际应用价值。