内陆地震热异常的形成机理与分离研究

A large number of observed facts and studies have shown that there are many thermal anomalies in the process of seismic activities. And we can use satellite thermal infrared technology to detect a wide range change of continuous thermal phenomenon. Inland area of China links earthquake as a tie of thermal anomalies, due to complex geographical conditions and frequent seismic activity. Regarding correct identification of the seismic activities’ thermal anomalies as a breakthrough point, taking unique geographical environment and frequent earthquake area, inland earthquake area of China as an example, with the help of both the new theory and related research achievements at home and abroad, this research attempts: (1) to construct spatial database of geographical environment factors and multiple parameters of seismic thermal anomalies using multi source remote sensing data and its products; (2) to carry out “distribution characteristics and evolution process➠detection and discrimination➠attributions and separation” respectively by new methods and techniques of spatial data mining; (3) to bring forward new method of quantitative definition for spatial-temporal scope of seismic thermal anomalies, probe into spatio-temporal variability, uncertainty and distribution pattern of thermal anomalies; (4) to search the formation mechanism and influencing factors of the thermal anomaly, the temporal and spatial patterns and evolution law of thermal anomaly will be revealed systematically. This study also will add scientific values and support to explore the formation mechanism of seismic thermal anomaly, and advance the practical application of earthquake prediction and disaster prevention.

大量观测事实和研究表明地震活动伴随着热异常现象，利用卫星热红外遥感技术可探测热场的时空变化。我国内陆区由于复杂的地理环境与频繁的地震活动，成为了联系地震热异常的纽带。本研究以我国独特地理环境和地震频发区——内陆地震区为研究靶区，以正确辨识内陆地震热异常信息的问题为切入点，借助国内外相关领域的新理论和研究成果，基于多源遥感数据及其产品，构建地震热异常多参数和地理环境因素的空间数据库，采用新的热异常识别方法和数据挖掘技术，分别从分布特征与演化过程➠检测与识别➠归因与分离三个层面开展工作，实现多方位多角度的立体观测，提出地震热异常时空范围的定量界定方法，探明热异常的时空变异、不确定性和分布模式，探求地震热异常的形成机理及影响因素的作用机制，系统揭示变化环境下地震热异常多种参数的时空格局和演变规律。本项目对揭示地震热异常形成机理有重要的学术意义，在推进地震预测、预报和防灾减灾等方面有实际应用价值。

我国内陆区由于复杂的地理环境与频繁的地震活动，成为了联系地震热异常的纽带。本研究以我国独特地理环境和地震频发区——内陆地震区为研究靶区，以辨识与分离地震相关的热异常信息的问题为目标，借助国内外相关领域的新理论和研究成果，基于多源遥感数据及其产品，完成（1）基于遥感热红外数据分析地表温度的空间分异特征、研究时间周期性和非周期性变化特征；（2）针对目前遥感技术无法直接提取近地表气温的现实，通过多种环境参数和时空数据挖掘技术，分别建立多元回归模型和BP神经网络模型对近地表气温进行遥感反演，并探讨近地表气温的时空变化特征以及不同土地利用类型对气温的影响；（3）通过对地震热异常的时空变异与其环境因子时空关系的研究，揭示多重时空尺度上地震热异常的时空变异与其诸因素的关系，探究地震热异常时空变异性及其主控因子。（4）基于逐像元的局部统计、MK突变检验、STL分解和GEST检验等方法，使用多方位多角度的立体观测和空间数据挖掘技术，实现了内陆地震热异常的分离与识别。研究成果对揭示地震热异常形成机理有重要的学术意义，在推进地震预测、预报和防灾减灾等方面有实际应用价值。