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研究背景：

中國川滇地區(qū)是一個(gè)地震活躍地區(qū)，快速準(zhǔn)確的震級估計(jì)對于建立川滇地區(qū)地震預(yù)警系統(tǒng)非常有意義。目前，國內(nèi)正在測試的地震預(yù)警系統(tǒng)以及地震預(yù)警震級估算的相關(guān)研究中大多是采用tc方法和Pd方法，這些方法存在明顯的震級估計(jì)誤差大、小震高估和大震低估的問題。同時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)方法需要基于大量樣本數(shù)據(jù)建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，已有機(jī)器學(xué)習(xí)震級估計(jì)模型在川滇地區(qū)應(yīng)用需要經(jīng)過本地?cái)?shù)據(jù)的遷移訓(xùn)練。所以，本文基于遷移學(xué)習(xí)方法，使用川滇地區(qū)地震事件對基于日本K-NET臺(tái)網(wǎng)強(qiáng)震動(dòng)記錄預(yù)訓(xùn)練的SVM-M模型進(jìn)行遷移訓(xùn)練，構(gòu)建了基于遷移學(xué)習(xí)方法的支持向量機(jī)震級估計(jì)TLSVM-M模型，目的是探索機(jī)器學(xué)習(xí)方法在川滇地區(qū)快速震級估計(jì)應(yīng)用的可行性以及改善震級估計(jì)的準(zhǔn)確性。

研究方法及結(jié)果：

1）基于Zhu等（2022）使用日本K-NET強(qiáng)震動(dòng)記錄建立的SVM-M模型，使用震級范圍在4-7級的川滇地區(qū)的強(qiáng)震記錄對SVM-M模型進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并建立基于遷移學(xué)習(xí)方法的單臺(tái)支持向量機(jī)震級估計(jì)TLSVM-M模型對川滇地區(qū)的地震事件進(jìn)行快速震級估計(jì)。圖1展示了由相同的川滇地震事件組成的測試數(shù)據(jù)集，在P波到達(dá)后3秒時(shí)，TLSVM-M模型、SVM-M模型、tc方法和Pd方法的震級估計(jì)誤差分布。從圖1中可以發(fā)現(xiàn)：和另外三種方法相比，TLSVM-M模型有更小的誤差，且基于TLSVM-M模型的震級估計(jì)誤差標(biāo)準(zhǔn)差和平均絕對誤差也遠(yuǎn)小于另外三種方法。

2）P波到達(dá)后3秒時(shí)，基于TLSVM-M模型的震級估計(jì)誤差與震中距和信噪比的關(guān)系如圖2所示。從圖2中可以發(fā)現(xiàn)：P波到達(dá)后3秒，基于TLSVM-M模型的震級估計(jì)誤差主要集中在±0.5震級單位范圍內(nèi)；此外，誤差不隨震中距和信噪比的變化而發(fā)生明顯的變化。

3）圖3展示了TLSVM-M模型對川滇地區(qū)五次代表性地震事件的測試：震級為MS4.2的地震事件、震級為MS5.2的地震事件、2008年MS6.3攀枝花地震事件、2014年MS6.6魯?shù)榈卣鹗录?013年MS7.0蘆山地震事件。在首臺(tái)觸發(fā)后1s，三個(gè)地震事件（Ms4.2、5.2和6.3）的震級估計(jì)在±0.3震級單位的誤差范圍內(nèi)。對于其他兩次地震（6.6級和7.0級），在第一個(gè)地震臺(tái)觸發(fā)后1秒，存在明顯的震級低估問題，隨著首臺(tái)觸發(fā)后時(shí)間的增加，震級低估得到改善。同時(shí)，對于這兩個(gè)事件（Ms6.6和7.0），在首臺(tái)觸發(fā)后13秒內(nèi)，震級估計(jì)誤差均在±0.3個(gè)震級單位內(nèi)。

4）研究表明：TLSVM-M模型能夠快速估計(jì)川滇地區(qū)中小地震（4≤M≤7）的震級。同時(shí)，我們推斷，該模型可能在地震預(yù)警中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。