大数据时代对地震监测预报问题的思考

孙长江

【摘 要】目前，国内外对地震的数据解读和模型监测理解的不够充分，对其监测预报仍然不够准确和及时。在小数据时代，地震研究人员通过网络化、信息化技术获得了大量的地震数据，但是由于数据处理能力的限制，在孤立样本和假说基础建立的数学分析模型上进行的地震监测预报存在着科学性的疑问。大数据作为一种数据处理分析技术，可以多大量的数据进行多样本的分析，提高地震监测预报的科学性和准确性。本文介绍了大数据的特征与作用及其对地震监测预报的影响，并从地震监测预报管理机制创新、数据分析专业性人才培养及历史数据的挖掘三个方面对大数据时代下的地震监测预报建设进行了简要的分析。

【关键词】大数据；地震；监测预报

中图分类号： P315.7 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）21-0228-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.105

【Abstract】At present， domestic and foreign researchers are not fully understood the data interpretation and model monitoring of earthquakes， and their monitoring and forecasting is still not accurate and timely. In the era of small data， earthquake researchers have obtained a large amount of seismic data through network and information technology. However， due to the limitation of data processing capabilities， there are sciences doubt in earthquake monitoring and forecasting based on mathematical analysis models established on isolated samples and hypotheses. As a data processing and analysis technology， big data can analyze multi-samples with a large amount of data， and improve the scientific and accuracy of earthquake monitoring and forecasting. This paper introduces the characteristics and functions of big data and its impact on earthquake monitoring and forecasting， and briefly analyzed monitoring and forecasting of earthquakes in the era of big data from three aspects： seismic monitoring and forecasting management mechanism innovation， data analysis professional talent training and historical data mining.

【Key words】Big data； Earthquake； Monitoring and forecasting

地震是地球內部地壳激烈运动，释放大量能量造成横向、纵向波动。目前，对地震的数据解读和模型监测理解的不够充分，对其监测预报仍然不够准确和及时。数据存在于我们日常的生活中，如电话、网络检索、温湿度监测等。大数据则是对多种类型、大量数据快速激增下，对数据进行收集、整理、计算、分析的一项数据分析整理技术，用于将分散、多样的数据进行关联系分析，从而预测事物的发展趋势。随着科技的进步，地震研究学者获得了大量的数据，并针对地震数据开发了相关数据分析软件，试图为地震的预测提供帮助，但是其效果显得不够显著。如果将大数据与地震进行结合，可能会通过这项技术对地震数据进行深入的解读，寻找到地震发生地区、频率、等级与监测数据之间的联系，从而实现对地震监测预报的全新认识。

1 大数据的特征及其作用

大数据具有数据容量大、多样化、高价值和快速获取与分析的特征，其中容量大是指在一定时间内激增，且使用一般的数据处理软件无法在其承受能力和时间内进行合理采集、处理的信息数据；多样化是指数据除了具有结构化和非结构化数据外，还包括不同领域、行业内同类型的数据；高价值是指能够通过大数据进行海量数据的挖掘，甚至是错误的信息数据，获得有用的关系推断，并成功进行事物发展趋势预测；快速获取与分析是指对分析所需的数据进行快速的获取、整理并进行计算分析及应用。另外，大数据具有对事物发展趋势进行预测、改变传统观点、发现新事物、挖掘有价值信息的作用。

2 大数据对地震监测的影响

2.1 大数据对地震监测预报科学性影响

在小数据时代下的预报，经常会通过寻找异常点来进行分析，但是引起地震的原因具有空间、时间及数据的复杂性，至于那些原因和数据是真正造成地震发生的根本无法明确的区分和识别。因此，这样的监测预报势必在科学性上存在着一定的疑问。大数据时代，可以通过密集观测、全样本数据采集及多样本同时分析、检验、验证，并采用模式识别算法来分析现象与数据之间的关系，这样的多样本分析可以发现地震前的相关变化，避免人为主观因素造成的影响，提高地震监测预报的科学性。

2.2 大数据对地震数据融合的影响

众所周知，同一地震点在不同时间发生的地震等级可能不一样，获得的地震数据也可能完全不一样，对同一地带相同地震点的数据采集对分析地震的原因不具有可比性。因此，对地震进行科学、合理的预测就需要对不同地区的地震数据进行综合性的研究，而以前的地震研究受限制于数据分析处理，无法实现大量数据的深入融合。在大数据时代，可以通过对全球大量的不同地震数据进行全面解析，促进全球地震数据的共享，推动地震监测预报内、外部的所有数据的深度融合，为地震研究的国际合作与交流提供一个广泛的平台。

2.3 大数据对地震研究方法和监测预报方式改变的影响

在以往的地震研究方法方面，鉴于小数据时代数据处理的限制，研究人员只能从大量的地震数据中尽量选择其认为具有代表性、有效的数据，然后根据对地震的认识，在一定的假说基础上建立计算模型或经验公式，通过计算分析获得一定的结果。这种研究方法存在的问题是少量的数据和一定的假说，会对最后的结果造成很大的误差影响，大量的数据计算无法得到一个收敛的有效解，一定的假说会因为某些容易忽略的因素造成结果的重大偏离。在大数据时代，研究人员就可以对大量的数据进行全样本或多样本的数据分析，并对全球不同地震进行数据汇总和深度挖掘，获得一些有价值的信息或结论。

3 大数据下的地震监测预报建设

3.1 开展监测预报管理机制创新

大数据具有很多优点，也会对地震监测预报产生较大的影响，而大数据作为一种技术，其使用者必定的人，因此，要体现或充分发挥大数据与地震监测预报结合的价值，必须要从大数据基础设施建设和合作交流制度方面进行管理机制的创新。如在国内外的不同的省份和地区建立地震监测方法、数据采集措施、样本分析方法和数据分析等方面的合作交流制度，从而保证数据和研究方法能够在国际上形成共享，共同进步的目的；同时，需要对地震数据采集的高精度无线传感器、更加精密的分析设备等投入，并加强数据共享平台和分析系统的建设，实现全球数据的同时在线分享和协同研究。

3.2 培养专业的数据分析人才

大数据的数据采集、处理、分析与以往的数据处理分析方式不同，它会对大量的地震数据进行多样本的整体计算、分析对比，并将获得的原始数据和分析比对结果数据信息转化为科普性的结论意见。目前，大数据在国内外都是研究的热点，大家都尝试将其应用于不同的领域和行业，但是，在引进大数据技术的时候，对于后期数据处理分析的专业性人才需求也会越来越大，具有对大数据进行处理、分析的专业性人才必然会缺乏，最后导致数据分析人才变成制约大数据发展的一个因素。因此，我们需要加快对大数据计算分析的人才培养。

3.3 深入挖掘历史地震数据

随着计算机技术的引入和网络化、信息化系统的建设，对于获取大量的地震数据已经相对来说容易。虽然大数据时代，需要对地震数据的采集方式、能力进行提升，但是大数据的真正意义也不在于去获取地震数据，其更加重要的作用在于对大量的数据进行处理分析，通过模式识别算法，来从大量的、表面毫无关系的数据中去寻找其中的关联性，从而获得更加具有价值的东西，用来指导地震分析和监测预报。在大数据时代，我们除了要关注新的地震数据外，需要更加关注历史数据，可以通过对历史数据进行数据的在分析、重组等方式来挖掘出具有价值的东西。

4 結论

大数据作为一种数据处理分析技术，可以多大量的数据进行多样本的分析，提高地震监测预报的科学性和准确性；促进全球地震数据的共享，推动地震监测预报内、外部的所有数据的深度融合；改变地震研究方法和监测预报方式。大数据下的地震监测预报建设需要从监测预报管理机制创新、数据分析专业性人才培养及历史数据的挖掘三个方面着手。

【参考文献】

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