大数据应用之地震问题

赛智时代2018-12-06 16:14:42

摘要:依托大数据技术,全球范围内,地震预测有了突破性进展,地震烈度速报和应急响应取得渐进式的进步。中国在地震烈度速报发面取得进展,由于数据挖掘技术不够完善,在地震预测和应急响应方面还处于探索阶段。

对于平凡的人类来说,地震非常可怕。1920年的海原地震造成约28.8万人死亡,30万人受伤;1976年的唐山大地震造成约24.3万人死亡,16.4万人重伤;2008年的汶川大地震造成约6.9万人遇难,37.5万人受伤,1.8万人失踪。

我们缓解恐惧的方式是不断探索如何将地震的不确定性削减。

大数据时代令我们受益匪浅。对数据的存储和处理能力不断攀升意味着我们可以更高效、准确地预测地震和解决一系列相关的问题。

我们将地震的问题分为三类:地震预测、地震烈度速报和应急响应。

地震预测

地震预测是公认的是世界性科学难题。目前人类只能推测在一定时间段内在某地点发生一定震级地震的概率。提高地震预测的精准度是目前的目标。

美国政府在2012年3月29日宣布的大数据时代计划中,美国负责地震的地质调查局(USGS)启动了8个新的研究项目,目的是将地球科学的大数据转变成为科学发现。计划的目标是重新评估发生在所有主要板块边界和板块内部环境的地震等级、发生频率和震级分布,以及最大震级,以改进地震预测模型,并使美国的灾害评估建立在更为强大的全球数据及其分析基础之上。

学者们常常提出各种论断,认为精准的地震预测是不可能实现的。大数据分析通过使用卫星和气象数据,并结合统计分析,开启了一种新的地震预报形式。而这项研究所取得的喜人成果似乎可以有力驳斥那些否定者们的错误观点。

美国泽西岛的TerraSeismic公司,通过使用卫星数据可预测发生在世界各地的大地震,精准度达到90%。

Terra Seismic公司首席执行官奥列格·艾尔辛(Oleg Elshin)说道:“依靠我们这种前所未有的卫星大数据技术,我们可以在0到30天内提前预测在主要地震多发国家即将发生的大地震(震级为6级以上)”艾尔辛表示他们已经准确预测过智利塔拉怕卡的大地震(震级为8.1),墨西哥格雷罗州7.2级大地震以及提前9天预测了2015年3月3日在印尼发生的6.4级地震。

地震烈度速报

地震预测和地震预警并非同一概念。地震预警在日本被称为“地震紧急速报”,即下述的地震烈度速报。

地震预警的原理是这样:地震波分为纵波和横波,纵波传播速度很快但危害小于横波。接收装置接收地震的纵波信号后,借助无线电快速传播到预警系统,向地震波尚未到达的地方进行预警。

《西北地震学报》2002年发表的研究数据显示,在第一波地震波到来前,如果地震预警时间为3秒,可使人员伤亡比减少14%;如果为10秒,人员伤亡比减少39%;如果为20秒,则伤亡比能减少63%。

互联网的背景下,地震预警技术推送时间不断缩短。2015年11月30日,中国地震台网中心通过和今日头条进行技术合作,从接到前者的地震速报数据到3亿用户接收到地震紧急信息推送,目前这一过程的用时被控制在60秒左右。在未来,该过程耗时的技术性目标是接近0秒。2016年12月21日,中国地震台网中心与一点资讯宣布达成战略合作,中国地震台网中心自主研发的地震信息播报机器人首家入驻一点资讯,未来双方还将展开一系列深度合作。一点资讯作为国内领先的个性化内容聚合平台,随着地震信息播报机器人的入驻,将实现地震速报内容多元化、精准推送时间3-5秒两个目标。

地震速报内容除了基本的地震速报参数和震中地图外,还可囊括离震中最近的县级市、地级市和省会城市等信息,甚至包含该区域的历史地震信息,极大地丰富现有的地震速报内容。

应急响应

在大震应急时,要利用遥感获取的灾情数据和相关应急工作成果及时地应用于地震应急救援指挥、灾害调查与损失评估、灾民安置与恢复重建等工作。由此实现精准救援。

A DigitalGlobe开放卫星数据支持尼泊尔地震救援。通过订阅DigitalGlobe公司的FirstLook应急管理服务,参与救灾和灾后恢复的工作人员能够快捷地通过网络获取受影响地区灾前灾后的高分辨率卫星影像,从而更好的协调实地救助工作。此外,DigitalGlobe公司还同时启动了Tomnod众包平台,全球各地的网络志愿者们可以通过访问该平台来帮助救灾人员标注出地震所损坏的目标。

综上,我们得出三个结论。

第一,地震预测在全球范围内有了突破性进展,预测时间范围增宽、精准度可达90%,应急响应更加高效和精准。

第二,中国地震行业大数据的应用仅限于进行地震烈度速报,地震烈度速报的时间缩短至3-5秒,速报内容更为多元化。

第三,对中国来说,地震预测和应急响应的难点在于对海量数据的挖掘。地震数据挖掘技术远远不能适应开发应用的需要,因此要组织有关科研力量,大力开展数据挖掘基础理论和应用研究。

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