AI有望解決城市地震監(jiān)測的噪音難題
由于人口密集,并存在眾多重要的設(shè)施,城市中一旦發(fā)生破壞性地震將引發(fā)災(zāi)難性的后果。因此,各國當(dāng)局和科學(xué)家們都在努力加強(qiáng)城市區(qū)域內(nèi)的地震活動監(jiān)測。然而,同樣由于人口密集,設(shè)施眾多的原因,城市區(qū)域的地震活動監(jiān)測也遭受著人為活動產(chǎn)生的噪聲所影響。
這些噪聲包括交通運輸引起的地面震動,風(fēng)作用在地標(biāo)建筑上引起的震動,以及其他的震動事件。
科學(xué)家們曾經(jīng)嘗試改變傳統(tǒng)的單站監(jiān)測模式,建立了一套密集陣列,來試圖削弱這些噪聲的影響,以探測強(qiáng)度較低的地震活動。2011年至2012年,人們在洛杉磯大都會區(qū)建立了這么一套陣列(探測單元間間距約100米),但效果并不讓人滿意。
直到最近,研究人員開發(fā)了一套基于深度學(xué)習(xí)的人工智能(AI)算法。他們提取了猶他大學(xué)地震臺網(wǎng)高信噪比的地震事件信號,以及洛杉磯陣列記錄的當(dāng)?shù)卦肼曅盘?,并將兩者混合,產(chǎn)生不同信噪比的數(shù)據(jù)集,用來訓(xùn)練該人工智能。
隨后,他們使用洛杉磯陣列中沒有用作訓(xùn)練的信號,以及La Habra的區(qū)域性地震網(wǎng)臺的信號,對訓(xùn)練后的人工智能進(jìn)行檢驗。結(jié)果顯示,這套被命名為UrbanDenoiser的人工智能既能處理陣列的信號,也能處理區(qū)域性網(wǎng)臺的信號。
通過它的降噪處理,人們可以發(fā)現(xiàn)一些過去并未能發(fā)現(xiàn)的地震事件,從而提高對當(dāng)?shù)氐卣鸹顒拥牧私狻_@對于城市,特別是向洛杉磯、東京這些人口密集的大城市的地震活動監(jiān)測將帶來極大的幫助。
研究人員表示,盡管這一系統(tǒng)是針對地震活動進(jìn)行開發(fā)的,但通過合適的訓(xùn)練,同樣適用于對其他震動事件的監(jiān)測。當(dāng)然,在這個時候,地震的信號就應(yīng)該按噪聲來處理。