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基于大数据挖掘的地震前兆观测研究

摘要：随着地震前兆观测测项和方法的增加，过

的数据分析方法已经无法满足观测数据的分析需求。而大

数据挖掘技术的出现给地震前兆观测工作带来了积极的影

响。因此，对大数据挖掘及其对地震前兆观测的影响进行

了分析，并对基于大数据挖掘的地震前兆观测展开了研究，

以期为有关方面提供一定的参考。

关键词：大数据挖掘；地震前兆；观测数据；云技术

中图分类号：P315.72文献标识码：A

DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.015

随着信息技术的快速发展，各行业的数据量都在迅速

增长，从而使大数据和大数据挖掘的研究话题引起了人们

的普遍关注。而地震前兆观测数据也是一种大数据，需要

利用大数据挖掘技术进行数据的处理。因此，有必要对基

于大数据挖掘的地震前兆观测展开研究，以便更好地利用

该技术促进地震监测行业的发展。

1大数据挖掘及其对地震前兆观测的影响

1.1大数据挖掘

所谓“大数据”，其实指的就是数据量巨大的数据，需

要采用特殊的存储和处理方法进行处理的数据。从特征上

来看，大数据具有多样性、大容量、高价值和快速获取分

析的特点。就目前来看，使用现有主流软件工具无法在短

时间内完成大数据的合理处理。而使用大数据技术则可以

对大规模数据进行有预测价值的采集和分析。从技术组成

上来看，大数据技术目前主要分成三类，即云技术、数据

挖掘技术和可视化技术。其中，数据挖掘技术包含了聚类

分析、关联分析、异常分析、分类分析和演变分析等多种

技术。利用大数据挖掘技术可以完成对海量数据的分析，

从而利用数据进行客观事实的证明。

1.2对地震前兆观测的影响

实际上，地震数据包含了前兆科学观测数据、地震考

察数据、地震波形数据和地震试验数据等多种数据，具有

大数据的4种基本特征，因此也是一种大数据。而人类进

行地震前兆观测的目的就是通过获取、分析数据对地震的

发生进行预测，从而减少自然灾害对人类的伤害。因此，

具有一定预测功能的大数据挖掘技术的出现将给地震前兆

预测带来较大的影响。首先，利用大数据挖掘技术可以完

成对所有数据的系统分析和论证，从而使地震预测的可靠

性得到提高。其次，地震前兆预测研究本身是综合研究，

需要使用不同的仪器，因此，数据的表现形式也都不尽相

同。而使用大数据挖掘技术可以同时对不同学科观测数据

进行分析，从而找出不同现象之间的关系。可见，大数据

挖掘技术的应用可以提高地震前兆观测分析的实时性。最

后，在以往的地震前兆观测工作中，由于观测密度较小，

观测数据中含有大量的虚假异常数据。而大数据挖掘技术

的应用可以排除虚假异常数据，从而使人们对观测数据的

洞察力得到提高。

2基于大数据挖掘的地震前兆观测研究

2.1地震前兆观测数据流程

从数据产出到应用，地震前兆观测数据流程可以被划

分成两个阶段。在第一阶段，需要完成观测数据的生产和

加工。具体来讲，就是先利用仪器进行观测数据的采集和

汇集，并使数据库中的数据得到同步更新。同时，还要对

数据进行加工处理，以便将问题数据排除。在此基础上，

则需要进行数据产品的提取保存，并进行数据的校验测试，

以便为后续工作的开展打下良好的基础。而在第二阶段，

就需要具体进行数据和数据产品的应用。

2.2基于大数据挖掘的数据生产加工

就目前来看，用于进行地震前兆观测数据质量控制和

评价的方法有很多，但是普遍存在着一定的主观性。而使

用大数据挖掘技术对多测项和多个时间段的观测数据进行

整理和分析，就可以得出客观的数据评价，并完成数据质

量分析模型的构建。同时，使用大数据挖掘技术进行观测

数据的分析，也可以使突出的数据问题得到确定，并使观

测系统的改进方向得以明确，继而为观测数据的质量控制

提供便利。首先，利用大数据挖掘技术可以对观测仪器产

出的大量观测数据进行分析，从而客观评价仪器的运行效

率和技术指标。其次，利用大数据挖掘技术可以进行异常

数据的检测。具体来讲，就是地震前兆观测系统在运行的

过程中会受外界因素的影响而产生异于常规的数据，利用

大数据挖掘技术可以完成对这些异常数据的快速定位，并

且实现对这些数据的自动处理。

2.3基于大数据挖掘的数据应用

在数据应用阶段，可以利用大数据挖掘技术进行观测

数据自身规律的研究。在数据质量得到提高的情况下，地

震前兆观测数据的采样率和