[发明专利]一种地震预警方法

权利要求书

1.一种地震预警方法，其特征在于：包括以下步骤；

S101，预先计算并存储地震波波场数据库；

S102，利用地震波波场数据库及地震观测设备采集的观测数据求解地震震源参数；

S103，利用地震震源参数及地震波波场数据库计算地震动参数数据；

S104，利用地震动参数数据及预警条件划定地震预警区域，向地震预警区域传送地震预警指令。

2.根据权利要求1所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述步骤S101中计算并存储地震波波场数据库包括利用数字地球模型及地震波波场正演算法计算地震波波场数据，所述数字地球模型包括描述地球中地震波传播介质而构建的可利用网格描述的数字模型，所述地震波波场正演算法包括计算数字地球模型中网格结点位置地震波波场数值的波动方程的精确解法及波动方程的数值解法，所述数据库包括地球模型中网格结点位置的地震波波场数据、利用插值算法计算获得的非网格结点位置的地震波波场数据。

3.根据权利要求1所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述S101中预先计算并存储地震波波场数据库还包括利用数据库压缩算法存储地震波波场数据库，所述数据库压缩算法包括有损压缩算法和无损压缩算法。

4.根据权利要求，1所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述步骤S101中地震波波场包括地震震相旅行时间场、P波初动极性场、基础震源条件下的位移场、速度场、加速度场、应力场和应变场中的一项或多项，所述地震震相包括纵波震相、横波震相、面波震相、尾波震相和组合震相中的一项或多项，所述基础震源条件包括计算地震波波场数据库时选用的基础震源，所述基础震源包括单位脉冲力源、组合单位脉冲力源、矩张量分量震源、矩张量震源和断层模型震源的一项或多项。

5.根据权利要求1所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述S102中地震观测设备采集的观测数据包括地震观测设备记录的由地震事件导致的地震观测设备所在位置的地震波波形数据、地震震相的到达时间数据和P波极性数据，所述地震事件是通过分析波形的属性的变化并利用地震事件的算法进行检测的，所述波形的属性包括波形的形态、波形的振幅数值和波形的频率成分数值，所述地震事件的检测算法包括长短时窗比检测算法、赤驰信息准则检测算法、互相关检测算法、阈值检测算法及机器学习和深度学习检测算法，所述地震波波形包括位移波形、速度波形、加速度波形、应力波形、应变波形、地震观测设备采集的电压值和电流值的一项或多项。

6.根据权利要求5所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述利用地震波波场数据库及地震观测设备采集的观测数据求解地震震源参数求解包括地震发震时刻、地震震源位置、地震震中位置、地震震级、地震震源机制，所述求解方法包括基于走时的求解方法、基于地震震相极性及振幅的求解方法、基于地震波能量的求解方法和基于地震波波形的求解方法，所述基于走时的求解方法包括走时方程求解法、走时残差法和走时时差残差法，所述基于地震震相极性及振幅的求解方法包括P波初动法和横纵波振幅比法，所述基于地震波能量的求解方法包括波场偏移求解法、波场叠加求解法和波场干涉求解法，所述基于地震波波形的求解方法包括地震波波形匹配法，所述匹配包括利用误差函数计算两组数据中数值的误差，所述误差函数是通过计算两组数据的差值的范数来实现的，所述的两组数据包括地震观测设备采集的观测数据和利用地震波波场数据库计算的地震观测设备所在位置的理论数据，所述理论数据包括地震震相的到时、P波初动极性和地震波波形。

7.根据权利要求6所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述利用地震震源参数及地震波波场数据库计算地震动参数数据是指计算数字地球模型中表层网格结点位置的地震动参数数据以及表层非网格点位置的地震动参数数据，其中，非网格结点位置的地震动参数数据的计算是利用插值算法实现。

8.根据权利要求7所述的一种地震预警方法，其特征在于：所述地震动参数数据包括地震动参数时间函数、地震动参数峰值和地震动参数峰值的到达时间，所述地震动参数包括地震动加速度、地震动速度和地震动位移，所述峰值是指最大绝对值。