MEANet: Magnitude estimation via physics-based features time series, an attention mechanism, and neural networks

震级(天文学) 人工神经网络 计算机科学 系列(地层学) 深度学习 人工智能 算法 物理 地质学 天体物理学 古生物学
作者
Jindong Song,Jingbao Zhu,Shanyou Li
出处
期刊:Geophysics [Society of Exploration Geophysicists]
卷期号:88 (1): V33-V43 被引量:20
标识
DOI:10.1190/geo2022-0196.1
摘要

ABSTRACT The traditional magnitude estimation method, which establishes a linear relationship between a single warning parameter and the magnitude, exhibits considerable scatter and underestimation. In addition, the extraction of features from raw waveforms by a deep learning network is a black box. To provide a more robust magnitude estimation and to construct a deep learning network with an interpretable input, in light of deep learning and earthquake rupture physics, we have established a magnitude estimation network model (MEANet) via the physics-based features time series, an attention mechanism, and neural networks. We use events with 4 ≤ M ≤ 7.5 that occur in Japan and the Sichuan-Yunnan region, China, to train and validate MEANet, and then use MEANet to test additional events. Our results find that MEANet has a more robust magnitude estimation than the traditional τc and Pd methods, with a standard deviation of error of ±0.25 magnitude units at a single station with a 3 s P-wave time window. Within 10 s after the first station is triggered, based on the weighted average of the triggered stations, MEANet provides robust magnitude estimation without underestimation for events with 4 ≤ M ≤ 7.5. Our finding implies that the final magnitude is to some degree deterministic by the combination of deep learning and physics-based features. Meanwhile, MEANet might have potential for earthquake early warning.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sher完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
xingyu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
YHDing发布了新的文献求助10
3秒前
绿麦盲区完成签到,获得积分10
3秒前
Doudou完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
千万完成签到,获得积分10
5秒前
摸鱼大王发布了新的文献求助10
5秒前
戏谑发布了新的文献求助10
6秒前
zero完成签到,获得积分10
8秒前
1117完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
冯正慈完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
小鱼发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
南星完成签到,获得积分20
14秒前
左祈发布了新的文献求助10
15秒前
Orange应助精明的水杯采纳,获得30
16秒前
呵呵发布了新的文献求助10
17秒前
gyq发布了新的文献求助10
17秒前
烟花应助xingyu采纳,获得10
17秒前
斯文败类应助摸鱼大王采纳,获得10
17秒前
四川第一深情完成签到 ,获得积分10
18秒前
谨慎雪珍完成签到,获得积分10
18秒前
飘飘完成签到,获得积分10
18秒前
深情安青应助冷静火龙果采纳,获得10
19秒前
靓丽的采白完成签到,获得积分10
19秒前
风中白易完成签到,获得积分10
20秒前
禾禾完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
Li完成签到,获得积分10
23秒前
MM发布了新的文献求助10
24秒前
aauuu发布了新的文献求助10
26秒前
炎星语发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
心之所向完成签到 ,获得积分20
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7607613
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9183636
关于积分的说明 19670446
捐赠科研通 7181819
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269836
关于科研通互助平台的介绍 2433616
邀请新用户注册赠送积分活动 2264189