人工神经网络系统在接收函数反演中的应用
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摘要
为使接收函数的反演更为简便,本文提出了一种基于人工神经网络误差反传(BP)算法的接收函数反演新方法,该方法采用人工神经网络反演系统,避免了接收函数反演过程中复杂的地震响应计算及耗时的雅可比矩阵计算,只需经过学习训练就能够解决复杂的实际问题,而且具有记忆功能,这使接收函数的反演工作具有延续性和可继承性.理论数据的反演计算结果表明,该方法是切实可行的.
A new inversion method of artificial neural network is presented for the purpose of simplification and more general application for the inversion method in receiver functions research.On the basis of back propagation(BP) algorithm,an adaptive inversion system of artificial neural network had been designed and developed.The system avoids complicated calculations of seismic response and Jacobi matrix.It also can be used to solve some practical problem through learning and training.This method can memorize and make the inversion a continuous process which depends not only on current event but also the previous event.
A new inversion method of artificial neural network is presented for the purpose of simplification and more general application for the inversion method in receiver functions research.On the basis of back propagation(BP) algorithm,an adaptive inversion system of artificial neural network had been designed and developed.The system avoids complicated calculations of seismic response and Jacobi matrix.It also can be used to solve some practical problem through learning and training.This method can memorize and make the inversion a continuous process which depends not only on current event but also the previous event.
引文
[1]段永红,张先康,等.长白山-镜泊湖火山区上地幔间断面接收函数研究[J].地球物理学报,2005,48(4):834~842.
[2]陈九辉,刘启元,李顺成,等.青藏高原东北缘—鄂尔多斯地块地壳上地幔S波速度结构[J].地球物理学报,2005,48(2):333~342.
[3]胡家富,苏有锦,等.云南的地壳S波速度与泊松比结构及其意义[J].中国科学D辑,2005,35(8):729~737.
[4]吴庆举,李永华,张瑞青,张乃铃.用多道反褶积方法测定台站接收函数[J].地球物理学报,2007,50(3):791~796.
[5]吴建平,明跃红,王椿镛.云南数字地震台站下方的S波速度结构研究[J].地球物理学报,2001,44(2):228~238.
[6]杨毅,周蕙兰.用接收函数方法研究中国及邻区上地幔间断面的埋藏深度[J].地球物理学报,2001,44(6):783~792.
[7]钱辉,姜枚,薛光琦,宿和平.天然地震接收函数揭示的青藏高原东部地壳结构[J].地震学报,2001,23(10):103~108.
[8]刘启元,李顺成,沈扬,等.延怀盆地及其邻区地壳上地慢速度结构的宽频带地震台阵研究[J].地球物理学报,1997,40(6):763~773.
[9]贺传松,王椿镛,吴建平.五大连池火山区地壳上地幔速度结构的接收函数反演[J].地震学报,2003,25(2):128~135.
[10]Ammon C J,Randall G E,Zandt G.On the nonuniquennessof receiver function inversion[J].J Geophys Res.,1995,95(B10):15303~15318.
[11]Randall G E.Efficient calculation of complete differentialseismograms for laterally homogeneous Earth models[J].Geophys J Int.,1994,118:245~254.
[12]吴庆举,曾融生.用宽频带远震接收函数研究青藏高原的地壳结构[J].地球物理学报,1998,41(5):669~679.
[13]徐震,徐鸣洁,王良书,刘建华,钟锴,童蔚蔚.用接收函数Ps转换波研究地壳各向异性——以哀牢山-红河断裂带为例[J].地球物理学报,2006,49(2):438~448.
[14]吴庆举,李永华,张瑞青,张乃玲.接收函数的克希霍夫2D偏移方法[J].地球物理学报,2007,50(2):539~545.
[15]吴庆举,田小波,张乃铃,等.用小波变换方法反演接收函数[J].地震学报,2003,25(6):601~607.
[16]Owens T J,Zandt G,Talor S R.Seismic evidence for anancient rift beneath the Cumberland Plateau,Tennesee:Adetailed analysis of broadband teleseismic p waveforms[J].JGeophys Res,1987,89(B9):7783~7795.
[17]Langston C A.Structure under Mount Rainer,Washington,inferred from teleseismic body waves[J].J Geophys.Res.,1979,84(B9):4749~4762.
[18]刘启元,Kind R,李顺成,等.接收函数复频谱比的最大或然性估计及非线性反演[J].地球物理学报,1996,39(4):502~513.
[19]Sambridge M.Exploring multidimensional landscapes with-out a map[J].Geophys J Int,1998,138:479~494.
[20]周蕙兰,杨毅.接收函数反演上地幔速度结构和间断面的剥壳遗传算法[J].地球物理学报,2003,46(3):382~389.
[21]吴建平,明跃红,曾融生.遗传算法中的光滑约束反演及其在青藏高原面波研究中的应用[J].地震学报,2001,23(1):45~53.
[22]高隽.人工神经网络原理及仿真实例[M].北京:机械工业出版社,2003.
[23]王旭,等.人工神经元网络原理与应用[M].沈阳:东北大学出版社,2000.
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