автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методы анализа данных активного сейсмического мониторинга очаговых зон сильных землетрясений

На правах рукописи

ПЕРЕТОКИН Сергей Анатольевич

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ДАННЫХ АКТИВНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ОЧАГОВЫХ ЗОН СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ЮГА ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИБИРИ)

05.11.13 - приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2005

Работа выполнена в Красноярском государственном техническом университете

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

Симонов Константин Васильевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кашкин Валентин Борисович доктор физико-математических наук, профессор Хлебопрос Рем Григорьевич

Ведущая организация: Институт систем информатики СО РАН

(г. Новосибирск)

Защита диссертации состоится «10» ноября 2005 года в 1400 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.098.03 при Красноярском государственном техническом университете по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, ауд. 4-17.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Красноярского государственного технического университета.

Автореферат разослан «07» октября 2005 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат технических наук

Е.А. Вейсов

о^/т^ЗЗ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Наблюдение за опасными природными процессами с целью оценки рисков для населения и промышленных объектов и обеспечения безопасности стало отправной точкой для создания соответствующих систем мониторинга. Развитие современной цифровой аппаратурной базы повлекло необходимость разработки эффективных методов обработки непрерывного потока информации в режиме реального времени. Система обеспечения сейсмической безопасности является частью этого научно-технического направления.

В настоящее время достаточно подробно проработаны вопросы оценки сейсмической опасности в долгосрочном плане. Официальным документом, отображающим сейсмический «климат» территории Российской Федерации, является комплект карт общего сейсмического районирования ОСР-97 под редакцией академика РАН В.Н. Страхова и профессора В.И. Уломова (ОИФЗ РАН). Что касается проблем оперативной оценки сейсмической опасности, то работы в этом направлении пока не принесли широко признанных результатов.

Для создания службы контроля и оперативной оценки сейсмической «погоды» необходима система получения данных о сейсмической активности контролируемого региона с высокой степенью автоматизации и оперативности. Кроме того, «чувствительность» системы мониторинга не должна определяться человеческим фактором. Таким образом, в исследуемом регионе регистрация низкоэнергетических сейсмических событий становится базовой проблемой при решении задач, связанных с активным мониторингом очаговых зон сильных землетрясений.

Разработка эффективных методов анализа и визуализации данных геомониторинга природных процессов, возможность работы с сильно зашумленными сигналами открывает новые перспективы в различных

областях науки о Земле. В связи с этим

данных, активное внедрение разрабатываемых методов анализа в системы мониторинга стали на протяжении последнего десятилетия предметом исследований и обсуждений на ряде международных научных конференций, посвященных прогнозу сейсмической обстановки. В то же время аппарат автоматизированной обработки таких данных проработан недостаточно. Существующие методы и комплексы программ не позволяют использовать всю имеющуюся в данных информацию для анализа при решении прогностических задач.

Исследование посвящено разработке и адаптации эффективных алгоритмов быстрого вейвлет-преобразования сильно зашумленных пространственно-временных данных геомониторинга природных процессов, а также разработке способов визуализации для получения новых знаний о неоднородной структуре этих данных. В данной работе представлены методы, требующие значительного объема вычислений и, следовательно, применение приемов распараллеливания алгоритмов. Актуальность исследований подтверждается широким спектром различных применений разработанных алгоритмов анализа данных наблюдений.

Отметим, что решение задачи анализа данных активного сейсмомониторинга позволяет перейти к решению содержательных задач в проблеме сейсмобезопасности: прогнозу в изучаемом регионе «сейсмической погоды», долгосрочной и оперативной оценке сейсмической опасности. В работе предложены вычислительные методики и созданы программные продукты, позволяющие существенно повысить качество решения указанных прогностических задач.

Цепь работы состоит в разработке эффективных средств обработки и анализа неоднородных пространственно-временных данных, позволяющих наиболее полно учесть их особенности и информацию, заключенную в них, при решении основных задач в проблеме сейсмобезопаснсти изучаемого региона.

Основные задачи. Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Выполнить анализ существующих статистических и спектральных подходов для исследования зашумленных данных сейсмомониторинга и оценить их достоинства и недостатки.

2. Разработать эффективные алгоритмы на основе применения вейвлет-преобразования для работы с информацией активного

( мониторинга, обладающей различными типами недостатков,

определить границы их применимости. f 3. Разработать эффективные способы визуализации данных

геомониторинга природных процессов для получения новых знаний о неоднородной структуре изучаемых данных.

4. Разработать вычислительные технологии и программное обеспечение для решения основных задач в проблеме сейсмобезопасности для изучаемой территории.

Научная новизна.

1. Разработан эффективный алгоритм быстрого вейвлет-преобразования сильнозашумленных пространственно-временных данных геомониторинга природных процессов.

2. Разработан эффективный способ визуализации данных активного мониторинга для выявления закономерностей в неоднородных данных наблюдений.

3. Разработана вычислительная технология решения основных задач при оценке сейсмической опасности на основе анализа данных активного сейсмомониторинга очаговых зон сильных землетрясений.

Практическая значимость и востребованность результатов.

Работа выполнялась в соответствии с планами НИР КГТУ. Разработанные в

диссертации эффективные алгоритмы быстрого вейвлет-преобразования данных геомониторинга природных процессов реализованы в комплексе программ, где предусмотрен также набор операций по визуализации данных, позволяющий проводить анализ структуры неоднородных данных наблюдений. Полученные результаты локальной спектральной обработки данных геомониторинга (сейсмической, экологической, геологической информации) использованы в исследованиях по грантам РФФИ №01-0564704, №04-01-00823, Краевой целевой программе «Сейсмобезопасность Красноярского края», в Комплексном интеграционном проекте СО РАН «Моделирование катастрофических процессов в природной среде и аварийных ситуаций в техносфере». Имеются акты о внедрении комплекса программы в эксплуатацию в КНИИГиМС (г. Красноярск).

Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на международных и отечественных научных конференциях: Международной конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (Новосибирск, 2002, 2003); Международном совещании «Современные методы математического моделирования природных и техногенных катастроф» (Красноярск, 2003); Всероссийской конференции «Проблемы защиты населения и территории от чрезвычайных ситуаций» (Красноярск, 2003); Международном семинаре-совещание «Кубатурные формулы и их приложения» (Красноярск, 2003; Улан-Удэ, 2005); Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (Красноярск, 2003); Всероссийском семинаре «Моделирование неравновесных систем» (Красноярск, 2003); General Assembly European Geophysical Society (Venna, 2005); Международной конференции «Перспективы систем информатики», рабочем семинаре «Наукоемкое программное обеспечение» (Новосибирск, 2003); Международной конференции «Научное наследие академика Г. А. Гамбурцева и современная геофизика» (Москва, 2003); Международной конференции

«Проблемы сейсмологии III тысячелетия» (Новосибирск, 2003); Международной конференции «Математические методы в геофизике» (Новосибирск, 2003); Всероссийском семинаре «Распределенные и кластерные вычисления» (Красноярск, 2003, 2004); Международной конференции ICCM-2004 (Новосибирск, 2004); Международной конференции «Вычислительные технологии и математическое моделирование в науке, , технике и образовании» (Алматы, 2004); Международном научном

симпозиуме «Проблемные вопросы островной и прибрежной сейсмологии г (Южно-Сахалинск. 2005); 2nd Asia-Oceania Geophysical Society Annual

Meeting (Singapore, 2005); а также на научнчх семинарах в ИСИ СО РАН, ИВМ СО РАН, ИМГиГ ДВО РАН, ИВС ДВО РАН, ИВМиМГ СО РАН, ОИФЗ РАИ, КНИИГиМС и КГТУ.

Достоверность полученных результатов подтверждается сравнениями с танными наблюдений, с материалами натурных экспериментов, сопоставлениями с результатам рябот ; pv.-их авторов.

Публикации и личный вклад автора. По теме диссертации опубликованы одна монография и более чем 20 работ, в том числе в центрально") печати, сборниках статей, трудах и 'езисах международных и российских научных конференций, основные рез> тьга^ы отражены в работах [1-16]. Личный вклад автора состоит в разработке алгоритмов и программ для решения поставленных задач, проведение расчетов и обработке данных наблюдений.

Структура и объем ряботы. Диссертационная работа состоит из Введения. 5 глав, Заключения, Списка т.терат , ом а ! 41 наименований и Приложена. Работ? изложена на 108 страни>пх машинописного текста, содержит 1! таблицы и 85 рисунков. В Приложпие иннесснь' разработанные в ходе выполнения работы программные модели для ТПВМ и акт о внедрении комплекс! про'рам м

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и основные задачи исследований, кратко изложено содержание диссертации.

В первой главе рассмотрена изученность проблемы обеспечения сейсмической безопасности в исследуемом регионе. Описаны основные направления и подходы для ее решения. Представлена структура и программно-алгоритмическое обеспечение систем наблюдения за сейсмической активностью территории юга Центральной Сибири. Предложен ряд подходов к совершенствованию региональных служб сейсмомониторинга, изложена общая схема анализа данных активного сейсмического мониторинга.

Во второй главе приведены алгоритмы анализа данных геомониторинга.

Представлено описание разработанного алгоритма быстрого вейвлет-преобразования сигналов (1) - (5) и примеры применения данного алгоритма для решения различных задач геомониторинга.

Предлагаемый алгоритм быстрого вейвлет-преобразования основан на переорганизации начальных даны таким образом, чтобы максимально сократить количество шагов вычислений и оптимизировать их для получения заданной точности расчетов. Алгоритм изначально ориентирован на обработку равнодискретных данных цифровой регистрирующей аппаратуры, но вполне подходит для работы с кусочно-непрерывными функциями.

Основные параметры задаются следующим образом: j = 0,1,2, ..., N ; i = 1,2, ..., М ;

(xl - х0 ) А х = -= const ;

N

Ъ j = j ■ А х е [0, х \ - * 0 ]; а , е {в,, а 2 , ..., а м },

где N — число дискретных отсчетов на промежутке, М - зеличина выборки масштабов.

Введем функцию Ца,}, характеризующую окно сходимости базисного вейвлета:

На,) б {1, 2, ..., сю};

<Р

С _1_ • А Л

± ] ■ л*

< 3, V у > Ца,) ,

(2)

где 5 - порог сходимости, положительная постоянная величина «близкая» по

а.

= 0 .

значению к ну,г,ю. Для] > Ца) будем счьгагь (р

Затем введем понятие матрицы базисного вейвлета и

матрицы ,:

I - 0,1, ... 2 Цпи );

(

<Р

(/ - Кам )) ■ Ах

Л

а,

(3)

/(л: 0 + (/- / +■ Ь (а ,, )) • Ах)

Теперь вейвлет-преобразование молено переписать в виде интегральной суммы

Ах

2-уД" п=Цам )-! (а, )+

Аг 1 > \

(4)

Так как компоненты обеих матриц ч функции Ца.) постоянные величины, то процедура вейвлет-иреобразоваьия сводится к перемножению и сложению некоторого набора констант. При эюм \:-"трипм оргзнюованы таким образом, чтобы количество операций на вы т^ггнес эфф"чиентов их элементов быто минимально. Это сущесч ьенно уменьшав затраты машинного времени необходимого для вычислений.

л.лг,рч'гч можно чс корить в несколько раза еспи -шт^грат

приближать не методом трапеций, а интегральной суммой:

л/Я, я=1(вм )-1(А,) погрешность вычислений при этом также увеличивается.

Одним из примеров использования разработанного алгоритма является процедура автоматического выделения фаз на записях слабых сейсмических событий (рис. 1). Предложенный метод позволяет не только существенно усилить достоверность результатов, но и, благодаря высокой скорости получения вейвлет-спектра, внедрить процедуру в систему для сканирования сейсмического волнового поля в режиме реального времени.

Е а

р 1 ......... 8

1 Г 1 , р 1 1 ' ! 1 1 о 1 1 1 йв & Поверхностные " | ВОЛНЫ ' 1 ! I 1 В Й % Ь ^ ВоЛны ар1 релея 1 0 1 & « 1 1 ! Т

Рис. 1. Разложение сигнала на составляющие его семейства волн.

Далее в работе представлено описание разработанного алгоритма быстрого получения вейвлет-диаграммы двумерной функции и примеры ее использования. Программная реализация данного алгоритма является

элементом комплекса программ для обработки пространственных геоморфологических и топографических данных, разрабатываемого для решения широкого круга задач, в том числе и для поиска импактных кратеров на поверхности Земли (рис. 2).

Рис. 2. Поэтапная вейвлет-фильтрация рельефа поверхности Земли, выделение кратера Логонча, расположенного на севере Красноярского края.

Приведено описание разработанных расчетных схем для визуализации результатов сейсмомониторинга и оценки изменчивости во времени пространственных характеристик активных очаговых зон с использованием методов построения упругих карт и множеств Воронова.

Таким образом, разработан ряд алгоритмов анализа пространственно- временных данных геомониторинга природных процессов, которые позволяют эффективно решать содержательные задачи, связанные с оценкой сейсмической опасности для изучаемой территории.

В третьей главе описываются разрабо -анные алгоритмические схемы для решения задачи уточнения долгосрочной оценки сейсмической опасности.

Разработанные алгоритмические схемы тестировались и апробировались на примере уточнения сейсмической опасности для территории Красноярск-Железногорской промышленной агломерации (рис. 3). Работа выполнена в соответствии с методикой создания карт ОСР-97 (под руководством В.И. Уломова ОИФЗ РАН). В результате проведенных детальных исследований уточнена модель зон ВОЗ для территории Красноярск - Железногорской агломерации и рассчитаны новые значения балльности (табл. 1).

Таблица 1.

Рассчитанные новые интенсивности в баллах шкалы \lSK-64

Города Карта А, Карта В, Карта С, Карта Д

Т=500 Т = 1000 Т - 5000 Т = 10000

лет лет лет лет

Красноярск 6 6 8 8

Железногорск 6 6 7 7

аг № ад- зг в? вг вг 9в* !7* 63 66 :дгг юг ЧА°ТА ЧОН

воз

ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ

ГОСР-971

С ЕЙСМОЛИЧЕАМЕНТЫ разных магкатуд Мгла*

ЦОМЕНЫ разных Мтех

а

ЗЕ МЛ Г7РЯС ЕИИЯ с различным | на ии-удами М ш

Рис. 3. Корректировка границ доменов в районе Красноярской агломерации и скорректированный линеамент 1.580 *',0):

пунь; ир - новые границы доменов 00300, Б0262 00297 и ЭОЗ13.

Далее в работе представлены алгоритмы для решения задачи сейсмического мониторинга средствами локальных сейсмических групп (ЛСГ):

- расчет азимута прихода волны по данным группы станций и по трехкомпонентной записи отдельной станции;

- выделения вступления фаз на записи сейсмического события с использованием детектора прямолинейного движения и вейвлет-спектра сигнала;

- набор алгоритмов для классификации сейсмических событий типа взрыв-землетрясение.

Апробация и тестирование алгоритмов и расчетных схем проводились на данных наблюдений сети сейсмических станций КНИИГиМС (директор В.Г. Сибгатулин). В итоге, создано алгоритмическое и программное обеспечение для анализа данных мониторинга при решении задач уточнения долгосрочной сейсмической опасности и оценки «сейсмической погоды».

В четвертой главе представлен подход к оперативной оценке сейсмической опасности. Описаны необходимые элементы построения системы анализа данных наблюдений для решения этой задачи:

о выделение сейсмически активных очаговых зон и установка локальных сейсмических групп (ЛСГ), ориентированных для наблюдений за конкретными очагами; о сбор и обработка данных цифровых сейсмических станций в режиме

реального времени; о анализ полученных данных для решения задачи прогноза.

Приведены примеры реализации этой системы активного мониторинга для наблюдения за центральными и южными районами Красноярского края.

В настоящее время по разработанной методике осуществляется прогноз сейсмической опасности для Караганской очаговой области и района

Саяно-Шушенской ГЭС.

В пятой главе описываются разработанные программные продукты.

1. Программа для построения карт сейсмического районирования на базе алгоритмов создания комплекта карт ОСР-97, которая предназначена для задания, редактирования и параметризации зон возникновения очагов землетрясений (зоны ВОЗ), подготовки всей входной информации для расчета периодов повторяемости сейсмических сотрясений и карт вероятностного районирования сейсмической опасности в конкретном регионе, визуализации картографических и других входных, промежуточных и выходных данных. Программа апробирована при проведении вычислительно эксперимента по моделированию сейсмической опасности для Красноярской промышленной агломерации.

2. Программа для быстрого расчета вейвлет-спектров одномерных сигналов, которая апробирована на данных цифровых сейсмических станций и на ряде сигналов иной прирочы, в гом числе обрабатывались и данные, по »ученные гсоратаром. Приведен резуль' г многоступелчг гой обработки масс и;.-а данных юорадара и выделен! е и пространстве объектов заданное размера. Алгоритмическое и программное обеспечение показало высокую эффективность при сравнении с результатами расчетов по аналогичным программам.

3. Программа для расчета вейвлет-спектров пространственных сигналов, которая тестировалась на обработке космических снимков поверхности Земли, в том числе для поиска и выделения импактных кратеров.

4. Программное обеспечение обработки данных мониторинга на основе локальных сейсмических групп Расчетная база для обработки данных сейсмического мониторинга на основе ЛСГ представляет набор расчетных файлов в формате Matbcad 2001 Professional. На рисунке 4 показана общая схема анализа данных ЛСГ.

Рис. 4. Схема обработки и анализа сейсмических сигналов на основе ЛСГ.

В заключении приводятся основные научные и практические результаты:

1. Разработан алгоритм быстрого вейвлет-преобразования пространственно-временных данных геомониторинга исследуемых природных процессов, позволяющий эффективный решать практические задачи обработки данных наблюдений.

2. Разработан эффективный способ визуализации данных мониторинга для выявления закономерностей в неоднородных данных наблюдений, позволяющий анализировать регулярные и случайные компоненты в пространственно-распределенных данных.

3. Разработана вычислительная технология для решения задачи оценки

сейсмической опасности на основе анализа данных активного сейсмомониторинга очаговых зон сильных землетрясений.

4. Разработано программное обеспечение для решения основных задач, связанных с уточнением сейсмической опасности региона.

5. Создан комплекс программ, реализующий предложенные способы локального спектрального анализа неточных и стохастических данных и проведены вычислительные эксперименты в данной предметной области.

Предлагаемое программное обеспечение для автоматизированной обработки данных геомониторинга, как показали проведенные исследования, является эффективным и универсальным инструментов и пригоден для встраивания в алгоритмические контуры крупных исследовательских комплексов с целью анализа неоднородной структуры данных наблюдений.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Перетокин С. А. Вейвлет-преобразование и анализ данных наблюдений // Труды Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Красноярск: ИЦП КГТУ,

2001.-С. 99-110.

2. Перетокин С.А. Сейсмологический мониторинг на основе локальной сейсмической группы // Труды конференция молодых ученых по математике, математическому моделированию и информатике. -Новосибирск: ИВТ СО РАН, 2001. - С. 57-58.

3. Перетокин С.А. Комплексный анализ пространственно временных данных о природных явлениях // Труды Международной конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям - Новосибирск: ИВТ СО РАН,

2002.-С. 76-77

4. Перетокин С. А. Оценка сейсмической опасности на основе моделирования данных сейсмического мониторинга // Труды IV Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям - Новосибирск: ИВТ СО РАН, 2003. - С. 75-76

5. Носков М.В., Симонов КВ., Перетокин С.А. Быстрое вейвлет-преобразование: реализация и примеры применения // Вопросы математического анализа. - Красноярск: ИЦП КГТУ, 2003. - Вып. 7. -С. 92-102.

6. Носков М.В., Симонов К.В., Перетокин СЛ. Быстрое вейвлет-преобразование сейсмических сигналов // Кубатурные формулы и их приложения. Материалы VIT Международного семинара-совещания.

- Красноярск: ИЦП КГТУ, 2003. - С. 96-103.

7. Симонов КВ., Чубарое Л.Б., Перетокин С.А., Щемель A.J1. Нелинейный регрессионный анализ и вейвлет-преобразования данных сейсмического мониторинга // Вычислительные технологии.

- 2003. - Т. 8. - Совместный выпуск. - Часть 3. - С. 134-138.

8. Симонов КВ., Перетокин С.А, Щемель А.Л., Шерман С.И. Регрессионное моделирование данных сейсмологических наблюдений // Труды Международной конференции «Математические методы в геофизике». - Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2003. - Часть 1. - С. 81-86.

9. Носков М.В., Симонов К.В, Перетокин С.А. Быстрое вейвлет-преобразование пространственных данных геомониторинга // Вычислительные технологии. - 2004. - Т. 9. - Совместный выпуск. -Часть 3. - С. 242-245.

10. Носков М.В, Симонов КВ., Перетокин С.А. Быстрое вейвлет-преобразование сейсмических сигналов // Вычислительные технологии. - 2004. - Т. 9. - Специальный выпуск. - С. 86-94.

11. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Перетокин С.А. Оценка сейсмической опасности юга Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГиМС, 2004. - 190 с.

12. Сибгатулин В.Г., Симонов КВ., Перетокин С.А. Нелинейная динамика Алтайского землетрясения // Труды ХП Международного симпозиума «Сложные системы в экстремальных условиях». -Красноярск: КНЦ СО РАН, 2004. - С. 34-55.

13. Сибгатулин В.Г., Симонов КВ., Перетокин С.А. Анализ энергетических характеристик сейсмического процесса и прогноз землетрясений // Вычислительные технологии. - 2004. - Т. 9. -Совместный выпуск. - Часть 4. - С. 24-28.

14. Симонов КВ., Перетокин С.А., Болотина C.B., Щемелъ A.J1. Алгоритмические средства обработки больших массивов данных // Труды П Всероссийского семинара «Распределенные и кластерные вычисления». - Красноярск, ИВМ СО РАН, 2004 - С. 176-197.

15. Симонов КВ., Перетокин С.А. Моделирование сейсмической опасности // Вестник Kl ТУ. «Математические методы и моделирование»,- Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004- Вып. 33 - С. 126131.

16. Захаров A.B., Симонов КВ., Перетокин С.А. Некоторые подходы к решению аппроксимационных задач при интерпретации данных геомониторинга // Труды международной конференции ICCM-2004 -Новосибирск: ИМВиМГ СО РАН, 2004 - С. 110-115.

ЛП № 04943 от 02.03.99 Подписано в печать 26.09.2005 г. Формат 60х86х 1/16 Усл. печ. л. 1.0 Тираж 100 экз. Заказ 9 Отпечатано на ризографе ИВМ СО РАН 660036, г. Красноярск, Академгородок

»18332

РНБ Русский фонд

2006-4 13725

ВВЕДЕНИЕ r 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ НАПРАВЛЕНРШ ДЛЯ РЕШЕНИЯ V ПРОБЛЕМЫ СЕЙСМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РЕГИОНА

1.1. Проблема сейсмической безопасности региона

1.2. Система сейсмического мониторинга в регионе

1.3. Обзор теоретических и экспериментальных исследований

1.4. Схема анализа данных активного сейсмического мониторинга

2. АЛГОРИТМЫ АНАЛИЗА ДАННЫХ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

2.1. Вейвлет-преобразование сигнала

2.2. Быстрое вейвлет-преобразование сейсмических сигналов

2.3. Быстрое вейвлет-преобразование пространственных данных 59 2Г4. Способы визуализации данных 2.5. Визуализация данных на основе метода «упругих карт»

3. УТОЧНЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ

3.1. Метод оценки сейсмической опасности

3.2. Методика уточнения сейсмической опасности

3.3. Анализ инструментальных сейсмологических данных

3.4. Уточнение сейсмической опасности для Красноярской промышленной агломерации

3.5. Сейсмический мониторинг на основе локальной сейсмической группы

4. ОПЕРАТИВНАЯ ОЦЕНКА СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ

4.1. Признаки подготовки землетрясений и особенности афтершокового процесса

4.2. Оперативные оценки очагов юга центральной Сибири

5. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

5.1. Расчет сейсмической опасности

5.2. Расчет вейвлет-спектров одномерных сигналов

5.3. Расчет вейвлет-спектров пространственных сигналов

5.4. Расчет характеристик сейсмических сигналов для ЛСГ 156 5.4. Расчет параметров сейсмических сигналов для распознавания «взрыв- . со землетрясение»

Актуальность темы. Наблюдение за опасными природными процессами с целью оценки рисков для населения и промышленных объектов и обеспечения безопасности стало отправной точкой для создания соответствующих систем мониторинга [2-3,41, 121, 132]. Развитие современной аппаратурной базы повлекло необходимость разработки методов обработки непрерывного потока информации в режиме реального времени [6162, 126]. Система обеспечения сейсмической безопасности является частью этого научно-технического направления [9, 47, 127].

В настоящее: время достаточно подробно проработаны выбросы оценки сейсмической опасности в долгосрочном плане [13, 26,45, 50, 58, 60, 66, 78, 81, 88, 92, 128, 131,133]. Официальным документом, отображающим сейсмический «климат» территории Российской Федерации, является комплект карт общего сейсмического районирования ОСР-97 под редакцией академика РАН В.Н.Страхова и профессора В.И. Уломова (ОИФЗ РАН) [90-91, 118-120]. Что касается проблем оперативной оценки сейсмической опасности, то работы в этом направлении пока не принесли широко признанных результатов [5, 50, 54, 58, 61-63, 66, 78, 88, 92, 109-111, 121, 134].

Для создания службы контроля и оперативной оценки сейсмической «погоды» необходима система получения данных о сейсмической активности контролируемого регионах высокой степенью автоматизации и оперативности. Кроме того, «чувствительность» системы мониторинга не должна определяться человеческим фактором. Таким образом, регистрация низкоэнергетических сейсмических событий становится базовой проблемой при решении задач, связанных с активным мониторингом очаговых зон сильных землетрясений в исследуемом регионе [5, 58-59, 61-62, 66, 78, 92, 109-110, 134].

Разработка эффективных методов анализа и визуализации данных геомониторинга природных процессов, возможность работы с сильно зашумленными сигналами открывает новые перспективы в различных областях науки о Земле [7, 21-23,27, 39, 42, 44, 53-54, 56, 73, 113].

В связи с этим проблемы обработки нечетких данных, активное внедрение разрабатываемых методов анализа стали на протяжении последнего десятилетия предметом обсуждений и исследований на ряде международных и всероссийских научных конференций, посвященных прогнозу сейсмической обстановки [58-59, 61-62, 66, 78, 92, 115-116].

Как показал обзор исследований в приведенных выше публикациях, математический аппарат автоматизированной обработки таких данных проработан недостаточно, а существующие методы и алгоритмы не позволяют использовать всю имеющуюся в данных информацию для анализа при решении прогностических задач.

Исследование посвящено разработке и адаптации эффективных алгоритмов быстрого вейвлет-преобразования сильно зашумленных пространственно-временных данных геомониторинга природных процессов, а также разработке способов визуализации для получения новых знаний о неоднородной структуре изучаемых данных.

В данной работе представлены методы, требующие значительного объема вычислений и, следовательно, применение приемов распараллеливания алгоритмов. Актуальность исследований подтверждается также широким спектром различных применений разработанных алгоритмов анализа данных наблюдений, описанных ниже.

Таким образом, новое решение задачи контроля сейсмического режима защищаемой территории и комплексного анализа данных активного сейсмомониторинга позволяет перейти к решению содержательных задач в проблеме сейсмобезопасности региона: прогнозу в изучаемой сейсмоактивной области «сейсмической погоды», долгосрочной и оперативной оценке сейсмической опасности.

В диссертации разработаны алгоритмы, вычислительные методики и комплекс программ, позволяющие существенно повысить качество решения указанных прогностических задач.

Цель работы состоит в разработке эффективных средств обработки и анализа неоднородных пространственно-временных данных, позволяющих ^ наиболее полно учесть их особенности и информацию, заключенную в них, при решении основных задач в проблеме сейсмобезопаснсти изучаемого региона.

Основные задачи. Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Выполнить анализ существующих статистических и спектральных подходов для исследования зашумленных данных сейсмомониторинга и оценить их достоинства и недостатки.

2. Разработать эффективные алгоритмы на основе применения вейвлет-преобразования для работы с информацией активного мониторинга, обладающей различными типами недостатков, определить границы их применимости.

3. Разработать эффективные способы визуализации данных геомониторинга природных процессов для получения новых знаний о неоднородной структуре изучаемых данных.

4. Разработать вычислительные технологии и программное обеспечение для решения основных задач в проблеме сейсмобезопасности для изучаемой территории. Научная новизна.

1. Разработан эффективный алгоритм быстрого вейвлет-преобразования сильнозашумленных пространственно-временных данных геомониторинга природных процессов.

2. Разработан эффективный способ визуализации данных активного мониторинга для выявления закономерностей в неоднородных данных наблюдений.

3. Разработана вычислительная технология решения основных задач при оценке сейсмической опасности на основе анализа данных

Л активного сейсмомониторинга очаговых зон сильных землетрясений.

Практическая значимость и востребованность результатов. Работа выполнялась в соответствии с планами НИР КГТУ. Разработанные в ^диссертации эффективные алгоритмы быстрого вейвлет-преобразования данных геомониторинга природных процессов реализованы в комплексе программ, где предусмотрен также набор операций по визуализации данных, позволяющий проводить анализ структуры неоднородных данных наблюдений. Полученные результаты локальной спектральной обработки данных геомониторинга (сейсмической, экологической, геологической информации) использованы в исследованиях по грантам РФФИ № 01-05-64704, №04-0100823, Краевой целевой программе «Сейсмобезопасность Красноярского края», #в Комплексном интеграционном проекте СО РАН «Моделирование катастрофических процессов в природной среде и аварийных ситуаций в техносфере». Имеются акты о внедрении комплекса программы в эксплуатацию в КНИИГиМС (г. Красноярск).

Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на международных и отечественных научных конференциях: Международной конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным^ технологиям (Новосибирск, 2002, 2003); Международном совещании «Современные методы математического моделирования природных и техногенных катастроф» Р

Красноярск, 2003); Всероссийской конференции «Проблемы защиты населения и территории от чрезвычайных ситуаций» (Красноярск, 2003); Международном семинаре-совещание «Кубатурные формулы и их приложения» (Красноярск, 2003; Улан-Удэ, 2005); Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (Красноярск, 2003); Всероссийском семинаре «Моделирование неравновесных систем» (Красноярск, 2003); General Assembly European Geophysical Society (Venna, 2005); Международной конференции «Перспективы систем информатики», рабочем семинаре «Наукоемкое программное £ обеспечение» (Новосибирск, 2003); Международной конференции «Научное наследие академика Г.А. Гамбурцева и современная геофизика» (Москва, 2003);

Международной конференции «Проблемы сейсмологии III тысячелетия» (Новосибирск, 2003); Международной конференции «Математические методы в геофизике» (Новосибирск, 2003); Всероссийском семинаре «Распределенные и кластерные вычисления» (Красноярск, 2003, 2004); Международной конференции ICCM-2004 (Новосибирск, 2004); Международной конференции «Вычислительные технологии и математическое моделирование в науке, технике и образовании» (Алматы, 2004); Международном научном симпозиуме «Проблемные вопросы островной и прибрежной сейсмологии (Южно-Сахалинск, 2005); 2nd Asia-Oceania Geophysical Society Annual Meeting (Singapore, 2005); а также на научных семинарах в ИСИ СО РАН, ИВМ СО РАН, ИМГиГ ДВО РАН, ИБС ДВО РАН, ИВМиМГ СО РАН, ОИФЗ РАН, КНИИГиМС и КГТУ.

Достоверность полученных результатов подтверждается сравнениями с данными наблюдений, с материалами натурных экспериментов, сопоставлениями с результатами работ других авторов.

Публикации и личный вклад автора. По теме диссертации опубликованы одна монография и более чем 20 работ, в том числе в центральной печати, сборниках статей, трудах и тезисах международных и российских научных конференций. Основные результаты исследований отражены в работах [1-16]. Личный вклад автора состоит в разработке алгоритмов и: программ для решения поставленных задач, в проведение расчетов и обработке данных наблюдений.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из Введения, 5 глав, Заключения, Списка литературы из 143 наименований и Приложения. Работа изложена на 198 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц и 85 рисунков. В Приложение вынесены разработанные в ходе выполнения работы программные модули для ПЭВМ и акты о внедрении комплекса программ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан алгоритм быстрого вейвлет-преобразования пространственно-временных данных геомониторинга исследуемых природных процессов, позволяющий эффективный решать практические задачи обработки данных наблюдений.

2. Разработан эффективный способ визуализации данных мониторинга для выявления закономерностей в неоднородных данных наблюдений, позволяющий анализировать регулярные и случайные компоненты в пространственно-распределенных данных.

3. Разработана вычислительная технология для решения задачи оценки сейсмической опасности на основе анализа данных активного сейсмомониторинга очаговых зон сильных землетрясений.

4. Разработано программное обеспечение для решения основных задач, связанных с уточнением сейсмической опасности региона.

5. Создан комплекс программ, реализующий предложенные способы локального спектрального анализа неточных и стохастических данных и проведены вычислительные эксперименты в данной предметной области.

Предлагаемое программное обеспечение для автоматизированной обработки данных геомониторинга, как показали проведенные исследования, является эффективным и универсальным инструментов и пригоден для встраивания в алгоритмические контуры крупных исследовательских комплексов с целью анализа неоднородной структуры данных наблюдений.

1. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология: Теория и методы. Т. 1, 2.• -М.: Мир, 1983.

2. Акимов В.А., Козлов К.А. Оценка природной и техногенной опасности субъектов Сибирского региона России // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2000. - №5. - С. 229-241.

3. Акимов В.А., Новиков В.Д., РадаевН.Н. Природные и техногенные ЧС: опасности угрозы, риски. М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. — 344 с.g 4. Аптикаев Ф.Ф. Сейсмические колебания при землетрясениях и взрывах. -М. Наука, 1969.- 104 с.

4. Арефьев С.С. Эпицентральные сейсмологические исследования. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. — 375 с.

5. Аржанников С.Г., Аржанникова А.В. Ещё раз к вопросу о сильном землетрясении 1806 года в г.Красноярске // Экологический риск. Материалы Второй Всероссийской конференции. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2001.-С. 246-250.

6. Астафьева Н. М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения //

7. Успехи физических наук, 1998. Т. 166. - № 11. - С. 1145-1170.

8. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. М.: Недра, 1980.

9. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Региональные проблемы безопасности. Красноярский край М.: МГФ «Знание», 2001. - 576 с.

10. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. — М. Мир, 1971.-408 с.

11. Берзин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. — М.: Физ.-мат. лит, 1962.

12. Бугаевский Г.М., Нерессов И. Л., Рогожина В. А. Горизонтальные неоднородности верхней мантии Центральной Азии // Известия АН СССР, Физика Земли. 1971. -№ 6. - С. 21-27.

13. Буне В.И., Горшков Г.П. Сейсмическое районирование территории СССР.1. М: Наука, 1980.-307 с.

14. Вдовин В.В. Следы землетрясений в Билино-Бусийнгольской впадине Ф Восточной Тувы // Сейсмогеология восточной части Алтае-Саянскойгорной области. — Новосибирск: Наука, 1978. С. 68-72.

15. Вдовин В.В., Зеленков П.Я. Сейсмогенные формы рельефа Тувы и Западного Саяна // Закономерности развития рельефа Северной Азии. -Новосибирск: Наука, 1982. С. 99-106.

16. Воробьев В.И., Грибунин В.Г. Теория и практика вейвлет-преобразования. СПб.: Изд-во ВУС, 1999.

17. Гайский В.Н., Жалковский Н.Д. Распределение очагов землетрясений разной величины в пространстве и во времени // Известия АН СССР. Физика Земли. 1972. - № 2. - С. 13-22.

18. Гоби-Алтайское землетрясение. — М.: 1963. — 391 с.

19. Годзиковская А.А. Местные взрывы и землетрясения. - М.: Наука, 1995.

20. Голенецкий С.И., Демьянович В.М., Филина А.Г. Представительность землетрясений Южной Сибири и Монголии в 1960-1990 гг.7/ Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. Вып. 1. М.: ИФЗ РАН, 1993.-С. 83-85.

21. Гольдин С.В. Линейные преобразования сейсмических сигналов. М. ф Недра, 1974.-350 с.

22. Гоникберг В.Е. Использование космических снимков для реконструкции новейшего поля тектонических напряжений // Исследование Земли из космоса. 1983.-№6.-С. 39-51.

23. Гоникберг В.Е. Морфоструктурная интерпретация космических снимков и некоторые аспекты новейшей геодинамики пояса возрожденных гор Южной Сибири // Геология и разведка. 1988. - № 2. - С. 35-44.

24. Гусев А. А. Описательная статистическая модель излучения очага землетрясений и ее применение к оценке сильного движения //

25. Вулканология и сейсмология. — 1984. — №1. — С. 3-22.

26. Гусев А.А., Шумилина Л.С. Моделирование связи балл-магнитуда—расстояние на основе представления о некогерентном протяженном очате 7/ Вулканология и сейсмология. 1999. - № 4-5. — С. 29-40.

27. Ф 26. Гусев А.А., Шумилина JI.C. Некоторые вопросы методики общего сейсмического районирования // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. М.: ОИФЗ РАН, 1995. - Вып. 2-3. С. 289-300.

28. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных сигналов. — М: Мир, 1988-488 с.

29. Дергачев А.А. Сейсмологический мониторинг Саяно-Шушенской ГЭС // Методы изучения, строение и мониторинг литосферы. Материалы международной конференции. — Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1998.-С. 175-182.

30. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. М.: «РХД», 2001.

31. Дьяконов В; MathCAD 2001: Специальный справочник- СПб: «Питер», 2002 832 с.

32. Жалковский Н.Д. Результаты исследований сейсмичности Алтае-Саянской горной области. Новосибирск, Наука, 1967.

33. Жалковский Н.Д., Зеленков П.Я., Мучная В.И., Аржанников С.Г. Уточнение сейсмических условий района Красноярской ГЭС. Новосибирск: Изд-воф СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1992.

34. Жалковский Н.Д., Кучай О.А., Мучная И.В. Сбор, обработка и анализ макросейсмических и инструментальных данных о сейсмичности района Саяно-Шушенской ГЭС и сопредельных территорий. — Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1992. 97 с.

35. Жалковский Н.Д., Мучная В.И. По следам сообщения о катастрофическом землетрясении в г. Красноярске 1806 г. // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. Вып. 1.-М.: ОИФЗ, 1993.-С. 135-138.

36. Журков С.Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестник АН СССР. 1968. - № з. - С. 46-52.

37. Журков С.Н., Куксенко B.C., Петров В.А. // ДАН. 1981. Т. 259. - № 6.1. С.1350-1353.

38. Захаров А.В. Одно обобщение теории квантизации и его применение в Ф задачах оценивания полей по значениям в точках. Уфа: «Гилем», 2003.108 с.

39. Зеленков П.Я. Сейсмогенные деформации земной поверхности Западного Саяна // Сейсмогеология Восточной части Алтае-Саянской горной области.- Новосибирск: Наука, 1978. С. 28-41.

40. Зиновьев А. Ю. Визуализация многомерных данных. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2000- 168 с.

41. Информационный бюллетень Федеральной целевой программы «Снижение рисков и смягчение последствий ЧС природного и техногенного характера в РФ до 2005г.» // Предотвращение и ликвидация катастроф, 2001. № 1-2.- С. 45-64.

42. Канасевич Э.Р. Анализ временных последовательностей в геофизике. М.: ф Недра, 1985.-400 с.

43. Касахара К. Механика землетрясений. М.: Мир, 1985. — 264 с.

44. Кашкин В.Б. Автоматизированная обработка изображений. Космические средства контроля окружающей среды. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2000. -199 с.

45. Кейлис-Борок В.И., Кронрод Т.Л., Молчан Г.М. Алгоритм для оценки сейсмического риска // Вычислительная сейсмология. — М.: Наука, 1973. — Вып. 6.-С. 21-43.

46. Костров Б.В. Сейсмический момент, энергия землетрясения и сейсмическое ^ течение горных масс // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1974. № 1.

47. Кофф Г.Л., Гусев А.А., Козьменко С.Н. Экономическая оценка последствийкатастрофических землетрясений. — М.: ВНТИЦ, 1996.

48. Краснораменская Т.Г., Корнев Т.Я., Самков В.В., Симонов К.В. К

49. Ф обоснованию местоположения северной границы сейсмического домена

50. D0300 // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. Вып. 4. Красноярск: КНИИГиМС, 2003. - С. 396403.

51. Леви К.Г. и др. Современная геодинамика: сейсмотектоника, прогноз землетрясений, сейсмический риск (фундаментальные и прикладные аспекты) // Литосфера Центральной Азии. Иркутск: 1996. - С. 150-183.

52. Лобковский Л.И. Геомеханика зон спрединга и субдукции океанической литосферы. М.: Наука, 1988. — 111 с.

53. Любушин А.А., Писаренко В.Ф., Ружич В.В, Буддо В.Ю. Выделение периодичностей в сейсмическом режиме // Вулканология и сейсмология.ф 1998.-№ 1.-С. 62-76.

54. Любушин А.А. (мл.) Вейвлет-агрегированный сигнал и синхронные всплески в задачах геофизического мониторинга и прогноза землетрясений // Физика Земли. 2000. - № 3. - С. 20-30.

55. Малинецкий Г.Г., Курдюмов С.П. Нелинейная динамика и проблемы прогноза // Вестник РАН. 2001.- Т, 71. - № 3. - С. 210-232.

56. Маделунг Э. Математический аппарат физики. — М.: Наука, 1968. 618 с.

57. Марпл.-мл. С.А. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990.-584 с.Ш

58. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. — Новосибирск: Наука, СО, 1973.-352 с.

59. Материалы Международной конференции «Научное наследие академика Г.А. Гамбурцева и современная геофизика». М.: ОИФЗ РАН, 2003.

60. Ш 59. Материалы научной сессии (100-летие сейсмической станции «Иркутск»). — Иркутск: «Арт-пресс», 2002.

61. Медведев С.В. Международная шкала сейсмической интенсивности // Сейсмическое районирование СССР. М.: Наука, - 1968. — С. 151-162.

62. Методы изучения, строение и мониторинг литосферы. Материалы международной конференции. — Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1998.-418 с.

63. Методы анализа геодинамической обстановки для прогноза сейсмических событий. — Материалы регионального научного семинара (13—15 апреля 2005 г.). Красноярск: КНИИГиМС, 2005. - 48 с.

64. Моги К. Предсказание землетрясений. — М.: Недра, 1988. 382 с.

65. Мушкетов И.В. Материалы по изучению землетрясений в России. Часть II. / Приложение к «Изв. Русск. Геогр. Об-ва». — Т. XXXV; СПб.: 1899.

66. Мушкетов И.В., Орлов А.П. Каталог землетрясений Российской империи // Записки РГО. 26. - СПб.: 1893.

67. Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. Труды Всероссийского совещания (г. Иркутск, 26-28.08.2000).ф Новосибирск: Изд.-во СО РАН «Гео», 2003. 484 с.

68. Николаев А.В. Проблемы наведённой сейсмичности // Наведённая сейсмичность. М.: Наука, 1994. - С. 5-15.

69. Носков М.В., Симонов К.В., Перетокин С. А. Быстрое вейвлет-преобразование сейсмических сигналов // Кубатурные формулы и их приложения. Материалы VII Международного семинара-совещания. -Красноярск: ИЦП КГТУ, 2003. С. 96-103.

70. Носков М.В., Симонов К.В., Перетокин С.А. Быстрое вейвлет-преобразование: реализация и примеры применения // Вопросыматематического анализа. — Красноярск: ИЦП КГТУ, 2003. Вып. 7. — С. 92-102.

71. Носков М.В., Симонов К.В., Перетокин С. А. Быстрое вейвлет-преобразование пространственных данных геомониторинга // Вычислительные технологии. 2004. — Т. 9. — Совместный выпуск. — Часть 3. - С. 242-245.

72. Носков М.В., Симонов К.В., Перетокин С. А. Быстрое вейвлет-преобразование сейсмических сигналов // Вычислительные технологии. — 2004. Т. 9. - Специальный выпуск. - С. 86-94.

73. Носков М.В., Симонов К.В., Перетокин С.А. Моделирование данных сейсмомониторинга очаговой области сильных землетрясений // Кубатурные формулы и их приложения. Материалы VIII Международного семинара. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. - С. 97-99.

74. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. — М.: Связь, 1979.

75. Перетокин С.А. Вейвлет-преобразование и анализ данных наблюдений // Труды Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск: ИЦП КГТУ, 2001. - С. 99-110.

76. Перетокин С.А. Сейсмологический мониторинг на основе локальной сейсмической группы // Труды конференция молодых ученых по математике, математическому моделированию и информатике. -Новосибирск: ИВТ СО РАН, 2001. С. 57-58.

77. Перетокин С.А. Комплексный анализ пространственно-временных данных о природных явлениях // Труды Международной конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям Новосибирск: ИВТ СО РАН, 2002. - С. 76-77.

78. Проблемы сейсмологии III тысячелетия. Материалы международнойконференции.- Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003.

79. РаствороваВ.А., Цибульчик И.Д. Механизмы очагов землетрясений и # морфоструктура Алтае-Саянской области // Изв. АН СССР. Физика Земли. —1983.-№ 9.-С. 22-38.

80. Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясения. М.: Наука, 1976. - С. 927.

81. Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии Избранные труды. М.: Наука, 1985.-408 с.

82. Гуттенберг Б., Рихтер Ч. Магнитуда, интенсивность, энергия и ускорение как параметры землетрясения // Слабые землетрясения. М.: ИЛ, 1961. -С. 45-119.

83. Ружич В.В. Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. - 144 с.

84. Саваренский Е.Ф. Сейсмические волны. М.: Недра, 1972. - 286 с.

85. Садовский М.А. Сейсмика взрывов и сейсмология // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1987. - № 11. - С. 34-42.

86. Сейсмический риск и инженерные решения / Под ред. Ломнитца Ц., Розенблюта Э. М.: Недра, 1981. - 653 с.

87. Сейсмичность Алтае-Саянской области / Ред. В.Н. Гайский. Новосибирск, ИГиГ СО АН СССР, 1975. - 162 с.

88. Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии (Ред. В.И. Уломов). М.: ОИФЗ РАН, 1993. - Вып. 1.-303 с.

89. Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии (Ред. В.И. Уломов). М.: ОИФЗ РАН, 1995. - Вып. 2-3. - 490 с.

90. Сейсмология в Сибири на рубеже тысячелетий. Материалы международной геофизической конференции. Новосибирск: Наука, СО, 2000. - 395 с.

91. Сибгатулин В.F., Симонов К.В. и др. Концепция создания сейсмической группы с целью сейсмического мониторинга юга Красноярского края // Природно-техногенная безопасность Сибири: Труды научных мероприятий. Красноярск, 2001. - Т. 1. - С. 104-109.

92. Сибгатулин В.Г., Симонов ■■К.В., Пилимонкин С.Н., и др. Красноярская сеть сейсмологических наблюдений // Природно-техногенная безопасность Сибири: Труды научных мероприятий. Красноярск, 2001. - Т. 1. - С. 109112.

93. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Пилимонкин Н.С., Перетокин С.А. Проблема прогноза землетрясений юга Красноярского края // Проблемысейсмологии III тысячелетия. Материалы международной конференции— Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003.- С. 153-156.

94. Ф 99. Симонов К.В., Чубаров Л.Б., Перетокин С.А., Щемель А.Л. Нелинейный регрессионный анализ и вейвлет-преобразования данных сейсмического мониторинга // Вычислительные технологии. 2003. — Т. 8. - Совместный выпуск. - Часть 3. - С. 134-138.

95. Симонов К.В., Перетокин С.А., Липовка С.С. Регрессионный анализ и вейвлет-преобразования данных сейсмического мониторинга // Нейроинформатика и ее приложения. Материалы XI Всероссийского семинара. Красноярск: ИВМ СО РАН, 2003. - С. 149.

96. Симонов К.В., Перетокин С.А., Щемель А.Л., Шерман С.И. Регрессионное моделирование данных сейсмологических наблюдений // Труды Международной конференции «Математические методы в геофизике». — Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2003. Часть 1. - С. 81-86.

97. Симонов К.В., Перетокин С.А. Моделирование сейсмической опасности // Вестник КГТУ. Математические методы и моделирование. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. Вып. 33. - С. 126-131.

98. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Перетокин С.А. Краткосрочный прогноз землетрясений на основе данных мониторинга сейсмоактивных очаговых зон // Геология и минеральные ресурсы Центральной Сибири. Красноярск: КНИИГиМС, 2004. - Вып. 5. - С. 159-171.

99. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Перетокин С.А. Анализ энергетических характеристик сейсмического процесса и прогноз землетрясений // Вычислительные технологии. — 2004. Т. 9. — Совместный выпуск. — Часть 4. - С. 24-28.

100. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Перетокин С.А. Оценка сейсмической опасности юга Центральной Сибири. Красноярск: КНИИГиМС, 2004.190 с.

101. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Перетокин С.А. Пилимонкин Н.С. -Сейсмический мониторинг Красноярского края / Территориальный комплексный кадастр природных ресурсов Красноярского края: состояние и перспективы. Красноярск: КНИИГиМС, 2004. - С. 138-166.

102. Сибгатулин В.Г., Симонов К.В., Перетокин С.А. Нелинейная динамика Алтайского землетрясения // Труды XII Международного симпозиума «Сложные системы в экстремальных условиях». Красноярск: КНЦ СО РАН, 2005.-С. 61-71.

103. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. - 313 с.

104. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. - 270 с.

105. Солоненко В.П. Сейсмогеология и проблемы предсказания землетрясений // Геология и геофизика. 1974. - № 5. - С. 168-178.

106. Стром A.JL, Никонов А.А. Соотношение между параметрами сейсмогенных разрывов и магнитудой землетрясений // Физика Земли. — 1997. — № 12. -С. 55-67.

107. Терехов С.А Вейвлеты и нейронные сети. Лекция для школы семинара «Современные проблемы нейроинформатики». -М.: МИФИ, 2001.

108. Труды Международной конференции «Математические методы в геофизике». Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2003.ф

109. Труды международной конференции ICCM-2004 Новосибирск: ИМВиМГ СО РАН, 2004.

110. Уломов В.И., Шумилина JI.C. Комплект новых карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации // Сейсмостойкое строительство. 1998. -№ 4. - С. 30-34.

111. Управление риском: Риск. Устойчивое развитие. Синергетика. М.: Наука, 2000.-431 с.

112. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Связь, 1957.

113. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: Наука, 1968. - 400 с.

114. Чипизубов А.В., Смекалин О.П. Палеосейсмодислокации и связанные с ними палеоземлетрясения по зоне Главного Саянского разлома // Геология и геофизика. 1999. - Т. 40. -№ 6. - С. 936-947.

115. Чуй К. Введение в вейвлеты. -М.: Мир, 2001.-412 с.

116. Шахраманьян М.А., Акимов В.А. Новые технологии обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях природного характера // Геоэкология, 2001. № 4. - С. 310-319.

117. Шахраманьян М.К. Оценка сейсмического риска и прогноз последствия землетрясений в задачах спасения населения (Теория и практика). М.:1. ВНИИ ГУЧС, 2000. 247 с.

118. Шебалин Н.В. Об оценке сейсмической интенсивности // Сейсмическаяшкала и методы измерения сейсмической интенсивности. М.: Наука, 1975. -С. 253-265.

119. Шебалин Н.В. Сейсмичность как тектонический процесс // Современная тектоническая активность Земли и сейсмичность. М.: Наука, 1987. - 223 с.

120. Шебалин Н.В., Арефьев С.С., Татевосян Р.Э. О внутренней структуре сейсмичности (Кавказ) // Сильные землетрясения и сейсмические воздействия. М.: Наука, 1986

121. Шерман С.И., Бержинский Ю.А., Павленов В.А., Аптикаев Ф.Ф. Региональные шкалы сейсмической интенсивности (опыт создания шкалы для Прибайкалья). Новосибирск: Изд.-во СО РАН, филиал «Гео», 1989. -183 с.

122. Шойгу С.К., Воробьев Ю.Л., Владимиров В.А. Катастрофы и государство -М.: Энергоатомиздат, 1997.

123. Федотов С.А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном прогнозе // Сейсмическое районирование СССР-М.: Наука, 1968.-С. 121-150.

124. Epstein, B. And Lomnitz, C. A model for the occurrence of earthguakes // Nature, 1966.-211.-P. 954-956.

125. Marchuk A.G., Simonov K.V., Peretokin S.A., Schemel A.L. Detection of impact craters by processing of the dem data // IUGG-2003. Abstracts (IASPEI, SW05). Sapporo, Japan, 2003. - P. 526.

126. Nicolaev A.V., Nicolaev V.A. Earth tides triggering of Continental Earthquakes // Seismol. Press. Beijing, 1993. - P. 319-327.ф.

127. Nur A., Brooker J.R. Aftershocks caused by porefluid flow-// Science. 1972.1. V. 175.-P. 885-887.

128. Richter C.F. Elementary Seismology. San Francisco: Freeman, 1958. - P. 768.

129. Scholtz C.H., Sykes L.R., Arggaval Y.P. Earthquake prediction: a physical basis //Science. 1973.-V. 181.-P. 803-810.

130. Shebalin N.V., Ulomov V.I., Tatevossian R.E., Trifonov V.G., Ioffe A.I., Kozhurin A.I. Unified Seismogeological Taxonomy of the Northern Eurasia // IUGG. Abstracts (SB21C-14). U.S.A, Boulder, 1995.

131. Zakharov A.V., Simonov K.V., Peretokin S.A. Some approaches to solving the approximation tasks in geomonitoring data interpretation // Труды международной конференции ICCM-2004 Новосибирск: ИМВиМГ СО РАН, 2004.-Р. 87-91.