面向地震行业的地震科学数据共享服务平台的设计与实现
这是一篇关于地震数据,共享服务平台,平台建设,规范化,服务设计与实现的论文, 主要内容为地震科学数据是人类认识地震的重要依据。地震科学数据的多元、交叉、综合化汇聚与应用,不仅是地震系统业务顺利开展的基础保障,也是推动地震科研创新发展的基石,因而亟需大力推进地震科学数据的信息化与行业共享工作。自1966年以来,中国地震局逐步建立了覆盖全国范围的地震监测网络,累积了大量的地震科学数据。但由于地震科学数据涵盖学科多、时间跨度长、动态性强、数据量级大、数据结构异构等特点,数据体量、性能及其服务能力始终是制约其行业共享应用的瓶颈。在此背景下,应时之需,推出“国家科技支撑—地震科学数据共享”项目(503130108)子课题—“对内地震数据共享系统建设”。本文依托该项目,旨在建设面向地震行业的地震科学数据共享平台,提供零障碍、标准化、多层次、多手段的信息服务,更大程度地体现地震科学数据效益,为大数据和地震行业结合做好数据准备。目前所取得的研究成果有:1)地震科学数据共享服务平台建设完成共享服务平台的建设。在综合调研现有系统的瓶颈和系统界定分析的基础上,基于B/S架构,利用主流MVC模式的SSH(Spring、Struts2和Hibernate)框架和Ajax框架,整合了电子地图数据库、行业数据库和所有Web应用服务(数据检索、可视化和下载等服务)。依托于已具备若干安全措施的地震行业专网,面向地震行业用户,提供全国范围内的地震科学观测数据及其产品的存储、管理、检索、下载以及可视化等多元化服务。具有跨平台、高聚合、低耦合、门槛低要求等多种特点。2)地震科学数据共享交换规范化在国家科学数据共享工程要求指导下,参照中国地震局制定的地震科学数据共享工程规定实施细则,同时借鉴相关地震科学数据管理标准指南,制定面向地震行业的数据共享格式和数据库存储规范,提供统一、零障碍、规范标准化的服务模式。3)地震科学数据共享平台中各服务的设计与实现数据共享服务在充分调研当今成熟稳定的信息技术前提下,设计并实现这些服务,保障平台的稳定性和服务的易用性,最大限度降低地震行业用户数据获取和应用成本,促进地震科学数据的交换共享效益。平台建设基于INTERNET搭建地震数据共享服务网络平台,为地震行业用户提供标准化、多层次、多手段的服务。对资源池数据资源分类整理,充分分析数据属性结构,设计不同维度的数据检索服务;针对不同的数据,深度展示其内涵,建立基于Web的有针对性可视化系统,提升用户对数据的体验度;依据获取资源的体量,提供实时和离线两种下载方式,节约时间成本,并规范化下载得到的数据资源格式,降低用户应用成本。虽然本文搭建的数据共享平台已投入试运行当中,但是平台还存在许多不足之处,需要增加数据检索服务、可视化服务、大数据结合等方面的模块,提高性能,为行业用户提供全面、一站式的服务。
基于深度神经网络的时频域地震数据去噪方法研究
这是一篇关于深度神经网络,地震数据,随机噪声衰减,U-Net网络,二维离散小波变换,Curvelet变换的论文, 主要内容为噪声衰减是地震数据处理的关键步骤之一。近年来发展起来的基于深度学习地震数据噪声衰减方法与传统方法相比更加高效,并可获得更高的信噪比。现有的基于深度学习去噪方法通常在时空域对地震数据进行处理,但时频域中有效信号与噪声之间的特征差异更为明显,利于网络训练学习及噪声衰减。本文将深度学习技术与二维离散小波变换以及Curvelet变换相结合,提出了两种基于深度学习的地震数据随机噪声衰减方法,主要研究内容如下:(1)利用二维小波域地震数据的稀疏性和多尺度性,联合二维离散小波变换与U-Net网络,提出基于U-Net网络的二维小波域地震数据随机噪声衰减方法(Dwt-U-Net)。以地震数据的二维小波系数作为网络输入和输出进行网络训练,将去噪之后的小波系数进行重构得到去噪结果。通过对模拟和实际地震数据进行测试及与不同方法对比,结果显示在不同噪声水平情况下Dwt-U-net方法的去噪结果具有更高的信噪比和保真度。此外,对比传统时空域U-Net网络噪声衰减方法,Dwt-U-Net在提高信噪比的同时,网络训练效率提高了近一倍。(2)利用Curvelet域地震数据的稀疏性和多尺度性以及方向性,联合Curvelet变换与注意力机制U-Net网络,提出Curvelet-AUnet噪声衰减方法。首先,在传统U-Net网络的下采样之前加入CBAM注意力机制模块,增强网络的空间注意力以及通道注意力。其次,以地震数据的Curvelet系数作为网络输入和输出进行网络训练,使网络训练学习噪声与有效信号在Curvelet域的特征,然后将去噪之后的Curvelet系数进行重构得到去噪结果。最后,将Curvelet-AUnet应用于模拟和实际地震数据随机噪声衰减中,并与Curvelet变换、传统时空域UNet去噪及Dwt-U-Net方法进行对比。模拟数据与实际数据去噪结果显示,Curvelet-AUnet在几种噪声衰减方法中可获得最好的去噪效果。
面向地震行业的地震科学数据共享服务平台的设计与实现
这是一篇关于地震数据,共享服务平台,平台建设,规范化,服务设计与实现的论文, 主要内容为地震科学数据是人类认识地震的重要依据。地震科学数据的多元、交叉、综合化汇聚与应用,不仅是地震系统业务顺利开展的基础保障,也是推动地震科研创新发展的基石,因而亟需大力推进地震科学数据的信息化与行业共享工作。自1966年以来,中国地震局逐步建立了覆盖全国范围的地震监测网络,累积了大量的地震科学数据。但由于地震科学数据涵盖学科多、时间跨度长、动态性强、数据量级大、数据结构异构等特点,数据体量、性能及其服务能力始终是制约其行业共享应用的瓶颈。在此背景下,应时之需,推出“国家科技支撑—地震科学数据共享”项目(503130108)子课题—“对内地震数据共享系统建设”。本文依托该项目,旨在建设面向地震行业的地震科学数据共享平台,提供零障碍、标准化、多层次、多手段的信息服务,更大程度地体现地震科学数据效益,为大数据和地震行业结合做好数据准备。目前所取得的研究成果有:1)地震科学数据共享服务平台建设完成共享服务平台的建设。在综合调研现有系统的瓶颈和系统界定分析的基础上,基于B/S架构,利用主流MVC模式的SSH(Spring、Struts2和Hibernate)框架和Ajax框架,整合了电子地图数据库、行业数据库和所有Web应用服务(数据检索、可视化和下载等服务)。依托于已具备若干安全措施的地震行业专网,面向地震行业用户,提供全国范围内的地震科学观测数据及其产品的存储、管理、检索、下载以及可视化等多元化服务。具有跨平台、高聚合、低耦合、门槛低要求等多种特点。2)地震科学数据共享交换规范化在国家科学数据共享工程要求指导下,参照中国地震局制定的地震科学数据共享工程规定实施细则,同时借鉴相关地震科学数据管理标准指南,制定面向地震行业的数据共享格式和数据库存储规范,提供统一、零障碍、规范标准化的服务模式。3)地震科学数据共享平台中各服务的设计与实现数据共享服务在充分调研当今成熟稳定的信息技术前提下,设计并实现这些服务,保障平台的稳定性和服务的易用性,最大限度降低地震行业用户数据获取和应用成本,促进地震科学数据的交换共享效益。平台建设基于INTERNET搭建地震数据共享服务网络平台,为地震行业用户提供标准化、多层次、多手段的服务。对资源池数据资源分类整理,充分分析数据属性结构,设计不同维度的数据检索服务;针对不同的数据,深度展示其内涵,建立基于Web的有针对性可视化系统,提升用户对数据的体验度;依据获取资源的体量,提供实时和离线两种下载方式,节约时间成本,并规范化下载得到的数据资源格式,降低用户应用成本。虽然本文搭建的数据共享平台已投入试运行当中,但是平台还存在许多不足之处,需要增加数据检索服务、可视化服务、大数据结合等方面的模块,提高性能,为行业用户提供全面、一站式的服务。
基于深度神经网络的时频域地震数据去噪方法研究
这是一篇关于深度神经网络,地震数据,随机噪声衰减,U-Net网络,二维离散小波变换,Curvelet变换的论文, 主要内容为噪声衰减是地震数据处理的关键步骤之一。近年来发展起来的基于深度学习地震数据噪声衰减方法与传统方法相比更加高效,并可获得更高的信噪比。现有的基于深度学习去噪方法通常在时空域对地震数据进行处理,但时频域中有效信号与噪声之间的特征差异更为明显,利于网络训练学习及噪声衰减。本文将深度学习技术与二维离散小波变换以及Curvelet变换相结合,提出了两种基于深度学习的地震数据随机噪声衰减方法,主要研究内容如下:(1)利用二维小波域地震数据的稀疏性和多尺度性,联合二维离散小波变换与U-Net网络,提出基于U-Net网络的二维小波域地震数据随机噪声衰减方法(Dwt-U-Net)。以地震数据的二维小波系数作为网络输入和输出进行网络训练,将去噪之后的小波系数进行重构得到去噪结果。通过对模拟和实际地震数据进行测试及与不同方法对比,结果显示在不同噪声水平情况下Dwt-U-net方法的去噪结果具有更高的信噪比和保真度。此外,对比传统时空域U-Net网络噪声衰减方法,Dwt-U-Net在提高信噪比的同时,网络训练效率提高了近一倍。(2)利用Curvelet域地震数据的稀疏性和多尺度性以及方向性,联合Curvelet变换与注意力机制U-Net网络,提出Curvelet-AUnet噪声衰减方法。首先,在传统U-Net网络的下采样之前加入CBAM注意力机制模块,增强网络的空间注意力以及通道注意力。其次,以地震数据的Curvelet系数作为网络输入和输出进行网络训练,使网络训练学习噪声与有效信号在Curvelet域的特征,然后将去噪之后的Curvelet系数进行重构得到去噪结果。最后,将Curvelet-AUnet应用于模拟和实际地震数据随机噪声衰减中,并与Curvelet变换、传统时空域UNet去噪及Dwt-U-Net方法进行对比。模拟数据与实际数据去噪结果显示,Curvelet-AUnet在几种噪声衰减方法中可获得最好的去噪效果。
面向地震行业的地震科学数据共享服务平台的设计与实现
这是一篇关于地震数据,共享服务平台,平台建设,规范化,服务设计与实现的论文, 主要内容为地震科学数据是人类认识地震的重要依据。地震科学数据的多元、交叉、综合化汇聚与应用,不仅是地震系统业务顺利开展的基础保障,也是推动地震科研创新发展的基石,因而亟需大力推进地震科学数据的信息化与行业共享工作。自1966年以来,中国地震局逐步建立了覆盖全国范围的地震监测网络,累积了大量的地震科学数据。但由于地震科学数据涵盖学科多、时间跨度长、动态性强、数据量级大、数据结构异构等特点,数据体量、性能及其服务能力始终是制约其行业共享应用的瓶颈。在此背景下,应时之需,推出“国家科技支撑—地震科学数据共享”项目(503130108)子课题—“对内地震数据共享系统建设”。本文依托该项目,旨在建设面向地震行业的地震科学数据共享平台,提供零障碍、标准化、多层次、多手段的信息服务,更大程度地体现地震科学数据效益,为大数据和地震行业结合做好数据准备。目前所取得的研究成果有:1)地震科学数据共享服务平台建设完成共享服务平台的建设。在综合调研现有系统的瓶颈和系统界定分析的基础上,基于B/S架构,利用主流MVC模式的SSH(Spring、Struts2和Hibernate)框架和Ajax框架,整合了电子地图数据库、行业数据库和所有Web应用服务(数据检索、可视化和下载等服务)。依托于已具备若干安全措施的地震行业专网,面向地震行业用户,提供全国范围内的地震科学观测数据及其产品的存储、管理、检索、下载以及可视化等多元化服务。具有跨平台、高聚合、低耦合、门槛低要求等多种特点。2)地震科学数据共享交换规范化在国家科学数据共享工程要求指导下,参照中国地震局制定的地震科学数据共享工程规定实施细则,同时借鉴相关地震科学数据管理标准指南,制定面向地震行业的数据共享格式和数据库存储规范,提供统一、零障碍、规范标准化的服务模式。3)地震科学数据共享平台中各服务的设计与实现数据共享服务在充分调研当今成熟稳定的信息技术前提下,设计并实现这些服务,保障平台的稳定性和服务的易用性,最大限度降低地震行业用户数据获取和应用成本,促进地震科学数据的交换共享效益。平台建设基于INTERNET搭建地震数据共享服务网络平台,为地震行业用户提供标准化、多层次、多手段的服务。对资源池数据资源分类整理,充分分析数据属性结构,设计不同维度的数据检索服务;针对不同的数据,深度展示其内涵,建立基于Web的有针对性可视化系统,提升用户对数据的体验度;依据获取资源的体量,提供实时和离线两种下载方式,节约时间成本,并规范化下载得到的数据资源格式,降低用户应用成本。虽然本文搭建的数据共享平台已投入试运行当中,但是平台还存在许多不足之处,需要增加数据检索服务、可视化服务、大数据结合等方面的模块,提高性能,为行业用户提供全面、一站式的服务。
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