1秒摸清地震“脾气”(3)
“地震发生后,每一秒都万分宝贵,尽早报出震源机制解,能向地震波还没到达的地区预警,为公众采取防护措施、政府确定救援方案抢出时间。”朱慧宇举例,如果人们能在地震发生前3秒收到预警,伤亡人数可以降低14%;如果提前10秒发布预警,伤亡人数可以降低39%。
“1秒”的演进
听上去很轻松的“1秒”,这项黑科技背后是科研人长期的探索和坚守。
张捷教授于1981年考入中国科学技术大学,获地球物理学学士,在麻省理工学院获地球物理学博士学位。长期致力于地球物理石油勘探、地震监测、生物医药等领域的科研与技术创新。在他看来,科研并非一蹴而就,无论经历多少困难,都要始终坚信从事科研工作的价值观。
早在2014年,张捷课题组就与中国科大计算机学院教授陈恩红课题组合作,用互联网搜索引擎技术,在研究区域事先建立庞大的波形数据库,通过快速搜索算法实现对波形的快速匹配,实现快速报出数据库里存好的震源机制解。
该论文发表在《自然-通讯》上。随后,方法在四川、云南投入地震监测,成为当时最先进的震源机制解速报技术。
但这一方法受数据库约束,难以应用于范围较大的地震监测区域。课题组开始了又一轮攻关,不断完善系统准确性和可靠性,这一深耕,又是7年。
在最新成果中,课题组首次利用人工智能方法,利用深度机器算法,适用于大区域地震监测。
但在某个区域,历史地震样本不够,如何保证机器学习知识的充分性?朱慧宇解释,课题组采用理论计算数据做训练样本的方法,能够解决这一问题,让系统更聪明,还会验算。
“平时,老师不断鼓励我们参加各种国际学术会议,除了分享我们新的进展外,也能了解国际行业前沿动态,哪怕每天只花一小时学习别人的成果,也很有用。”课题组研究生王函说。
其实,2018年,张捷教授团队就与中国地震局合作完成“智能地动”人工智能地震监测系统,系统已在云南、四川的地震实验场试用。基于评估结果,“智能地动”系统与专业人员人工计算处理的结果非常接近。
科研探索永无止境。去年,运用人工智能技术,课题组又进一步实现在两秒内推算出震源机制解。朱慧宇介绍,近期,“1秒算出震源机制解”的黑科技就将在“智能地动”系统上试运行。
正如课题组研究生张基所言,团队小伙伴们注重科研的实际应用问题,每次得出的新方法,都需要在实际数据中进行反复测试验证,确保让新方法能够分析并解决实际问题。
在张捷看来,任何一项科研工作都应该聚焦“创新”二字,学生不能像上课学习那样依赖老师,必须敢于探索未知领域,肩负起科研创新的使命。
平时,张捷常对第一次尝试科研的学生说:“你要坚信,你是世界上第一个做这个课题的人,你能告诉全人类这个问题是怎么回事!”