李 紅，鄧志輝，邢成起，朱紅彬，岳曉媛，武敏捷

（1.中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029；2.北京市地震局，北京 100080；3.廣東省地震局，廣州 510070）

地震異常ECRS分析方法在北京地區(qū)的應(yīng)用和檢驗(yàn)

李 紅1，2，鄧志輝3，邢成起2，朱紅彬2，岳曉媛2，武敏捷2

（1.中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029；2.北京市地震局，北京 100080；3.廣東省地震局，廣州 510070）

ECRS（地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜）方法是近年來得到關(guān)注的地震異常識(shí)別方法之一。應(yīng)用ECRS方法，分析了北京地區(qū)單參數(shù)與多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度，通過算例分析與外推預(yù)測，并與實(shí)際地震發(fā)生情況進(jìn)行對(duì)比，對(duì)此方法的有效性進(jìn)行了初步的評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：對(duì)M4級(jí)以上的目標(biāo)震級(jí)，當(dāng)考察時(shí)段為12個(gè)月時(shí)，b值、缺震等單參數(shù)相關(guān)度對(duì)北京地區(qū)地震前兆異常具有一定的識(shí)別能力；多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜較單參數(shù)可更好地識(shí)別北京地區(qū)地震前兆綜合異常，其異常對(duì)應(yīng)比例與地震對(duì)應(yīng)比例分別為7/8、9/11，異常信度較高；以均值0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差的高相關(guān)度作為異常閾值，可以較好的識(shí)別地震前兆綜合異常，但一定程度上會(huì)受人為因素的影響。

ECRS方法；地震異常；b值；缺震；北京地區(qū)

0 引言

地震的孕育、發(fā)生過程常伴隨有不同形式的前兆異常，大量震例研究表明，不同前兆學(xué)科觀測資料以及由地震目錄衍生出的多種地震活動(dòng)性參數(shù)，在較大地震發(fā)生前，均可能不同程度的表現(xiàn)出形態(tài)各異的前兆特征，從不同側(cè)面揭示出地震孕育過程的某些規(guī)律[1-3]。但由于觀測資料異常變化的多解性和不確定性，使得對(duì)各種觀測或分析資料的前兆異常識(shí)別成為地震預(yù)測研究與實(shí)踐的重要課題與技術(shù)環(huán)節(jié)[1]。近年來，不少分析預(yù)測研究人員開展了許多基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的異常定量識(shí)別與提取的研究工作[4]，不同觀測學(xué)科結(jié)合其自身特點(diǎn)，在異常識(shí)別中衍生出很多方法[5]。如王海濤等[6]提出的以分布概率模型為基礎(chǔ)的綜合信息熵前兆異常識(shí)別法；薄萬舉等[7-8]提出的多點(diǎn)組斜率法與合成信息流方法；鄭熙銘等[9-10]采用模糊數(shù)學(xué)方法建立異常動(dòng)態(tài)從屬函數(shù)的綜合預(yù)報(bào)指標(biāo)；杜學(xué)彬等[11]用歸一化月速率 （斜率）法提取強(qiáng)震前近震中區(qū)地電阻率資料的中短期至短期異常。王海濤等[1]提出以地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜計(jì)算為核心的地震前兆異常識(shí)別的統(tǒng)計(jì)分析方法（ECRS法），并且提出多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜的綜合異常研究的思路。王瓊等[12]、唐蘭蘭等[13]采用多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度方法開展了新疆地區(qū)的地震前兆綜合異常特征的時(shí)空定量識(shí)別研究，并通過震例回顧檢驗(yàn)進(jìn)行了外推式預(yù)測。盧顯等[4]、馮建剛[14]等利用該方法分別開展郯廬帶時(shí)空異常特征、祁連山地震帶古浪窗口異常指標(biāo)的研究。基于ECRS法的異常識(shí)別應(yīng)用研究[1-5，12-14]表明，該方法是定量識(shí)別某一地區(qū)綜合異常的一種可行方法，可在定量化描述的基礎(chǔ)上突出地震前兆異常過程。

本文基于ECRS方法，建立了北京地區(qū)各地震活動(dòng)性參數(shù)單項(xiàng)因子的地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜數(shù)據(jù)庫，通過回顧性震例研究和外推式預(yù)測，對(duì)單參數(shù)與多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜的地震前兆異常進(jìn)行分析，并用實(shí)際地震對(duì)ECRS方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

1 ECRS方法[1-3]

1.1 值域譜分析

根據(jù)王海濤等2008年提出的以觀測資料時(shí)間序列為基礎(chǔ)，以地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜計(jì)算為核心的地震前兆異常識(shí)別方法[1]，計(jì)算地震學(xué)活動(dòng)性參數(shù)的時(shí)間序列x1，x2，…，xn，序列中的最大值為xmax，最小值為xmin。由時(shí)間序列 xi（i=1，2，…，n）計(jì)算得到均值和標(biāo)準(zhǔn)差：

在均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算的基礎(chǔ)上，按如下規(guī)則定義值域分布區(qū)間：

根據(jù)式（3）～（9）， 通過統(tǒng)計(jì)觀測值序列 xi分布在相應(yīng)區(qū)間的頻次，構(gòu)建值域譜曲線。在實(shí)際資料處理中，可通過觀察構(gòu)建的值域譜曲線是否類似于正態(tài)分布來適當(dāng)調(diào)整k值和n值。根據(jù)數(shù)據(jù)序列情況確定k取值，若較為平穩(wěn)，n值可取相對(duì)小一些，如0.2左右；若起伏較大，k值可取相對(duì)大一些，如0.3左右。n值一般取6～10即可。

1.2 地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜與滑動(dòng)平均相關(guān)度

以值域譜分析結(jié)果為基礎(chǔ)，求解出不同考察時(shí)段的分值域地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜。利用地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜可分析原始觀測值時(shí)間序列的基本異常特征，從而判定不同值域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的異常信度屬性。首先，確定不同的研究區(qū)內(nèi)作為回顧性預(yù)測檢驗(yàn)的目標(biāo)地震，一般取5.0級(jí)以上地震，由于北京地區(qū)自1970年有小震觀測記錄以來，無M5級(jí)以上地震，故本文中將目標(biāo)震級(jí)定為M4級(jí)。然后，按觀測值的時(shí)間序列逐點(diǎn)統(tǒng)計(jì)落入從Dx-m到Dxm（從低到高）值域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)不同考察時(shí)段t（單位：月）內(nèi)有無預(yù)測目標(biāo)震級(jí)以上的地震，并分別進(jìn)行計(jì)數(shù)。依據(jù)上述規(guī)則，對(duì)觀測值序列逐點(diǎn)統(tǒng)計(jì)相應(yīng)值域的有震對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)和相應(yīng)值域所有數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，并計(jì)算二者之比（視為對(duì)應(yīng)概率），對(duì)所有值域作此統(tǒng)計(jì)，即可得到某觀測值序列不同值域的地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜。地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜不但可以用以分析原始觀測資料曲線基本異常特征，判定不同值域數(shù)據(jù)的異常信度屬性，而且它也為下一步計(jì)算提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

以地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜為基礎(chǔ)，將不同地震學(xué)參數(shù)j（j=1，2，…，k）的時(shí)間序列按逐點(diǎn)隸屬的

值域范圍轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的相關(guān)譜時(shí)間序列Pij（i=1，2， …，n）， 再根據(jù)考察時(shí)段 t（t=3，6，12，18）的長度（單位：月），用多點(diǎn)累加平均、逐點(diǎn)滑動(dòng)的方法，最后得到不同地震學(xué)參數(shù)的滑動(dòng)平均相關(guān)度Pˉij。

1.3 多參數(shù)滑動(dòng)極值相關(guān)度

不同的參數(shù)在中強(qiáng)地震前表現(xiàn)出的異常形態(tài)不同，即異常在起始時(shí)間、峰值、結(jié)束時(shí)間等方面存在差異。為突出中強(qiáng)地震前的中短期前兆異常，可在單項(xiàng)地震活動(dòng)性參數(shù)異常識(shí)別基礎(chǔ)上，逐點(diǎn)求解不同參數(shù)的滑動(dòng)平均相關(guān)度Pˉij序列的多點(diǎn)滑動(dòng)極值相關(guān)度序列Mij（文中選取3點(diǎn)滑動(dòng)），通過對(duì)Mj求算術(shù)平均值，得到多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度Pc。設(shè)j為地震學(xué)參數(shù) （j=1，2，…，k），w為滑動(dòng)窗長，則

多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度

2 研究區(qū)范圍及資料選取

北京地區(qū)位于測震臺(tái)網(wǎng)分布密集的首都圈中部，處于華北地區(qū)張家口-渤海地震帶的中西段-北京段，1970年以來具有較好的小震定位能力。利用ZMAP軟件，采用擬合效果測試法分析首都圈最小震級(jí)完備性隨時(shí)間的變化[15]結(jié)果顯示：首都圈中區(qū)（以北京為中心的平原區(qū)）最小完整性震級(jí)在2002年之前為ML1.2～1.7之間波動(dòng)，2002年以來最小完整性震級(jí)隨時(shí)間下降的趨勢顯著。本文選取北緯 39.4°～41.1°， 東經(jīng) 115.3°～117.6°為研究區(qū)域（大部分處于首都圈中區(qū)范圍），考慮到小震資料的精確性與完備性，對(duì)中國地震臺(tái)網(wǎng)中心提供的北京地區(qū)1970年以來的小震目錄采用K-K法去余處理后選取起始震級(jí)為M1（相當(dāng)于ML1.8）的地震數(shù)據(jù)資料（截止2016年3月）（圖1、圖2）。根據(jù)該區(qū)1970年以來的地震活動(dòng)特點(diǎn)，將目標(biāo)震級(jí)定為M4.0級(jí)以上。

圖1 北京地區(qū)范圍示意及1970年以來M1級(jí)以上地震分布Fig.1 The diagram of Beijing area and distribution of earthquakes with M≥1since 1970

圖2 北京地區(qū)1970年以來M1級(jí)以上地震M-t圖Fig.2 M-t map of earthquakes with M≥1 in Beijing area since 1970

首先分析北京地區(qū)1970年以來各個(gè)地震活動(dòng)性參數(shù)（η值、b值、地震危險(xiǎn)度D、缺震Mˉ、地震強(qiáng)度因子Mf、地震頻度N和地震調(diào)制比Rm）的值域譜、地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜和滑動(dòng)平均相關(guān)度，得到各個(gè)參數(shù)的多點(diǎn)滑動(dòng)極值相關(guān)度和多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度。為考察不同時(shí)段的前兆異常變化特征，分別以3個(gè)月、6個(gè)月、9個(gè)月、12個(gè)月和18個(gè)月作為考察時(shí)長進(jìn)行分析，通過對(duì)比，選出較能高效識(shí)別地震前兆異常的時(shí)間考察尺度。

在地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜計(jì)算中以1970—2011年的資料為學(xué)習(xí)庫，通過回顧性震例分析，建立研究區(qū)各個(gè)地震活動(dòng)性參數(shù)的地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜數(shù)據(jù)庫。通過實(shí)際資料與相應(yīng)的地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜數(shù)據(jù)庫的比對(duì)分析，對(duì)2012年以后北京地區(qū)的地震危險(xiǎn)性開展了外推式預(yù)測檢驗(yàn)。

3 計(jì)算結(jié)果分析

首先以3個(gè)月、6個(gè)月、9個(gè)月、12個(gè)月和18個(gè)月為考察時(shí)段分析了北京地區(qū)的單參數(shù)（如η值、b值、地震危險(xiǎn)度D、缺震Mˉ、地震強(qiáng)度因子Mf、地震頻度N和地震調(diào)制比Rm）地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜，建立單參數(shù)數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上得到多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度，通過震例回顧檢驗(yàn)，識(shí)別中等地震前的前兆異常特征。限于篇幅，這里僅給出能較好識(shí)別研究區(qū)前兆異常的以12個(gè)月為考察時(shí)段的個(gè)別地震活動(dòng)性參數(shù)的滑動(dòng)平均相關(guān)度異常分析。

為評(píng)價(jià)研究區(qū)單參數(shù)與多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜的預(yù)測效能，本文以異常對(duì)應(yīng)率（對(duì)應(yīng)目標(biāo)地震的異常次數(shù)/總異常次數(shù)）和有震報(bào)準(zhǔn)率（震前有異常的目標(biāo)地震次數(shù)/目標(biāo)地震次數(shù)）作為兩個(gè)效能指標(biāo)。

3.1 單參數(shù)滑動(dòng)平均相關(guān)度異常特征分析

3.1.1 b值

b值是地震活動(dòng)的震級(jí)和頻度關(guān)系式中的比例系數(shù)，代表一定區(qū)域內(nèi)不同大小地震頻數(shù)的比例關(guān)系，其與所對(duì)應(yīng)區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)、地殼破裂強(qiáng)度有關(guān)，不同的地震區(qū)或帶有不同的震級(jí)-頻度關(guān)系，即具有不同的b值。圖3為北京地區(qū)12個(gè)月窗長、1個(gè)月滑動(dòng)步長得到的b值（參考線為均值與1倍標(biāo)準(zhǔn)均方差）時(shí)序變化，1970年以來北京地區(qū)共發(fā)生 9組（11次）M4級(jí)以上地震，其中1970—2011年7組（9次），2012年以來2次。多數(shù)M4以上目標(biāo)地震發(fā)生前，短期異常特征主要表現(xiàn)為震前高值下降過程，中長期前兆異常特征為“高值-下降-（低值）-發(fā)震”，也存在類似特征出現(xiàn)后并無地震對(duì)應(yīng)或某些地震發(fā)生前無此異常特征的情況。

圖4、5、6為按照地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜方法計(jì)算得到的北京地區(qū)12個(gè)月考察時(shí)段的b值值域譜。圖4橫坐標(biāo)為值域范圍、地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜（圖5）、滑動(dòng)平均相關(guān)度（圖6）。b值值域譜類似于正態(tài)分布，表明該值域的選取較為合理，相應(yīng)的n=12，k=0.23。由圖5可知，研究區(qū)b值時(shí)序曲線在均值附近、低值域區(qū)間及高值域區(qū)間時(shí)，前兆異常信度較低，而較高值域內(nèi)的數(shù)據(jù)變化具有較高的異常信度，這與北京地區(qū)b值以高值下降過程異常為主的特征相符。圖6為12點(diǎn)累計(jì)平均、3點(diǎn)滑動(dòng)得到的滑動(dòng)平均相關(guān)度，以1970—2011年為學(xué)習(xí)庫，2012年以后為外推預(yù)測，在外推預(yù)測期間發(fā)生的2次M4級(jí)地震，震前均有高值異常。如果將明顯高于0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差的高值變化過程作為異常識(shí)別的判據(jù)，則該區(qū)域自1970年以來出現(xiàn)的13次異常過程中7次有目標(biāo)地震對(duì)應(yīng)，即異常對(duì)應(yīng)率為7/13。1970年以來區(qū)內(nèi)共發(fā)生9組（11次）M4級(jí)以上地震，其中8組（9次）地震前顯示出高值異常變化過程，即有震報(bào)準(zhǔn)率為9/11。由b值分析結(jié)果可知，b值地震對(duì)應(yīng)滑動(dòng)平均相關(guān)度曲線表現(xiàn)出較高的前兆異常特征，但也存在虛報(bào)、漏報(bào)情況。

圖3 北京地區(qū)b值時(shí)序曲線Fig.3 The b value time curve of Beijing area

圖4 b值值域譜Fig.4 Range spectrum of b value

圖5 b值地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜Fig.5 Earthquake corresponding relevancy spectrum of b value

圖6 北京地區(qū)12個(gè)月考察時(shí)段b值滑動(dòng)平均相關(guān)度曲線Fig.6 Sliding average relevancy curve of b value of Beijing area with 12 months inspection period

3.1.2缺震

圖7為北京地區(qū)12個(gè)月窗長、1個(gè)月滑動(dòng)步長得到的缺震（即平均震級(jí)，其參考線為均值與1倍標(biāo)準(zhǔn)均方差）時(shí)序變化，1970年以來北京地區(qū)發(fā)生的9組（11次）M4級(jí)以上目標(biāo)地震中，多數(shù)在地震發(fā)生前，短期異常特征表現(xiàn)為震前出現(xiàn)相對(duì)高值變化，中長期前兆異常特征為 “低值-上升-（高值）-發(fā)震”，也存在類似特征出現(xiàn)后無地震對(duì)應(yīng)或某些地震發(fā)生前無此異常特征的情況。

圖7 北京地區(qū)缺震（平均震級(jí)Mˉ）時(shí)序曲線Fig.7value time curve of Beijing area

圖8、9、10為按照地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜方法計(jì)算得到的北京地區(qū)12個(gè)月考察時(shí)段的缺震值域譜（圖8橫坐標(biāo)為值域范圍）、地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜（圖9）、滑動(dòng)平均相關(guān)度（圖10）。缺震值域譜類似于正態(tài)分布，表明該值域的選取較為合理，相應(yīng)的n=9，k=0.3。由圖6b可知，研究區(qū)缺震時(shí)序曲線在小于等于均值的低值域區(qū)間時(shí)，前兆異常信度較低，而相對(duì)較高值域內(nèi)的數(shù)據(jù)變化具有較高的異常信度，這與北京地區(qū)缺震以相對(duì)高值異常為主的特征相符。圖6為12點(diǎn)累計(jì)平均、3點(diǎn)滑動(dòng)得到的滑動(dòng)平均相關(guān)度，1970—2011年為學(xué)習(xí)庫，2012年以后為外推預(yù)測，在外推預(yù)測期間發(fā)生了2次M4級(jí)地震，其中1次震前有高值異常。將明顯高于0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差的高值變化過程作為異常識(shí)別的判據(jù)，則該區(qū)域自1970年以來出現(xiàn)的10次異常過程中6次有目標(biāo)地震對(duì)應(yīng)，即異常對(duì)應(yīng)率為6/10。1970年以來區(qū)內(nèi)共發(fā)生9組 （11次）M4級(jí)以上地震，其中7組（8次）地震前顯示出高值異常變化過程，即有震報(bào)準(zhǔn)率為8/11。由缺震分析結(jié)果可知，缺震地震對(duì)應(yīng)滑動(dòng)平均相關(guān)度曲線表現(xiàn)出較高信度的前兆異常特征，同樣也存在虛報(bào)、漏報(bào)情況。

圖8 缺震值域譜Fig8 Range spectrum ofvalue

圖9 缺震地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜Fig.9 Earthquake corresponding relevancy spectrum ofvalue

圖10 缺震滑動(dòng)平均相關(guān)度曲線Fig.10 Sliding average relevancy curve ofvalue of Beijing area with 12 months inspection period

3.2 多地震活動(dòng)性參數(shù)滑動(dòng)極值相關(guān)度異常特征分析

利用1970年1月至2016年3月的北京地區(qū)小震活動(dòng)做分析研究，根據(jù)各個(gè)地震活動(dòng)性參數(shù)的地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜以及值域譜，最終選擇值域譜曲線呈現(xiàn)近似正態(tài)分布以及能較好體現(xiàn)地震異常的6個(gè)合理參數(shù)（η值、b值、地震危險(xiǎn)度D、缺震、地震強(qiáng)度因子Mf、地震頻度N和地震調(diào)制比Rm）開展了多參數(shù)綜合異常分析，其中以研究區(qū)1970年1月至2011年12月的資料作震例回顧性分析，對(duì)2012年1月至2016年3月的資料進(jìn)行外推預(yù)測，結(jié)果在外推預(yù)測期間發(fā)生的兩次M4以上地震前均有高值異常出現(xiàn)。圖11為北京地區(qū)12個(gè)月考察時(shí)段多地震活動(dòng)性參數(shù)地震滑動(dòng)極值相關(guān)度時(shí)序曲線。由圖11可知，1970年以來北京地區(qū)的多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜值與該區(qū)M4級(jí)以上地震具有一定的相關(guān)性。以多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜時(shí)序曲線高于0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差的高值異常作為綜合異常閾值，北京地區(qū)在研究時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的8次高值異常過程，有7次有M4以上地震對(duì)應(yīng)，該區(qū)所發(fā)生的9組（11次）M4級(jí)以上地震中有8組（9次）震前出現(xiàn)高值異常變化。由此可以看出，考察時(shí)段為12個(gè)月的北京地區(qū)多參數(shù)滑動(dòng)極值相關(guān)譜（3點(diǎn)滑動(dòng)），對(duì)識(shí)別研究區(qū)目標(biāo)地震的前兆綜合異常具有較高的信度，異常對(duì)應(yīng)比例與有震報(bào)準(zhǔn)率分別為7/8與9/11。表1為單參數(shù)與多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜的預(yù)測效能定量分析，結(jié)果顯示多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜的異常對(duì)應(yīng)比例與有震報(bào)準(zhǔn)比例均等于或高于單參數(shù)地震對(duì)應(yīng)譜值，表明由此提取的預(yù)測檢驗(yàn)異常判據(jù)在異常與地震對(duì)應(yīng)方面具有較高的信度，但該異常判據(jù)由于在異常識(shí)別及對(duì)外推預(yù)測中受人為因素的影響，具有一定的經(jīng)驗(yàn)性。

圖11 北京地區(qū)（考察時(shí)長為12個(gè)月）多參數(shù)滑動(dòng)極值相關(guān)度時(shí)序曲線Fig.11 Multi-parameter sliding extreme average relevancy curve with 12 months inspection period of Beijing area

表1 單參數(shù)與多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜預(yù)測效能Table 1 Prediction efficiency of single and multi-parameter earthquake corresponding relevancy spectrum

4 結(jié)語

本文應(yīng)用ECRS方法，以M4以上地震為目標(biāo)地震，提取了北京地區(qū)1970年以來b值、缺震等單參數(shù)與多參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜前兆異常信息，并進(jìn)行預(yù)測檢驗(yàn)，得到了如下幾點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)：

（1）在北京地區(qū)，b值、缺震等單參數(shù)地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜對(duì)地震前兆異常具有一定的識(shí)別能力，但不同地震活動(dòng)性參數(shù)的地震對(duì)應(yīng)相關(guān)譜在中強(qiáng)震前表現(xiàn)出的異常特征有所不同，并且都存在一定的虛報(bào)與漏報(bào)率。

（2）以12個(gè)月為考察時(shí)段的多參數(shù)ECRS法分析的前兆異常信度高于單參數(shù)。多參數(shù)（3點(diǎn)滑動(dòng)）分析結(jié)果不僅可識(shí)別出地震前兆的綜合異常特征，且由此預(yù)測檢驗(yàn)判據(jù)提取的前兆異常和地震對(duì)應(yīng)信度較高，表明ECRS法可較好地識(shí)別北京地區(qū)的中期地震前兆異常。

（3）以高于均值0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差的多參數(shù)高相關(guān)度作為異常閾值，可以較好地識(shí)別地震前兆綜合異常，其中異常對(duì)應(yīng)比例為7/8，有震報(bào)準(zhǔn)率為9/11，但一定程度上會(huì)受人為因素的影響，具有一定的經(jīng)驗(yàn)性。

（4）北京地區(qū)（考察時(shí)長為12個(gè)月）多參數(shù)地震滑動(dòng)極值平均相關(guān)度曲線顯示，該區(qū)目前多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度處于高值狀態(tài)，根據(jù)北京地區(qū)1970-2011年的內(nèi)符檢驗(yàn)與外推預(yù)測認(rèn)為，該區(qū)在未來一年內(nèi)發(fā)生M4級(jí)地震的可能性較高，值得關(guān)注，但鑒于該區(qū)1970年以來的震例回顧檢驗(yàn)中存在高相關(guān)度異常出現(xiàn)但無目標(biāo)地震發(fā)生的情況，不排除誤報(bào)可能。

本文應(yīng)用ECRS法開展北京地區(qū)的地震異常分析，由于研究范圍較小，1970年以來無M5級(jí)以上地震，目標(biāo)地震選為M4級(jí)以上地震，因此結(jié)果屬于嘗試性應(yīng)用，尚需在今后的工作中不斷探索驗(yàn)證；文中多參數(shù)相關(guān)度以高于均值0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差的高值為異常閾值，該值的確定具有一定的經(jīng)驗(yàn)性，一定程度上受區(qū)域地震活動(dòng)與人為因素的影響；該區(qū)預(yù)測時(shí)段內(nèi)僅有2次M4級(jí)以上目標(biāo)地震，對(duì)于外推預(yù)測的效能評(píng)估來說，樣本偏少；不同地震活動(dòng)參數(shù)的預(yù)測效能存在差異，因此今后進(jìn)行多參數(shù)滑動(dòng)極值平均相關(guān)度的分析時(shí)可通過賦予各參數(shù)不同的權(quán)重來提高異常提取的效能。

致謝：本研究采用了由王海濤、王瓊、唐蘭蘭等開發(fā)的ECRS軟件，對(duì)此表示誠摯的感謝！

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Application and Test of ECRS Earthquake Anomaly Analysis Method in Beijing Area

LI Hong1，2， DENG Zhihui3， XUNG Chenqi2， ZHU Hongbin2，YUE Xiaoyuan2，WU Minjie2

（1.Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China；2.Beijing Earthquake Agency， Beijing 100080， China；3.Guangdong Earthquake Agency， Guangzhou 510070， China）

ECRS （earthquake corresponding relevancy spectrum）method is one of concerned recognition methods of seismic anomalies in recent years.This paper analyzes the single and multi-parameter sliding extreme average relevancy spectrum of Beijing area by using ECRS method.The effectiveness of this method is evaluated preliminarily through the example analysis， extrapolation and comparing with the actual occurrence ofearthquake.The results show that for the target earthquake with M≥4，when the inspection period is 12 months， single-parameter corresponding relevancy spectrum such as of b value， lack of earthquake has a certain ability to recognize seismicprecursory anomalyof Beijing area；multi-parameter earthquake corresponding relevancy spectrum can identify earthquakes comprehensive precursory anomalies better in Beijing area comparing with single-parameter.The anomalies corresponding proportion and earthquake corresponding proportion are 7/8 and 9/11 respectively with the high abnormal reliability；taking high probability of 0.5 times the standard deviation of the mean value as the anomaly threshold,it can identify earthquake precursory comprehensive anomaly better,but will be affected in a certain extent by human factors.

ECRS method； Precursory anomaly； b value； Lack of earthquake； Beijing area

P315.7

A

1001-8662（2017）02-0001-09

10.13512/j.hndz.2017.02.001

李 紅，鄧志輝，邢成起，等.地震異常ECRS分析方法在北京地區(qū)的應(yīng)用和檢驗(yàn)[J].華南地震，2017，37（2）：1-9.[LI Hong，DENG Zhihui，XING Chengqi， et al.Application and Test of ECRS Earthquake Anomaly Analysis Method in Beijing Area[J].South china journal of seismology，2017，37（2）：1-9.]

2016-06-23

北京市地震局青年科技專項(xiàng)（QN03）、中國地震局三結(jié)合課題（160101）、中國地震局震情跟蹤定向任務(wù)（2016010113）共同資助。

李 紅（1981-），女，在讀博士，高級(jí)工程師，主要從事地震活動(dòng)性分析及綜合預(yù)測、地殼應(yīng)力應(yīng)變場演化及數(shù)值模擬研究。

E-mail：dzjlhong@163.com.