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Enregistrement W4321996059 · doi:10.5194/egusphere-egu23-10395

OBSPicker: A generalized transfer-learned OBS phase picker

2023· preprint· en· W4321996059 sur OpenAlexaff
Alireza Niksejel, Miao Zhang

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueSeismology and Earthquake Studies
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSeismometerSeismologyPhase (matter)Submarine pipelineTransfer (computing)GeologyTransfer of learningSequence (biology)Computer scienceSet (abstract data type)False positive paradoxTectonicsData setAlgorithmArtificial intelligencePhysicsChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Offshore earthquakes recorded by Ocean Bottom Seismometers (OBS) are crucial to studying tectonic activities in the subduction zones and mid-ocean ridges. In recent years, the ever-advancing Machine Learning (ML)-based phase pickers have shown promise in land earthquake monitoring, but there are few available ML models to handle OBS data due mainly to the lack of labelled training sets and low signal-to-noise ratios. Though land ML-based phase pickers may roughly work for OBS data, they introduce a large number of false negatives and false positives, leading to numerous events being missing and fake.In this study, we create a tectonically inclusive OBS training data set and develop a generalized deep-learning OBS phase picker - OBSPicker using the EQTransformer (EQT; Mousavi et al., 2019) and the transfer learning approach. To create an inclusive OBS training data set, we collect earthquake waveforms from routine catalogues recorded at 11 OBS networks worldwide with different tectonic settings and geographic locations. Earthquakes are recorded in local and regional distances with diverse magnitudes (ML 0.0-5.8), source depths (0-250 km), and epicentral distances (0-3 deg). To label their phase picks, we adopt a sequence of processing steps including 1) initial phase arrival detection and picking by EQT, 2) identifying and discarding samples with multiple (unwanted) events using STA/LTA method, and 3) refining phase picks using the Generalized Phase Detection method (GPD, Ross et al., 2018), resulting in ~38,000 well-labelled earthquake samples. In addition, we also collect ~150,000 OBS noise samples from the same OBS networks for training augmentation instead of using the commonly adopted Gaussian noises. Those OBS noise samples are used to simulate low-magnitude earthquakes under different marine environments. Initial results show that our transfer-learned OBS phase picker outperforms the EQTransformer base model in both accuracy and precision, especially in presence of higher levels of noise.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,112
Tête enseignante GPT0,336
Écart entre enseignants0,224 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
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Résumé présentoui

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