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Enregistrement W4408425925 · doi:10.5194/egusphere-egu25-7718

Dataset preparation for Resolving Apparent Source Time Functions (ASTF) and Evalutions Using Basic ML-models

2025· preprint· en· W4408425925 sur OpenAlexaffabout
Runcheng Pang, Hongyu Yu, Ge Li, Haoran Meng, Zaiwang Liu, Cheng Su, Deli Zha, Wanli Tian

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueModel Reduction and Neural Networks
Établissements canadiensMila - Quebec Artificial Intelligence Institute
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Monitoring induced seismic harzards during the fluid injections has been a significant challenge for geo-energy development. Conventional approaches, such as the (adaptive) traffic light protocol and prediction methods based on statistical and machine learning regressions, often yield limited accuracy due to diverse geological conditions across regions. A promising direction lies in developing precursors to monitor fault reactivation more effectively.Recent seismological studies have shown that aseismic slip loading is more prevalent than previously thought during fault activation induced by fluid injections (Yu et al., 2021a, b; Eyre et al., 2019, 2022). Slow earthquake signals, like Earthquakes characterized by Hybrid-frequency Waveforms (EHW), occur during the transition from fault creep to brittle rupture induced by fluid injection (Guglielmi et al., 2015). These signals are potential indicators for aseismic slip loading and fault reactivation. However, their longer rupture durations distinguish them from typical induced earthquakes, rendering classic source analysis methods ineffective for real-time monitoring.To address this limitation, we propose ASTF-Net, a machine learning (ML) model designed to predict Apperant Source Time Function (ASTF) by deconvoluting Empirical Green's Function (EGF) waveform from target waveform in time domain. This approach provides reliable real-time estimates of source durations, to identify slow earthquake signals, specifically EHW, and offers a valuable tool for fault activation monitoring. A robust and well-sampled dataset is therefore crucial for the model's performance.In this study, we present a dataset designed for developing a single-channel version of ASTF-Net and evaluate its effectiveness using basic ML-models. The dataset consists of three parts: ASTFs, EGFs, and target seismic waveforms. Synthetic ASTFs are generated using kinematic forward modeling with an elliptical rupture model to simulate earthquake events with magnitudes ranging from Mw 3.0 to 4.5 and stress drops between 5 and 20 MPa. These random ASTFs are calculated under various ray paths. We collect EGFs from hydraulic fracturing-induced earthquakes (M1.5-2.5) in the Southern Montney Play, western Canada, recorded by a network of 40 nodal/broadband seismic stations between 2017 and 2020. Synthetic target waveforms are then created by convolving ASTFs with corresponding EGFs. The dataset’s inputs consist of single-channel synthetic seismic waveforms and their corresponding EGFs, with ASTFs as outputs. To assess the generalization and robustness of the model, records from different stations are divided into training, validation, and four test sets with varying difficulty levels based on geographical locations and event counts. Notably, Test level 4 is human analysis results reported by Roth et al. (2022).We evaluate model performance using basic ML architectures, including MLP, CNN, VGG and U-Net. Performance metrics include the Correlation Coefficient (CC) between predictions and labeled ASTFs, and the relative error in apparent source duration. CNN emerges as the most promising candidate for the further optimization, achieving the following CC > 0.9 across test levels: 87.9% (Level 1), 85.9% (Level 2), and 80.3% (Level 3). The percentages of relative error below 10% are 59.3%, 59.3%, and 51.2%, respectively, for the three levels.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,960
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,060
Tête enseignante GPT0,335
Écart entre enseignants0,275 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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