1 研究背景

图像信息方法（Pattern Informatics Method，简写为PI）是一种用于地震研究的统计物理方法，在地震的中长期预测研究中效果较好。该方法由Rundle等（2000a，2000b）基于复杂性物理提出，近年来在多个国家得到广泛应用。Zhang等（2017）利用PI方法，对青藏高原及周边地区强震活动（含南北地震带部分M_S≥7.0强震）进行回溯性研究，发现在7—10年的中长期尺度上，PI方法对强震活动具有较好的预测效果，并提出区域的选择可能会影响预测效能的设想。基于此，本工作围绕区域选取，对图像信息法在地震研究中的预测效能影响展开分析。

2 理论基础及研究内容

PI方法量化地震活动的时间变化，并寻找地震活动性显著偏离正常状态的地点，并视为未来一段时间具有发生强震的高概率地区，最后输出一张地震“热点”预测图。在此过程中，PI方法通过对研究区域进行归一化处理来寻找“异常”，因此区域选取不同理论上会导致计算结果的不同。

使用中国地震台网中心提供的1970年以来全国地震目录，针对南北地震带2016年1月31日—2022年1月31日M_S≥6.0地震进行回溯性预测研究，通过选取不同地理范围进行PI热点图计算，研究区域选取不同对图像信息法预测效能的影响。研究区划分见图 1。

3 研究结果

通过对不同区域的研究发现，相对于南北地震带中、北段，南北地震带南段地震活动强度更高。将南北地震带划分为6个不同的研究区（图 1），分析发现，若区域内地震活动性差异较小，则PI方法具有较高的预测效能，反之其预测性能会明显降低。其原因可能为，采用PI算法进行计算，在归一化过程中，地震活动强度低的地区异常被地震活动强度高的地区所掩盖。ROC检验结果见图 2。

4 结束语

PI方法作为统计学和地震学的交叉产物，在地震活动的中长期预测中有较好的效果。但由于方法定义中涉及到对所有网格的归一化计算，若研究范围内各区域地震活动强度差异较大，地震活动性较低区域出现的异常会被地震活动性较高区域所掩盖，导致预测性能降低。因此，未来通过PI方法研究地震活动情况、进行地震预报时，需考虑对地震活动性不同地区分别进行地震热点计算，以获得各地区相应的异常。本研究结论有助于利用PI方法对地震活动性复杂地区进行危险区划分。