Bayesian inference applied to microseismic activity monitoring allows the accurate location of microseismic events from recorded seismograms and the estimation of the associated uncertainties. However, the forward modelling of these microseismic events, which is necessary to perform Bayesian source inversion, can be prohibitively expensive in terms of computational resources. A viable solution is to train a surrogate model based on machine learning techniques, to emulate the forward model and thus accelerate Bayesian inference. In this paper, we substantially enhance previous work, which considered only sources with isotropic moment tensors. We train a machine learning algorithm on the power spectrum of the recorded pressure wave and show that the trained emulator allows complete and fast event locations for $\textit{any}$ source mechanism. Moreover, we show that our approach is computationally inexpensive, as it can be run in less than 1 hour on a commercial laptop, while yielding accurate results using less than $10^4$ training seismograms. We additionally demonstrate how the trained emulators can be used to identify the source mechanism through the estimation of the Bayesian evidence. Finally, we demonstrate that our approach is robust to real noise as measured in field data. This work lays the foundations for efficient, accurate future joint determinations of event location and moment tensor, and associated uncertainties, which are ultimately key for accurately characterising human-induced and natural earthquakes, and for enhanced quantitative seismic hazard assessments.


翻译:用于微震活动监测的Bayesian推论适用于微震活动监测的Bayesian推论,可以准确定位记录地震图中的微震事件,并估计相关的不确定性。然而,这些微震事件是进行Bayesian源倒转所必需的,其前期模拟在计算资源方面成本极高。一个可行的解决办法是培训基于机器学习技术的代金模型,仿效前期模型,从而加速Bayesian推论。在本文件中,我们大大加强了先前的工作,只考虑有记录地震时数的源头。我们培训了记录压力波的电源频谱的机器学习算法,并表明经过培训的模拟器允许完整和快速的事件发生地点用于美元/特质/某价的反转源机制。此外,我们展示了我们的方法是计算成本低廉的,因为它可以在1小时内运行,同时用不到10瓦4美元的培训地震测算结果。我们进一步展示了经过训练的模拟模拟者如何通过对所记录的压力波段的电源机制来识别源机制,最终通过对Bays Strual Studio进行精确的测测测测定,我们测量的准确的准确度实地数据。

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