Kaggle赛题解析:Yale/UNC-CH 地球物理波形反演
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赛题名称:Yale/UNC-CH-GeophysicalWaveformInversion
赛题类型:地球物理、深度学习
赛题任务:通过地震波形数据估计地下属性
https ://www.kaggle.com/competitions/waveform-inversion
地球内部隐藏着丰富的资源(如石油、天然气、矿产等)和潜在的地质灾害(如地震、火山活动等)。为了更好地开发资源和预防灾害,科学家需要对地球内部结构进行精确的成像。这就好比医生通过超声波或CT扫描来观察人体内部结构一样,地球物理学家需要通过各种技术手段来“看透”地球表面,获取地下信息。
当地震波在地下传播时,其传播路径和波形会受到地下介质的物理属性(如速度、密度等)的影响。通过测量地震波到达地面的波形,并将其与理论模型进行对比,可以反推出地下介质的属性。
为了克服现有方法的局限性,这场比赛鼓励参赛者结合物理知识和机器学习技术,开发出更高效、更准确的全波形反演模型。具体目标包括:
提高计算效率:利用机器学习的快速计算能力,减少反演时间。
增强鲁棒性:通过物理约束,提高模型在噪声数据和弱信号条件下的稳定性。
减少数据依赖:降低对大量标注数据的需求,提高模型的泛化能力。
以所有列和行的平均绝对误差(MeanAbsoluteError,MAE)来评估提交结果。
数据集包含地震波形记录及其对应的地下速度图。速度图描述了地震波在不同地下介质中传播的速度。理解这些结构对于区域资源勘探和地下表征等应用至关重要。比赛页面上仅包含部分训练数据集,参赛团队被鼓励使用完整的OpenFWI数据集。
比赛涉及三个数据集家族:Vel、Fault和Style,每个家族都包含地震数据及其对应的速度图。
地震数据(data/.npy或seis_.npy):4维数组,形状为(batch_size,num_sources,time_steps,num_receivers),代表随时间记录的波形。
速度图(model/.npy或vel_.npy):3维数组,形状为(batch_size,height,width),代表地下速度分布。
开始日期:2025年4月8日
参赛截止日期:2025年6月23日,参赛者必须在此日期之前接受比赛规则才能参赛。
团队合并截止日期:2025年6月23日,这是参赛者可以加入或合并团队的最后一天。
最终提交截止日期:2025年6月30日