🌍 2026 Spring Semester

地震學
學期回顧

從 AI 輔助學習到戶外震測實驗,從海灘球手繪到 Raspberry Pi 地震儀
完整紀錄 16 週的探索旅程

U11310015 曾柏凱 ─ University of Taipei

向下滾動探索
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AI 試錯討論截圖

📍 學期時間軸

點擊任一週卡片,展開詳細學習內容與照片

WEEK 1
2026 / 02 / 25

🤖 AI 輔助學習啟航

學習 Antigravity、NotebookLM、Gemini Gem,重新定義如何有效率地閱讀地震學課本。

🛠 Antigravity 🧠 NotebookLM
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WEEK 2
2026 / 03 / 04

🌊 彈性波基礎 & GitHub Pages 部署

P波、S波、地球內部波傳、GitHub Pages 網頁部署實作。

🌐 CH1 互動網頁 📖 彈性體
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WEEK 3
2026 / 03 / 11

🎤 張睿明博士演講 & 地震報告

不同頻率地震對不同樓層的影響、AI 交叉驗證能力訓練。

📄 演講心得 🎙 專家演講
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WEEK 4
2026 / 03 / 18

🌧 水保署 AI 災防 & 震測實驗準備

聆聽老師在水保署的 AI 災防演講,了解多 AI 組合的強大威力。

🤖 AI 災防 🏗 震測準備
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WEEK 5
2026 / 03 / 25

📡 SmartSolo 震測實驗實作

戶外佈設節點式地震儀、三分量資料分析、ObsPy 波形處理。

📸 實驗照片 📄 心得報告 🌐 HuggingFace
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WEEK 6
2026 / 04 / 01

🏛 國震中心參訪 (NCREE)

地震工程演講、振動台與反力牆實驗設施、隔震制震科技體驗。

📸 14 張照片 📄 參訪報告 🌐 HuggingFace
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WEEK 7
2026 / 04 / 08

📋 期中考說明

期中考範圍與格式說明,整理前半學期學習重點。

📝 考試
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WEEK 8
2026 / 04 / 15

📝 期中考與期中報告

驗收前半學期所學:彈性波、地球構造、震測實驗、國震中心。

📝 期中考
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WEEK 9
2026 / 04 / 22

💪 應力應變複習 & 宋冠毅老師演講

地震學課程複習、走向國際的經驗分享。

📄 演講心得 🎙 經驗分享
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WEEK 10
2026 / 04 / 29

🌍 地震學第三章互動式網頁

走時曲線、非均向性地球、地函地核組成、走時與波形剖面圖。

🌐 CH3 互動網頁 📸 走時圖
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WEEK 11
2026 / 05 / 06

🎓 報告第三章 & 學習設計技巧

報告地震學第三章網頁內容,並從同學的網頁學習設計技巧。

📊 報告 🎨 設計技巧
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WEEK 12
2026 / 05 / 13

🏖 海灘球判讀 & 震源機制球

學會看海灘球、手繪震源機制球、Google Colab 繪製驗證。

📸 手繪圖 📄 Kamchatka 報告 🌐 CH4 HuggingFace
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WEEK 13
2026 / 05 / 20

✍️ P波初動手繪震源機制解

從 P 檔讀取 azimuth、take-off angle、上下動,手繪測站投影到焦球。

📸 手繪海灘球 🌐 Focal Mechanism
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WEEK 14
2026 / 05 / 27

🤖 Raspberry Pi 地震儀實作

Raspberry Pi、UART、MPU6050 感測器、麵包板接線、IoT 地震觀測。

📸 實作截圖 🎮 IoT 地震儀 🤝 AI 除錯
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WEEK 15
2026 / 06 / 03

📄 Overleaf 學術報告製作

學習 LaTeX 與 Overleaf 製作專業的學術報告與簡報。

📝 LaTeX 📊 簡報
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WEEK 16
2026 / 06 / 10

🎉 期末報告 — 就是這個網頁!

整合所有學習成果,製作互動式期末回顧網頁。

🌐 本網頁 🎮 互動遊戲
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🎮 互動小遊戲

透過互動遊戲,測試你這學期學到了多少!

🧠

地震知識問答 Quiz

10 道選擇題,涵蓋 P 波 S 波、海灘球、彈性回跳、PSHA 等整學期重點知識。你能拿滿分嗎?

🏖️

震源機制球配對

給出斷層類型,選出正確的海灘球圖案。從逆斷層到走向滑移,看你是否真的學會了!

地震波速度排序

將 P 波、S 波、Love 波、Rayleigh 波按照在地球內部的傳播速度由快到慢排序!

🤝 與 AI 協作試錯修正

從「蜂鳴器太敏感」到「圖表判讀與濾波修正」:Raspberry Pi 地震儀不是一次完成,而是在反覆提問、檢查圖像與修正程式中逐步變準。

AI Debug Loop

我如何把 AI 變成地震儀實作的「除錯助教」?

在 Raspberry Pi + MPU6050 地震儀實作中,一開始只要輕微碰到桌面或感測器背景值漂移,系統就可能顯示有地震,蜂鳴器也太早開始叫。後來我把波形圖、STA/LTA 特徵函數、頻譜分析、滑動 RMS、PGA 與位移趨勢圖丟給 AI,一起判讀哪些訊號像真正震動、哪些其實只是低頻漂移或感測器偏移。

這個過程讓我學到:地震儀不是只要會讀取加速度就算完成,更重要的是要透過濾波、基線校正、事件門檻、頻率檢查與多圖交叉驗證,讓系統能分辨「真的震動」和「假觸發」。

01
觀察異常蜂鳴器太敏感,未明顯晃動卻被判定為地震。
02
上傳圖表詢問用波形、STA/LTA、主頻率、PGA 與位移圖請 AI 協助判讀。
03
找出程式盲點發現 dynamic_gal、低頻漂移與位移積分誤差造成 false trigger。
04
回到程式修正加入高通濾波、事件確認、STA/LTA 輔助與蜂鳴器延遲規則。
🚨

問題一:蜂鳴器太敏感

原本只要背景雜訊或桌面微振使 dynamic_gal 超過門檻,蜂鳴器就開始叫,導致「還沒晃就叫」。

📉

問題二:低頻漂移被誤判

圖上主頻率常落在 0.05~0.07 Hz,週期約 14~20 秒,比較像慢速漂移、趨勢線或積分誤差。

📊

問題三:STA/LTA 沒有參與決策

圖上的 STA/LTA 峰值約 1.7~1.9,但門檻設定約 3.5,代表目前事件其實不應被視為有效觸發。

🧭

問題四:位移不能直接當真

由加速度積分成位移時很容易累積漂移,所以位移圖只能作為趨勢展示,不能直接解讀為真實位移方向。

  • 只用 raw_total_gdynamic_gal 當觸發條件,容易把開機校正偏移、桌面震動、線材晃動當成地震。
  • 蜂鳴器放在正常監測迴圈內,只要背景值短暫超過 5 Gal 就會開始叫,不符合「事件成立後才警報」的邏輯。
  • 位移圖由加速度積分而來,但沒有充分去漂移,容易出現數十到數百 mm 的不合理位移。
原本風險邏輯:raw_total_g >= RAW_TRIGGER_G 或 dynamic_gal >= DYNAMIC_TRIGGER_GAL → 直接觸發
  • 若 STA/LTA 峰值低於門檻,代表能量突增不夠明顯,不應直接當成有效地震事件。
  • 若主頻率低到 0.05~0.07 Hz,多半是慢速漂移、姿態改變或積分趨勢,不像短時間快速震動。
  • PGA 數值可以代表震動強度,但必須先經過合理濾波與基線校正,否則很容易被雜訊放大。
判讀核心:波形是否同步突增?STA/LTA 是否達標?主頻是否落在合理震動頻帶?位移是否只是漂移?
  • 平常監測中蜂鳴器完全不叫;偵測值第一次超過門檻時,先確認,不立刻警報。
  • 連續超過門檻約 0.5 秒,且圖表特徵合理時,才判定為事件並推播 Discord。
  • 事件成立後,蜂鳴器依估算震度叫約 5 秒;5 秒後自動停止,但資料仍繼續收集。
  • 位移圖改成「去漂移展示版」,標題也改為三方向相對位移趨勢圖,避免誤解成精準位移量測。
新版警報邏輯:事件門檻 + 持續時間 + STA/LTA/頻率輔助 + 震度分級蜂鳴器

🔍 從圖像中發現問題,再回到程式修正

我和 AI 的討論重點不是「叫 AI 幫我寫完」,而是把每一張圖當成診斷證據:波形圖看有沒有突然震動,STA/LTA 看短期能量是否真的大幅超過背景,頻譜看主頻是不是合理,RMS 看能量是否集中,位移圖則檢查是否出現不合理漂移。

圖表/現象AI 協助判讀我採用的修正方向
未晃動卻顯示地震可能是 false trigger,不是真正地震訊號。提高事件成立條件,不能只靠瞬間 Gal 值。
主頻率 0.05~0.07 Hz頻率過低,比較像漂移或姿態慢變。加入高通濾波,主頻分析排除低頻漂移。
STA/LTA 約 1.7~1.9低於 3.5 門檻,不足以代表明顯事件。讓 STA/LTA 成為觸發輔助條件,而不只畫圖。
相對位移出現數百 mmMPU6050 積分位移容易累積誤差,不應當成真實位移。改成去漂移展示版,只呈現相對趨勢。
蜂鳴器一碰就叫警報規則太靠近背景監測層,缺少事件確認。事件成立後才蜂鳴,並依震度分配長短間隔。

🎓 這段 AI 協作讓我真正學到的能力

  • 會看三軸加速度波形,不再只看單一 PGA 數值。
  • 知道 STA/LTA 不只是圖,而可以成為事件觸發條件。
  • 理解頻譜圖可以抓出低頻漂移與真正震動的差異。
  • 知道 MPU6050 位移積分容易漂移,因此要謹慎解讀。
  • 學會把蜂鳴器規則分成監測、確認、事件、警報四個階段。
  • 學會把 AI 當成討論與除錯工具,而不是直接取代自己的判斷。

💭 學期心得

回望這 16 週,我學到了什麼?

這學期的地震學課程,對我來說並不是單純背誦 P 波、S 波、震央、震源或斷層名詞,而是一段從「如何學習地震學」逐步走向「如何像地震學研究者一樣思考」的過程。整個學期可以分成幾個重要面向:第一是 AI 輔助學習與資料整理能力,第二是地震波與地球內部構造的理論基礎,第三是野外震測與儀器操作的實作能力,第四是地震工程與防災應用,第五是震源機制解與地震事件分析,最後則是科學傳播、網頁製作與專業報告呈現能力。

5 月底操作 Raspberry Pi、MPU6050 感測器與麵包板,讓我第一次感覺到地震儀也可以從小型硬體開始設計。雖然它不能取代專業地震儀,但我開始理解地震觀測系統的基本架構:感測、記錄、分析、判斷、傳輸與警示。更重要的是,我透過與 AI 反覆討論圖表與程式邏輯,學會從假觸發、低頻漂移、STA/LTA 未達標、PGA 過度敏感等問題中一步一步修正,使地震儀成果更接近科學展示與教學用途。

整體來看,這學期我學到的不只是地震學知識,而是一套完整的科學學習流程:先用 AI 與數位工具有效率地理解教材,再透過網頁製作把知識視覺化;接著到戶外佈設地震儀,取得真實資料;再回到電腦進行波形、頻譜與訊號分析;之後把地震波理論連結到地球內部構造、地震工程防災與震源機制解;最後再用報告、簡報與互動式網頁把學習成果傳達給別人。這也是我這學期最大的收穫。