地震是人类面临的重大自然灾害,有效的地震预测是减轻地震灾害的重要保证。中国等一些地震多发国家相继开展了有计划的地震预测研究,50多年来国内外相关研究尽管取得了很大的进步,但地震预测仍然是尚未解决的世界性科学难题。其原因是因为地震孕育、发生的物理过程极其复杂,并且强震震源位于人类目前不可直接观测的地下深处,因此无法利用像数值天气预报那样的方法来进行地震预报。因此,基于地震活动性的统计学方法仍是目前地震预测研究中有效的手段。地震活动中,地震频度与震级之间的数量关系由Gutenberg-Richter关系式来定量表达,其中一个重要的参数是b值。前人的研究结果表明,b值不仅刻画了大、小震级地震数量之间的比例关系,其大小还与区域应力水平高低呈负相关;特别是b值在某些大地震之前（如:唐山地震,海城地震等）表现出明显的前兆异常特征,是地震预测中被广泛使用的一个重要参数。然而,2008年汶川Mw7.9级特大地震却没有发现地震之前b值有任何前兆异常现象。为此,本研究吸取前人b值计算的经验,改变b值的计算策略:将川西高原及四川盆地地区（包围汶川地震震中）,划分为多个半径为50km的圆形子区域,在每个子区域中计算汶川地震之前1998年至2008年b值随着时间的演化。结果发现只有包含汶川地震震中的子区域出现了 b值的前兆异常特征,而其他所有的子区域均未出现。尽管这是对汶川地震异常的回溯性检验,但可以利用这种b值时、空扫描的方法,用于今后其他大地震的预测研究之中。在此基础上,本研究还对2011年日本东北Mw9.0级地震进行了b值时空扫描计算,结果发现:相较于汶川地震,日本东北地震震前整体b值略低。在一些较大震级地震发生前都可观测到b值在时空上的低值异常,且伴随地震集群的发生。b值随时间的变化在震前8个月左右一直呈下降形态,直至主震发生。在对每一年的地震活动分布和b值在空间上的计算结果来看,地震群集发生的区域b值较低。Mw9.0级主震和最大前震发生的区域内b值降为十年内最低水平,进一步证实了低b值区域对应高应力状态且上覆板块强耦合的部分。因此这一b值的时空变化特征可以反映强震震前的应力变化情况,对强震预测和地震危险性评估提供重要参考。