近震S波震相实时自动识别方法研究

提出了一种用于地震早期预警的S波震相实时自动识别方法. 该方法不对原始信号进行任何滤波处理, 直接对三分向记录进行计算分析. 首先根据P波前0.5 s数据的卓越频率计算适用于该三分向记录的窗长, 采用由偏斜角和水平能量与总能量比值的平方积作为确定S波识别区间的特征函数, 将特征函数已有数据的5倍均值和5倍方差之和作为识别区间的触发阈值; 然后采用VAR-AIC方法对两个水平分向识别区间的数据分别计算分析, 对两个识别结果进行判断, 最终确定S波初动时刻. 经过对118个三分向记录的实际应用验证, 通过自动识别结果与人机交互震相识别结果相比, 本文方法对于S波相对P波尾波信噪比大于5 dB的地震记录, 其识别误差小于0.1 s的概率高达89.39%.      

辽宁数字地震台网地震参数自动处理系统的研制

通过对数字地震观测台网记录的地震．P波和S波震相的振幅、周期、偏振等多种特征进行分析，利用这些特征进行地震震相自动识别，在此基础上进行自动定位。本文主要介绍了地震事件的自动判别、地震震相自动识别、地震的自动定位三个方面的内容。     

基于小波包和峰度赤池信息量准则的P波震相自动识别方法

基于小波包变换和峰度赤池信息量准则(AIC), 提出了一种新的自动识别P波震相的综合方法, 即小波包-峰度AIC方法． 首先对由加权长短时窗平均比(STA/LTA)法粗略确定的P波到时前后3 s的记录进行小波包三尺度的分解与重构, 分别计算每个尺度重构信号的峰度AIC曲线并将其叠加, 叠加曲线的最小值则为P波震相到时; 然后对原始地震记录进行有限冲激响应自适应滤波以提高信噪比和识别精度; 最后将小波包-峰度AIC方法应用到合成理论地震图及实际地震记录的P波初至自动识别中. 结果表明: 初至清晰度对识别精度的影响比信噪比对其影响更大; 与单独使用加权STA/LTA方法和峰度AIC法相比, 小波包-峰度AIC法具有更强的抗噪能力, 识别精度更高; 当初至清晰时, 小波包-峰度AIC法自动识别与人工识别的P波到时平均绝对差值为(0.077±0.075) s．      

基于振幅和瞬时频率的震相自动识别方法

为了充分反映地震信号振幅增大和频率改变的特征,发展了一种以振幅和瞬时频率比乘积为特征参量的震相自动识别方法。谐波信号和有限实际地震记录的应用表明,本方法具有较高的识别精度。     

于多道包络能量叠加的微地震事件自动识别方法

地面监测的微地震数据主要包含两个部分:人工形成的射孔数据和压力诱发的微地震数据.从微地震监测理论出发,微地震事件准确识别直接影响微地震信号初至拾取的精度.针对常规微地震信号初至拾取方法存在漏检及误检的弊端,提出了多道包络能量叠加技术的微地震事件自动识别方法.针对存在射孔数据的情况,详细论述了多道包络能量叠加技术的微地震事件自动识别方法的过程,采用模拟数据证明了基于射孔信号的微地震事件自动识别方法的可靠性.其次,采用一系列微地震正演模拟数据进行大量实验,验证基于多道包络能量叠加技术的微地震事件自动识别方法的可靠性.最后,通过实际微震压裂数据验证了新方法的可行性与正确性.     

一种改进的STA/LTA震相自动识别方法

震相自动识别是地震速报和地震预警中的重要工作之一.针对震相自动识别中最常使用的方法STA/LTA算法,提出了一种能反映地震信号振幅和频率变化特征的新的特征函数CF(i)=Y(i)2-Y(i-1)Y(i 1)(其中CF(i)为i时刻的特征函数,Y(i)为i时刻的地震信号振幅).谐波信号和有限的实际地震记录的应用表明,本方法具有较高的识别精度.     

峰度和AIC方法在区域地震事件和直达P波初动自动识别方面的应用

提出了一种基于直达P波信号的峰度和Kurtosis-AIC方法进行区域地震事件实时检测和直达P波初动精细识别的新方法,并应用于山东地震台网记录的地震波资料处理.结果表明:(1)应用峰度方法能够有效识别出地震事件,可有效减低地震事件的错误报警率和漏报率;(2)与人工识别震相到时的结果相比,根据Kurtosis-AIC震相自动识别方法得到的震相到时的平均绝对值误差为(0.09±0.08)s。     

爆破与地震的拐角频率比较

应用辽宁地震台网记录的爆破与地震数字资料,采用小波计算方法,对该区域记录的爆破与地震计算S波拐角频率,将计算结果与前期采用PITSA软件得到的结果进行比较,试图获得爆破与地震识别的定量指标。     

云计算环境下震前震源异常次声波自动识别方法

云计算下采用三点阵次声源定位方法,在自动识别震前震源次声波过程中不能自动筛选识别大量的异常次声波数据,导致震前监测准确度不高且效率低下。因此提出一种云计算环境下震前震源异常次声波自动识别方法,构建JNS异常次声波数据采集筛查模组,全天候实时扫描访问端口,快速反馈异常次声波数据,采用NDS异常次声波数据序列异常检测算法快速识别错误序阵,准确回查、定位和锁定异常次声波数据;利用震前震源异常次声波自动识别方法分类识别异常次声波信号,判断该信号是否是地震可疑信号。实验结果表明,所提方法可有效自动识别震前震源异常次声波信号类型,信号分类准确率最大值达到99.99%;多次识别耗时最大均值仅为1.3min,具有准确率高和效率快的优势。     

地震与核爆识别的小波包分量比方法

频谱分析法在核爆与地震识别中具有广泛的应用．但是频谱分析方法是稳态方法,即使采用Gabor变换,也因时-频窗口形状不变而分辨串较低．为提高时-频分辨率,本文将小波变换理论用于乌鲁木齐台记录的地震与核爆事件的分析,并提出了识别核爆和天然地震的小波包分量比判据．通过对加拿大黄刀地震台记录的印度地下核爆的分析,进一步验证了小波包分量比判据对核爆和地震的识别具有较高的识别效率．结果表明：对于地震信号,其小波包分量比U03/U1一般都大于1.0,而对于核爆信号,比值U03／U13一般都小于1.0.     

Study on the method for comprehensive discrimination of small earthquakes

IntroductionThe present-day digital seismic observation technique provides us a large amount of accurate seismic records of high-precision, wide-band, and large dynamic range and conditions for higher-solution and higher-speed discrimination of earthquakes. But the problem we face is how to use the modern theory and method for digital signal processing in fast and precise extraction of the characteristic parameters from the large amount of digital seismic records. A basis or the important prob…     

Interactive DIMAS program for processing seismic signals

The DIMAS program is designed for detailed processing and visual analysis of digital seismic signals from digital seismic stations. It is specially designed for users whose task is to quickly determine the parameters of an earthquake from one or a group of seismic stations in the system of seismic monitoring and tsunami warning services. The program allows for a variety of operations with seismic signals in the temporal and spectral ranges. It has a simple and functional user interface.     

地震波波谱分析与谱震级计算

为了分析和研究数字地震波信号的频谱分布特征,开发了地震波信号频谱分析软件(CALM P),并对辽宁岫岩地震和山西台网记录到的2001年至2003年的地震进行了分析处理,以期发现数字地震波信号的频谱分布规律。     

MATLAB消除腾冲台数字地震记录中干扰波的应用

数字化地震记录资料中包含了大量的干扰信号,影响资料分析处理,有时还造成波形不完整或严重变形,很难进行深入的分析。利用MATLAB设计数字滤波器对不同记录中的干扰波进行滤波,达到消除干扰的目的。实例表明,此方法具有良好的效果。     

MATLAB软件在鹤岗地震台地震观测记录中的应用

随着数字化地震计的应用和发展,数字观测资料中不仅记录了宽频带地震信息,也包含了大量的干扰信号。在实际工作中,对地震信息的分析处理影响很大,有时还会造成地震波形记录不完整或地震信号淹没在干扰信号中,很难再进行深入的分析和应用。因此,利用MATLAB软件设计IIR数字滤波器对不同记录中的干扰波进行滤波器设计,达到消除干扰波的目的。实例表明,此方法在台站应用效果良好。     

高铁震源地震信号的稀疏化建模

我国每天有数千趟高铁列车运行在两万多公里的高铁线路上,不但会引起高铁路基的振动,还会激发出地震波.地震检波器所接收到的数据中不仅包含窄带分立谱特性的高铁震源地震信号,还包含宽频带特性的背景信号.如何实现从检波器所接收到的高铁震源地震数据中分离出高铁震源地震信号和宽频带背景信号是准确利用该类信号的关键.考虑到高铁震源地震信号与宽频带信号在频率域明显的形态特征差异,本文首次将形态成分分析这种信号分离手段引入到高铁震源地震信号处理中,实现高铁震源地震信号的稀疏化建模并进而实现从接收数据中分离出高铁震源地震信号以及宽频带背景信号.对北京大学在中国南方某高铁沿线采集到的大量高铁震源地震数据进行处理,结果表明:采用形态成分分析并结合分块坐标松弛算法,能够实现实际采集高铁震源地震数据中的高铁震源地震信号和宽频带信号的分离.     

基于小波变换方法的爆破、塌陷和地震信号分析

采用Matlab的小波变换方法,对山西省数字化台网记录的爆破、塌陷与地震信号进行了6层多尺度分解,通过比较、分析,得出爆破、塌陷与地震信号在各层分解后存在一定的差异,该研究为识别非天然地震中的爆破、塌陷提供了有效的方法。     

2015年阿拉善左旗5.8级地震前低频异常分析

针对2015年4月15日鄂尔多斯块体西北缘阿拉善左旗5.8级地震,利用内蒙古地震台网数字波形资料,采用快速傅里叶变换,分析2015年1月1日至4月15日震前频谱特征,意在判断震前是否存在低频异常信号。结果显示：①在5.8级地震前,东升庙、石嘴山及乌海地震台的地震波形低频信号存在相同现象;②低频信号在震前10天开始出现,并间断持续至发震;③低频信号出现的时间不连续,且持续时间间隔逐步缩短。     

Seismic interferometry experiment in a shallow cased borehole using a seismic vibrator source‡

We present the results of a seismic interferometry experiment in a shallow cased borehole. The experiment is an initial study for subsequent borehole seismic surveys in an instrumented well site, where we plan to test other surface/borehole seismic techniques. The purpose of this application is to improve the knowledge of the reflectivity sequence and to verify the potential of the seismic interferometry approach to retrieve high‐frequency signals in the single well geometry, overcoming the loss and attenuation effects introduced by the overburden. We used a walkaway vertical seismic profile (VSP) geometry with a seismic vibrator to generate polarized vertical and horizontal components along a surface seismic line and an array of 3C geophones cemented outside the casing. The recorded traces are processed to obtain virtual sources in the borehole and to simulate single‐well gathers with a variable source‐receiver offset in the vertical array. We compare the results obtained by processing the field data with synthetic signals calculated by numerical simulation and analyse the signal bandwidth and amplitude versus offset to evaluate near‐field effects in the virtual signals. The application provides direct and reflected signals with improved bandwidth after vibrator signal deconvolution. Clear reflections are detected in the virtual seismic sections in agreement with the geology and other surface and borehole seismic data recorded with conventional seismic exploration techniques.     

用多通道AD分级采集扩展地震数据采集器的动态范围

地震数据采集是地震信号数字化必不可少的环节,动态范围是其一个重要的性能指标.实际地震信号的动态范围在160dB以上,而目前普遍使用的24位地震数据采集器动态范围相对较小且在50 Hz采样率时最大只达到135dB,致使24位地震数据采集器在实际使用中对小信号分辨率不够,不能有效提取地震信息;在大地震时又容易使数据采集器出现饱和限幅失真的现象而失去地震监测记录功能.本文针对在地震监测和地震研究中需要具有高分辨率和高动态范围的地震数据采集器这个亟待解决的问题,提出一种采用多通道AD转换器并行分级采集的方法,讨论了通道间失配及其标定.对研制实验样机的测试表明,其动态范围在50Hz采样时可以达到157dB以上,线性度优于0.005%.