天然地震识别与震相自动拾取技术进展

震相拾取是地震数据处理过程中最基本的步骤之一。在传统的人工拾取技术不能满足庞大的地震数据处理需求的情况下,震相自动拾取技术从产生到发展至今经历了漫长的过程。本文回顾并总结了震相自动拾取技术的发展状况,重点介绍了长短时窗法、赤池准则法、模板匹配技术、基于自相关盲搜索的FAST法、S波偏振分析法、人工智能方法等,以及近年发展起来的多频率震相识别、全波形叠加、二次方自回归模型等方法,同时分析了每种方法的优势和局限性。

基于深度学习和台阵策略的震相自动拾取方法APP++及其在川滇地区的应用

在APP方法的基础上,使用U-net++模型,提出了进一步的改进算法APP++用于台阵下的震相到时自动拾取,测试结果显示,APP++模型在具有和APP相当的拾取能力的同时,还能够更好地避免误识别,且具有跨区域泛化能力;将该方法用于川滇地区的固定台网和流动台阵上,扫描了2014—2019年6年的连续数据,检测到了73291条地震,发现很好地符合G-R关系,完备震级在1/5~2级之间;地震的空间分布和该区域的断层有很好的一致性;由此计算得到的b值分布图也显示出和当地断层形态、应力状况很好的一致性,研究结果很好地展示了APP++方法的实用性。

地震检测与震相自动拾取研究

针对微震事件易受噪声干扰等特点,本文将STA/LTA方法和基于方差的AIC方法(varAIC)相结合,在震相到时初步拾取的基础上,使用台站的德洛内(Delaunay)三角剖分及台站间最大走时差约束来减少噪声干扰的影响.利用到时进行地震定位之后,根据台站预测到时,在设定的时间窗内对地震震相进行更精细的分析.特别是针对微震事件信噪比低的特点,设计了基于偏振分析的拾取函数,根据窗内STA/LTA方法和var-AIC方法的拾取结果自动选择合适的值作为震相到时.最后,对西昌流动地震台阵2013年304个单事件波形数据的分析处理和检验结果表明,本文方法较传统方法具有更高的地震事件检测能力和更高的震相拾取精度.

用于地震预警的P波震相到时自动拾取

P波震相的自动拾取可用于地震预警中地震事件判别和地震定位,是实现基于地震台网地震预警的首要条件.针对地震预警中P波震相拾取的特点,本文发展了一套基于长短时平均(STA/LTA)和池赤准则(AIC)算法的多步骤P波自动拾取技术,应用Delaunay三角剖分提出了一种非几何相关的干扰信号剔除方法,并应用福建省数字地震台网记录对方法进行了验证,目前方法已经用到了福建省地震预警试验系统中.

地震自动识别及震相自动拾取方法研究进展

微小地震事件的研究工作应用领域广泛,在诱发地震监测、地颤动低频地震监测、地震预警等研究中有举足轻重的地位.而微震事件的自动识别以及震相的自动拾取的研究则是后期微震数据处理工作的基础,包括地震定位、地震成像、震源机制反演等工作.本文就目前各类地震事件自动识别及震相拾取方法的原理起源与大致分类应用进行了阐述,重点介绍了三大类方法:第一类是基于振幅(能量)判据的长短时窗比、震源扫描叠加等事件识别以及震相拾取系列方法;第二类是基于波形互相关技术的事件识别方法;第三类是基于波形自相关的盲搜索技术.最后还列举了几类较为前沿的综合性方法及其应用分析,并与传统搜索和拾取方法进行了比对,认为各类单一传统方法各有利弊,不具有普适性,应就具体的研究领域进行综合应用.

基于优化参数的地震P、S波震相到时自动拾取及质量评估

准确拾取P、S波震相到时是深入开展地震波研究工作的基础,本文改进了自动拾取参数优化函数算法和质量评估方案,引入了拾取到时优化方案,使用基于参数优化的频带-带宽拾取算法、AICD拾取算法和峰度拾取算法对腾冲地区7个宽频带地震台站记录的地震资料开展了地震P、S波到时自动拾取,对拾取结果进行了优化和质量判定.结果表明:经参数优化、拾取优化后,采用3种方法自动拾取的P、S波到时与人工拾取到时的时差在0.1.s内的记录占比分别达到74.66%、70.98%.这些参数值均优于算法改进前的同类参数,证明了优化方法的可靠性.

余震自动识别技术研究进展

基于余震识别自动化对地震监测、灾后应急、确定发震构造、分析预报和科学研究的重要意义,总结和分析了余震自动识别技术的现状和未来发展。首先,总结单台震相到时自动拾取方法及其特征函数,包括单特征方法、互相关方法和机器学习方法。其次,分别总结基于震相走时的常规识别方法和基于特征函数的偏移叠加方法。最后,对余震识别技术的未来发展进行分析和展望,认为偏移叠加方法的性能改进将成为未来余震识别的重点发展方向,深度学习方法作为一种新技术,将在包括震相拾取和余震识别在内的地震数据处理领域发挥重要作用。

云南腾冲地区三维地震定位

本文利用中国数字测震台网和流动台站的地震资料,基于参数优化的AICD自动拾取算法和质量评估方案得到了高质量的震相到时,并在此基础上使用一维、三维定位方法对腾冲地区的799次地震事件进行了重新定位。定位结果显示:水平方向上,一维、三维重定位结果相差较小;深度方向上,三维定位的震源成丛分布比一维定位结果更加密集,地震主要位于地壳内低速层之上。分别利用一维、三维定位方法对典型地震、人工震源进行定位,结果表明,三维定位的精度明显优于一维定位,其在水平、深度方向上的平均绝对定位误差分别为0.7 km和1.3 km。