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。     

应用FIR滤波器消除天津数字地震记录中的干扰

数字地震记录中包含大量的干扰信号,影响数据质量,需要加以排除。针对天津数字地震记录中存在的干扰信号,介绍了FIR数字滤波器的原理与方法,并详细阐述了利用汉宁窗函数的带阻滤波器、高通滤波器滤除天津数字地震记录中的干扰,从而达到突出地震信号特征、消除干扰的目的。实践表明:这种方法设计简单、方便、实用性强、具有良好的效果。     

MatLab在成都地震台数字地震记录中的应用

成都地震基准台数字台网中记录到的小震级地震数据中有的包含较为严重的干扰,本文利用MatLab计算软件对数字地震记录进行频谱分析,设计FIR、IIR两种类型滤波器对这些干扰数据进行滤波,对两种不同类型的滤波器的应用结果进行对比分析。通过滤波器处理后干扰得到有效消除,数据质量得到显著提高,分析认为2~4 Hz的干扰信息是成都地震台地震记录质量不佳的重要原因,这对于今后的地震数据分析工作具有一定的参考价值。     

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.     

基于Matlab的最小相位滤波在处理影区地震中的初步研究

研究基于Matlab的最小相位滤波器在处理影区地震中的应用。使用共轭倒序法设计滤波器对合肥地震台记录的中国台湾影区地震进行滤波处理,有效抑制地动噪声干扰,突出地震信号特征,为地震分析提供较好的帮助。     

蚌埠地震台测震干扰分析及处理

对蚌埠地震台测震数据中的干扰信号进行分析,并对其进行滤波处理,结果表明,根据干扰源特性分别设计相应的滤波器,能够解决台站测震数据受到的干扰,达到了预期的效果。     

内蒙古中部地区形变主要干扰的时频响应特征分析

选取内蒙古中部地区定点形变观测中受降雨、大风、气压干扰以及地震波影响的典型数据,采用S变换,对该地区形变观测中4种主要干扰信号的时频响应特征进行分析与讨论。结果表明,降雨干扰信号主要集中在低频区域,其频率先增大后减小;大风干扰表现为高频干扰,时频域能量强度与观测曲线受风扰影响变化幅度成正比;气压干扰信号的优势频率分布在低频段内;地震波影响中VP垂直摆和JCZ地震计记录的地震波较为相似,但VP垂直摆记录的频段要小于JCZ地震计,VP垂直摆主要记录的是低频地震波。同时,4种干扰信号的时频域频率、能量强度随时间变化趋势与数据观测时域变化趋势相一致。     

基于匹配滤波的多次波压制方法研究

常规滤波方法对浅海多次波压制不能取得理想效果.通过改变模型表面边界条件，求解波动方程实现多情景地震数值模拟.利用自由边界条件模拟时获得含海平面强反射多次波地震记录，而利用吸收边界条件时得到理想条件下无多次波地震记录.对比分析多次波对有效地震信号的影响得到海平面强反射多次波改变了有效地震信号的振幅、频率和相位.利用归一化方法计算得到压制多次波滤波器算子，并作用于含海平面强反射多次波地震记录.叠加地震剖面对比分析表明，归一化滤波器算子较好的压制了地震记录中的多次波，提高地震资料分辨率.最后，根据多次波产生条件，给出了利用实际区域简化地质模型的地震数值模拟结果计算归一化滤波器算子的方法，从而利用该方法压制实际地震数据中多次波.     

前兆观测干扰信号频谱特征分析

地震前兆观测数据中干扰信号频繁出现,大大增加了地震前兆异常信息提取难度。本文选用基于傅里叶变换的功率谱、傅里叶谱以及基于希尔伯特-黄变换的边际谱方法,针对黑龙江地区数字化水位和竖直摆倾斜测项中的典型干扰信号进行分析,提取了水位高频干扰、周期干扰以及竖直摆倾斜的风扰、同震应变等常见干扰信号的频谱特征。通过对比3种频谱分析方法的差异性,发现功率谱法和傅里叶谱对提取干扰和噪声等平稳信号更加有效,而边际谱法对提取同震应变波等非平稳信号的效果更加显著。     

不同采样率数字石英水平摆记录资料对比

通过对采样率不同的两套数字石英水平摆倾斜仪观测曲线进行对比分析,结果显示：秒采样获得的倾斜记录的分钟值与分钟采样获得的倾斜记录的潮汐波一致。采用秒采样观测能够获得大量丰富的信息,在同震响应中,能清晰记录到P波、S波。秒采样提高了地震响应能力。     

基于频谱分析识别电磁波信号干扰与地震异常

处理北京地区2009-2012年5个高采样率数字CNEM08-Ⅰ型电扰动台站数据,通过频谱分析,研究数字电磁波正常本底信号,地铁、地电供电、电磁感应等于扰信号,以及地震异常信号的频谱特征.结果表明：在时间域,数字电磁波的持续型干扰信号与震前电磁波信号表现相似,为连续高值脉冲信号;而在频域,数字电磁波干扰信号往往影响频带较窄,优势频率能量突出,优势频率频带窄到近乎以谱线的形式出现,谱线具有离散性、谐波性、衰减性特征;而震前信号具有连续的较宽频带,衰减较慢.     

基于典型分解的地震勘探随机噪声模拟方法

随着矿产资源勘探的发展,地震勘探采集环境越来越复杂,接收到的反射地震记录中常常包含大量的干扰,从而造成野外地震资料信噪比低、面貌复杂、有效信息难以分辨,这对提取和利用地震记录中的有效信息造成了障碍。传统数值模拟的记录一般不具有包含各种成因的随机干扰噪声背景,虽然理论记录的处理效果都很好,但却很难处理实际低信噪比的地震资料。截至目前,地震勘探随机噪声模拟方法少有成形理论可以参考,对地震勘探随机噪声特性的认识存在一定的理想化和局限性。许多研究在进行噪声模拟时,添加的是在后续叠加处理时一般都能消除的白噪声,不能接近实际资料的处理。本文基于随机函数的典型分解理论,在用Marmousi模型记录的基础上,根据CMP道集的相干特性计算出可加性随机干扰,这种随机干扰因为与CMP道集记录具有类似的相干性而更接近实际地震资料的干扰背景。此方法可以指导地震勘探的野外观测系统的设计、地震数据的后期处理和解释。      

怀来地震台线应变观测中的干扰及消除方法

怀来地震台伸缩仪观测中存在一种干扰,此干扰起止时间、持续时间、干扰变化幅度每年基本相当.本文就引起此干扰的因素、干扰机理展开讨论与分析,并提出一种消除此干扰的方法,剔除怀来地震台伸缩仪数字化观测资料中的干扰后,发现与地震的对应关系较好,提高了地震观测资料分析的准确度.     

基于隐马尔可夫模型平滑估计的随机噪声压制方法

以地震勘探记录去噪为目标,本文提出了一种隐马尔可夫模型平滑估计方法.它是在基本隐马尔可夫模型滤波基础之上,运用信号检测环节将带噪信号段和无信号段加以区分,构建带噪地震记录的状态转移模型,在贝叶斯框架下,利用平滑密度函数进行状态估计,从而达到压制噪声的目的.数值模拟表明,无论对信噪比还是均方误差,隐马尔可夫模型平滑估计处理后的重构信号优于常规的维纳滤波所恢复信号.我们可以期待这种方法会成为实际地震记录噪声压制的有效手段.     

短周期与宽频带数字地震计记录波形相关分析

为了研究短周期与宽频带数字地震观测系统的一致性,分别对山东地震台网青岛、济南、荣成、五莲、烟台的5个同一摆墩上安装的两套观测系统记录的同一地震事件波形资料进行了相关性分析。先将宽频带记录通过等波纹带通滤波器进行频带为1~20 Hz的滤波处理,再将短周期记录进行过采样处理,实现与宽频带记录的采样率一致。分析表明,宽频带和短周期地震计记录近震、地方震和非天然近距离地震波形在形态上一致,地震波形的振幅和相位存在较好相似性,震中距越近地震波形振幅和相位的相似度越高,宽频带和短周期地震计得到速度震级间差别不大,一致性较好。     

OPTIMUM DIGITAL FILTERS FOR SIGNAL TO NOISE RATIO ENHANCEMENT*

One of the main objectives of seismic digital processing is the improvement of the signal-to-noise ratio in the recorded data. Wiener filters have been successfully applied in this capacity, but alternate filtering devices also merit our attention. Two such systems are the matched filter and the output energy filter. The former is better known to geophysicists as the crosscorrelation filter, and has seen widespread use for the processing of vibratory source data, while the latter is. much less familiar in seismic work. The matched filter is designed such that ideally the presence of a given signal is indicated by a single large deflection in the output. The output energy filter ideally reveals the presence of such a signal by producing a longer burst of energy in the time interval where the signal occurs. The received seismic trace is assumed to be an additive mixture of signal and noise. The shape of the signal must be known in order to design the matched filter, but only the autocorrelation function of this signal need be known to obtain the output energy filter. The derivation of these filters differs according to whether the noise is white or colored. In the former case the noise autocorrelation function consists of only a single spike at lag zero, while in the latter the shape of this noise autocorrelation function is arbitrary. We propose a novel version of the matched filter. Its memory function is given by the minimum-delay wavelet whose autocorrelation function is computed from selected gates of an actual seismic trace. For this reason explicit knowledge of the signal shape is not required for its design; nevertheless, its performance level is not much below that achievable with ordinary matched filters. We call this new filter the “mini-matched” filter. With digital computation in mind, the design criteria are formulated and optimized with time as a discrete variable. We illustrate the techniques with simple numerical examples, and discuss many of the interesting properties that these filters exhibit.     

多尺度形态学在地震去噪中的应用

In this paper, multi-scaled morphology is introduced into the digital processing domain for land seismic data. First, we describe the basic theory of multi-scaled morphology image decomposition of exploration seismic waves; second, we illustrate how to use multi-scaled morphology for seismic data processing using two real examples. The first example demonstrates suppressing the surface waves in pre-stack seismic records using multi-scaled morphology decomposition and reconstitution and the other example demonstrates filtering different interference waves on the seismic record. Multi-scaled morphology filtering separates signal from noise by the detailed differences of the wave shapes. The successful applications suggest that multi-scaled morphology has a promising application in seismic data processing.     

利用数字化速度记录仿真加速度时程与合成场地设计地震波

研究利用测震台网数字化宽频带速度型记录仿真加速度时程,并通过提取其相位信息和拟合场地设计反应谱(目标谱)的方法来获得场地设计地震波的有关技术途径与应用实例,所提供的具体算式采用便于编程和利用快速傅氏变换(FFT)技术进行计算的离散化傅氏正逆变换的复数表达式。有关研究结果可拓宽现有地震观测资料的使用价值,减少地面运动模拟中人造地震波与原始地震记录存在的差异,并可使所合成的设计地震波满足给定的目标谱,且能较好地反映其非平稳性特征,因此在地震工程中具有实际的应用价值。     

会昌地震台数字与模拟地震波形和震级的对比初探

通过会昌台数字与模拟地震记录到的多个地震事件进行对比分析，认为前者在记录带宽、获取更多的地震动物理量、记录波形能力及可操作性等方面具有显著的优势，数字观测完全可以取代模拟观测；对两种记录计算的地震震级进行了对比与统计分析，发现数字记录近震的震级比远震的偏差要大，远震震级可直接与全国地震目录接轨。     

The design and experimental use of the Mikhnevo 2D small aperture seismic array

The design of a 2D small aperture seismic array (SASA) installed in the central part of the East European Platform (in the area of the village of Mikhnevo, Moscow Oblast’) is discussed. Brief information is provided on the geologic structure of the upper section. The SASA configuration is described along with parameters of the seismological instrumentation used, and the digital seismic data acquisition system. Results are described from a study of the spectral content and the spatial correlation properties of short period microseismic noise and seismic signal coherence. Examples are provided of records of natural and manmade seismic events occurring at different epicentral distances. Experimental data are analyzed to show that this small aperture seismic array can be an effective tool to study low magnitude seismicity in the East European Platform and for solving several other problems arising in contemporary experimental seismology.