HHT-EEMD用于IGS站高程时间序列分析

利用经验模态分解（EMD）和整体经验模态分解（EEMD）方法，将BJFS站2000~2015年高程时间序列进行分解，发现其不仅存在1 a、0.5 a、0.25 a、2个月、1个月以及长周期等周期项，还存在以往方法很难探测出来的近似2 a周期信号。与EMD分解结果对比，整体经验模态分解可以明显减弱模式混叠现象。对各分量进行Hilbert 变换（HHT），得到时间-频率-能量的Hilbert 频谱图。结果表明，年周期和2 a周期变化是高程运动的主要贡献项。利用小波变换方法对比验证EEMD的分解结果表明，与小波分析相比，EEMD重构信号与高程序列差异的RMS更小，证明了HHT-EEMD方法在数据资料分析过程中的有效性。对环境负载及GRACE负载造成的测站位移进行功率谱分析得出，环境负载确实会造成IGS站高程时间序列的1 a、0.5 a以及季节性运动，GRACE负载还验证了2 a信号的存在。     

龙门山前山断裂南段强震崩塌与1327年天全地震

具有强震孕育能力的龙门山前山断裂南段附近地区的强震事件仅有以史料记载的1327年天全地震和仪器记载的1970年大邑6.2级、2013年芦山7.0级地震，这些地震均引发大量的崩塌、滑坡。调查对比发现，沿龙门山断裂南段大川-双石断裂沿线的典型地段分布的历史地震崩塌范围和运移距离都大于芦山地震所触发的崩塌，崩塌的方量和粒径表现为南西往北东逐步减少、减小的趋势。崩塌调查、崩塌体埋藏物和表生地衣相对年代学测试结果、史料记载与震例对比和地震有感半径与震级经验公式计算综合表明，1327年天全地震引起的地面震动大于芦山地震，是天全县“大岩崩”地名和双石镇“晒经书”景观形成的主要原因，1327年天全地震的震中可能位于龙门山断裂南段大川-双石断裂附近的天全响水溪一带，震中烈度≥Ⅸ度，震级≥7.0。     

基于"山西2015速度模型"的定位方法对比研究

为了确定山西台网基于“山西2015速度模型”的相对固定的定位方法，选择2010~2016年最大空隙角小于45°、参与定位台站数大于40的103个地震事件，分别采用单纯形法、Hypo2000、Hyposat结合PTD等3种方法重新测定。结果显示，单纯形法和Hyposat结合PTD测定的残差以及网缘地震的震中距两方面均优于Hypo2000；在震源深度方面，Hyposat结合PTD的结果较为可信。综合分析认为，基于“山西2015速度模型”定位地震时，山西台网应固定使用Hyposat结合PTD的方法。     

基于EEMD分解的伸缩仪气压干扰分析及排除方法研究

通过对宽城台伸缩仪受气压干扰的典型事件进行研究,分析气压与观测数据之间的关系;通过对原始信号进行EEMD处理,分解出含有干扰信息的IMF分量并对其进行Hilbert变换,同时对不同频率的含噪IMF分量进行阈值降噪处理,并对信号进行重构。结果表明,该方法对气压干扰信号的降嗓具有较好的效果,对提高观测数据的质量具有一定作用。     

2022-06-01芦山MS6.1地震流动地震台网部署及余震序列监测

从台站选址、地震仪器设备选择及安装三方面介绍2022-06-01芦山M_S6.1地震临时地震台网的部署过程,初步分析流动台网背景噪声特征和余震序列。结果表明,台站部署完成后提高了震区现有台站密度,与固定台站联合组网,提高了地震定位的台站方位角覆盖和科学研究的空间分辨率。受人为噪声的影响,通常流动台站的噪声水平高于固定台站,平均噪声水平高于NHNM和NLNM均值,部分台站接近或高于NHNM值,高频噪声呈现与附近人为活动相关的日变化特征。受此影响,地震台网白天时段记录的地震数目明显少于夜晚时段,且小震事件数量明显减少;余震序列的双差定位结果显示,余震主要分布在小关子断裂北部,呈NE向分布,NE向约10 km, NW向约6 km;采用最大曲率法计算得到余震序列的最小完整性震级M_C=1.2,其中夜晚时段M_C=1.1,白天时段M_C升高至1.4,说明震区白天时段地震监测能力减弱。中强震后的余震序列随时间快速衰减,震后5 d内的余震数量约占整体余震的80%,特别是震后2 d内的余震最为发育。为更好地认识地震发展过程...     

分治法在GIS多边形快速合并算法中的应用及效率提升评价模型

分治法采用分解-解决-合并的问题处理模式,应用于多边形合并算法能规避结点累积效应,与经典的“滚雪球”处理模式相比能有效提升多边形合并算法的计算效率。本文以多边形合并算法为研究对象,首先通过分析基于Vatti算法实现的多边形合并算子的效率相对于多边形顶点数的变化特征,指出合并过程中的结点累积效应是“滚雪球”多边形合并模式的潜在性能瓶颈和隐患。考虑分治法的“分而治之”思想在解决多边形合并问题上的适用性以及在归并排序算法中表现出的高效率,提出分治法的多边形“树状”合并处理模式,实现了面向要素集合或者要素层的多边形快速合并算法,最后给出了面向多边形合并的算法效率提升评价模型。实验结果显示,当仅有400个多边形时,“滚雪球”模式的时间开销约是“树状”合并模式的26倍,当需要合并11 200个多边形时,前者的时间开销约是后者的926倍。因此,基于分治法的多边形树状合并策略是对多边形合并算法以及应用到多边形合并算法的高级空间分析算法进行优化的可行途径。     

利用全台网垂直摆倾斜仪数据检测日本MW9.0地震激发的低频自由振荡

首次利用全台网多台垂直摆倾斜仪观测数据检测地球自由振荡。2011年日本MW9.0大地震发生后，43台仪器记录到其所激发的自由振荡信号。谱分析结果显示,垂直摆倾斜仪检测到了低频段（1~5 mHz）地球自由振荡振型，并且在超低频部分（<1.5 mHz）仍然还有较高的信噪比。选取43个台站中观测质量较好的36个台站数据进行叠积以增强信号，可以探测到一些非常微弱的模态，最终得到频率高于4.7 mHz的所有零阶球型振荡0S3~0S38（其中7个振型的观测频率与理论值的偏差近似为0）和环型振荡0T3~0T28几乎所有振型，此外还检测到21个谐频振型。     

甘肃及附近地区断层形变异常特征的综合提取与震例总结

基于20世纪80年代以来的跨断层短水准资料，利用“点-线-面”相结合的研究方法，全面分析甘肃地区1990~2016年8次5.5级以上地震的震前应变背景、断层活动和短期形变异常的时空演化特征。结果显示，多个地震震前不同层面上出现如下典型的异常特征：1）地震往往发生在垂直形变累积率的高值区或差异显著的高梯度带上，震前出现有序的形变场分布；2）震前不同断裂带之间或断裂带的不同段之间常存在显著的运动差异，发震断裂震前中短期运动速率显著增强，造成区域运动的不均衡；3）随着强震的逼近，显著异常场地在空间分布上明显向近震区迁移和集中，或近震源区的一些跨断层场地异常强度逐渐增大。地震震前典型异常的时、空、强演化特征说明，断层运动失稳前，近震区附近断层活动、应力应变场均有一定程度的显现，地震发生前断层活动存在不同往常的失稳波动现象，应力出现向近震源区传递的特征。     

利用远震接收函数研究湖北地区地壳结构

利用2014~2015年湖北数字地震台网30个子台记录的远震波形资料，用频率域反褶积方法提取接收函数，由H-Kappa、CCP叠加方法反演得到各台站下方地壳厚度、泊松比及剖面AA′。结果表明：1）湖北地区地壳厚度总体趋势是西厚东薄，鄂西北、西南地区地壳厚度在45~55 km左右，鄂东地区地壳厚度在30~35 km左右；2）湖北地区泊松比值总体变化不大（0.23~0.27），说明这一地区岩石可能以中度组分为主；3）AA′剖面中出现“楼梯状”Moho面，结合相关文献分析，在武当山地区下方地壳的榴辉岩发生相变，使得相变后的下地壳密度改变而发生拆沉作用，因此鄂西地区地壳厚度发生陡变。     

利用二维经验模态分解提取川滇地区流动重力异常特征

首先介绍二维经验模态分解（BEMD）方法的基本原理及其关键技术，然后利用模型试验验证BEMD方法分解得到的各分量的实际地质含义，最后将该方法应用到川滇地区2015-09~2016-09流动重力差分动态变化异常多尺度分解中，并对提取的各尺度异常进行分析解释，各分量异常通过重构实现分场。结果表明，湮没在区域异常中的某频率范围内“弱异常”经过分离异常幅值相对增强，区域性异常变化特征更加明显。     

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基于2014年康定6.3级地震震后形变分析区域介质特征

以2014年康定6.3级地震震后InSAR形变资料为约束,采用三层粘弹性地震周期模型及遗传算法反演鲜水河断裂南东段的康定地震震区深部介质粘弹性层厚度及粘滞系数。最优拟合结果表明：1）该区域下地壳粘弹性层厚度为5 km,粘滞系数为9.9×10¹⁷ Pa·s,且断层两侧下地壳流变存在显著的横向不均一性。2）将断层两侧分别反演,显示断层南西盘下地壳粘滞系数（8.7×10¹⁷ Pa·s）略小于断层北东盘下地壳粘滞系数（1.2×10¹⁸ Pa·s）。     

青海门源6.4级地震兰新高铁沿线强震数据分析

基于2016-01-21青海门源6.4级地震,通过分析高铁沿线台站强震数据的峰值加速度、峰值速度和仪器烈度值表明,将实时仪器烈度值作为高铁地震监控系统的报警参数受场地条件影响较小。利用沿线台站近高铁和远高铁监测点的谱比值来解释局部复杂场地条件对峰值加速度的影响,通过比较台站计算与设计的反应谱来预测高铁地震台站附近的桥梁震害情况。     

利用EOF分析方法研究康定MS6.3地震前后重力时空分布异常特征

对康定MS6.3地震前后的流动重力观测数据采用正交经验函数(EOF)分析方法进行处理,分析主要模式与资料时段的MS5.0以上地震震中位置的关系,探讨主要模式代表的物理含义。结果表明,川滇地区7期累积重力观测资料中大于200 μGal的数据是偶然误差的概率大于95%。第二模式规格向量和累积重力变化均具有相似的分区特征,2013~2014年6次MS6.0以上地震和第二模式规格向量正负转换带有超过83.3%的对应率,具备重力长期变化模式。第一模式地震前后规格值序列明显的同震信号、空间相似的4象限分布以及2014年4次MS6.0以上地震和第二模式规格向量正负转换带100%的对应率表明,该模式代表重力短期变化模式。康定MS6.3地震前第一模式包含4象限特点,震中位置规格值不断增大,且地震前后变化从负转为正。     

重力仪与地震计记录的地震波信号频谱特征比较——以芦山7.0地震为例

以芦山MS7.0地震的地震波记录为例,比较分析我国12个地震台的同址gPhone重力仪与CTS-1地震计记录的地震波信号的频谱特征。观测结果表明,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波波形基本一致,只在幅度上稍有区别。P波的频谱分析结果表明,震中距较小时gPhone重力仪会遗失一些高频信号,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波优势频带均为0~0.3 Hz。     

北京防震历史经验与汶川地震灾后城镇选址重建

5.12汶川8.0级地震使灾区蒙受了巨大的生命和财产损失,地震造成的灾害与灾区地质构造有极强的空间相关性。灾区地震历史的分析结果表明,该区域地震格局有明显的时空特征,重灾区灾后重建城镇选址宜多学科联合谨慎规划。康熙18年(1679年)的北京平谷-三河8.0级地震与5.12汶川地震惨烈程度相近,北京地质构造研究与地震时空格局分析具有重大的现实意义,北京城市发展中的防震规划历史经验值得5.12地震灾区在重建与今后发展中借鉴。     

基于小波特征和神经网络的天然地震与人工爆破自动识别

采用福建地区天然地震和人工爆破事件波形记录，通过一维离散小波变换（DWT）及4层小波包变换（WPT）对信号进行分解，提取出用于识别的4种波形小波特征：小波能量比特征、小波包能量比特征、小波包香农熵特征及小波包对数能量熵，此外还提取出P/S震相振幅比；采用BP神经网络对4种小波特征及分别加入P/S震相振幅比的组合特征进行识别效果检验，结果表明，单小波判据小波能量比特征识别效果好；双判据组合P/S震相振幅比和小波包对数能量熵的组合识别效果最好，可考虑作为实际天然地震与人工爆破在线自动识别系统的识别判据。     

九寨沟MS7.0地震强地震动模拟及参数敏感性分析

对2017年九寨沟M_S7.0地震进行强地面运动模拟,应用复合震源模型建立特定圆形子震分布的断层破裂运动学模型,对地震矩、应力降、破裂速度、子断层尺寸和震源深度等参数进行敏感性分析,得到一组合理的震源参数,然后基于复合震源模型计算得到该地区地震动,最后与观测的峰值加速度(PGA)、反应谱和PGA的空间分布特征进行对比。结果表明,该模型整体上可以再现各台站地震动强度特征,验证了复合震源模型计算强地面运动的有效性,同时敏感性规律也为复合震源模型计算缺乏强震记录区域的地震动参数的变化区间提供了依据。     

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