小波变换在前兆观测资料分析中的应用

由于数字化前兆具有高精度特点，因此，如何分离数字化前兆中的高频与低频信息，以及如何识别地震前兆的趋势异常与短期异常，是数字化前兆资料分析应用中的一个重要问题。本文给出了小波变换应用于正常的数字化前兆资料高频与低频信息的分离方法，并实际应用于地震前兆观测资料的处理，结合实例给出了地震前兆的趋势异常与短期异常的识别思路，从而为数字化前兆的趋势异常与短期异常的识别提供了一种新的有效方法。     

青海东部流体异常在中强震前的特征分析

利用海东地区的流体观测资料分析了在强震前的异常特征,同时探讨了数字化观测资料的典型震例。通过分析研究表明,青海东部地区的流体在地震前趋势性异常不显著,短期异常特征较为明显,数字化流体观测资料在震前存在明显的短期异常过程,其中乐都气氡、平安表层水温、乐都表层水温短期异常明显,民和、循化水氡存在破年变或高值波动的中短期异常。     

小波分析在前郭水化观测资料处理中的应用

本文从小波变换原理入手,选取正交小波（Daubechies小波）对前郭井近10年水化观测资料进行分析,结果表明小波分析可以很好的抑制数据的干扰,将原始信息中高频信息和低频信息分辨出来。运用小波变换对观测资料进行处理后,映震效果明显优于原始资料,一些趋势变化和短临变化更直观,异常信息更加丰富,更有利于利用前兆数据进行地震预测。     

基于Daubechies小波分析的南京数字化钻孔形变震前变化特征研究

应用小波分析理论及其时频分析方法,阐述了高低频信息的识别和小波基的选取,并对南京地区2006—2012年数字化应变观测整点值资料进行了小波多分辨率分析。结果表明,六合台体应变小波分解7—9阶是频率最低的部分,异常信号的周期在24—30天左右,持续时间在1—2个月之间,具有明显的短期、临震异常特征;江宁台四分量应变的整点观测值的第9阶小波分解表明,在发生2次地震前,四分量中至少有3个方向的分量出现了明显的异常情况,这种异常周期通常在20—30天左右,其与高淳台的异常周期时间相当,它可能是地震的前兆信号。     

Application of the continuous wavelet transform on seismic data for mapping of channel deposits and gas detection at the CO2SINK site, Ketzin, Germany

Conventional seismic data are band limited and therefore, provide limited geological information. Every method that can push the limits is desirable for seismic data analysis. Recently, time‐frequency decomposition methods are being used to quickly extract geological information from seismic data and, especially, for revealing frequency‐dependent amplitude anomalies. Higher frequency resolution at lower frequencies and higher temporal resolution at higher frequencies are the objectives for different time‐frequency decomposition methods. Continuous wavelet transform techniques, which are the same as narrow‐band spectral analysis methods, provide frequency spectra with high temporal resolution without the windowing process associated with other techniques. Therefore, this technique can be used for analysing geological information associated with low and high frequencies that normally cannot be observed in conventional seismic data. In particular, the continuous wavelet transform is being used to detect thin sand bodies and also as a direct hydrocarbon indicator. This paper presents an application of the continuous wavelet transform method for the mapping of potential channel deposits, as well as remnant natural gas detection by mapping low‐frequency anomalies associated with the gas. The study was carried out at the experimental CO₂ storage site at Ketzin, Germany (CO₂SINK). Given that reservoir heterogeneity and faulting will have significant impact on the movement and storage of the injected CO₂, our results are encouraging for monitoring the migration of CO₂ at the site. Our study confirms the efficiency of the continuous wavelet transform decomposition method for the detection of frequency‐dependent anomalies that may be due to gas migration during and after the injection phase and in this way, it can be used for real‐time monitoring of the injected CO₂ from both surface and borehole seismics.     

重力异常分离的小波域优化位变滤波方法

在重力异常分离中,频率域滤波分离方法是以全局数据频谱特征设计针对性的滤波器实现的.滤波器参数与空间位置无关,因此无法针对局部数据频谱特征动态调整滤波器参数.针对该局限性,在小波域滤波理论和优化滤波方法的基础上,本文研究提出了小波域优化位变滤波法,该方法具有空间变化滤波能力,在不同空间位置实现不同的滤波器特性,从而能实现局部数据频谱与全局数据频谱存在较大差异的重力异常分离问题.理论模型数据分离实验结果表明,在局部数据频谱与全局数据频谱差异较大的情况下,该方法相对于Butterworth滤波和优化滤波等方法具有优势.最后,用一个实例进行检验计算,体现了所提方法技术的效果和应用前景.     

共和7.0级地震前地下流体前兆的动态演化特征

使用４０个地下流体观测点的资料,对１９９０年４月２６日青海省共和ＭＳ７．０地震的前兆动态特征进行了系统研究．结果表明：（１）地震带内观测点的水氡趋势异常及水化、水位群体异常及频次异常与断层平均形变速率呈同步变化．地下流体群体异常频次的累加值曲线在地震前表现为指数加速变化图形．（２）震源外围２４０ｋｍ范围内的水氡中短期趋势上升异常,表现为由震源逐渐向外围扩散的特点．在短临阶段各测点水氡的异常变化基本同步．（３）流体短临前兆出现明显的起伏加剧和层次现象,突出的表现是流量、断层气日变化在临震阶段出现３次加剧,且异常幅度一次高于一次     

小波分析在库尔勒地震台气氡资料处理中的应用

选取库尔勒台2008～2010年气氡观测资料,利用尺度为4的db4小波对其进行处理,并分别对其低频和高频短期异常进行研究。结果表明,该方法对不同频率的信息识别功能较强,有助于将数据的趋势变化和局部变化分离,能够有效地识别与消除干扰因素,提取短期异常,是地震前兆数据处理的一种有效方法。结合震例研究表明,台站周围200km范围内4级地震发生前3～5个月气氡出现异常。     

华东地区地震前兆短期异常研究

通过对华东地区1970年以来发生的14次5级以上地震的研究表明:无论以异常开始时间判断的异常还是以异常结束时间(或转折时间)判断的异常,其空间分布与震前地震活动的空间分布存在一定关系,并且前兆异常存在不同特征的三阶段性。以前兆的开始时间作为判断标准,异常频次反映出地震孕育的中期阶段信息。以异常的转折(或结束)时间作为异常判断标准,其异常频度具有短期信息。从而提出了异常转折率TAR,研究表明,强震前TAR超过均值的高值异常具有短期信息。通过理论分析后,提出了华东地区中期向短期过渡的综合判断方法。     

共和7.0级地震前地下流体前兆的动态演化特征

使用40个地下流体观测点的资料,对1990年4月26日青海省共和M_S7.0地震的前兆动态特征进行了系统研究.结果表明:(1)地震带内观测点的水氡趋势异常及水化、水位群体异常及频次异常与断层平均形变速率呈同步变化.地下流体群体异常频次的累加值曲线在地震前表现为指数加速变化图形.(2)震源外围240km范围内的水氡中短期趋势上升异常,表现为由震源逐渐向外围扩散的特点.在短临阶段各测点水氡的异常变化基本同步.(3)流体短临前兆出现明显的起伏加剧和层次现象,突出的表现是流量、断层气日变化在临震阶段出现3次加剧,且异常幅度一次高于一次.     

利用小波变换方法识别山西形变异常信息

文章主要根据小波变换方法在不同尺度时细节的变化特征,通过一些震例对山西数字形变资料进行分析研究,发现,经过小波变换处理后的数据在细节部分达到第5层、第6层时,震前资料会显示出比较同步的长周期信号,这为识别和提取数字洞体形变资料中的趋势异常和短期异常提供了新的探索思路和方法。     

在频率域基于小波变换和Hilbert解析包络的CSEM噪声评价

传统CSEM一般只提取主频信号,或以谐波与主频的振幅比为依据提取部分低阶谐波信号,但缺乏判断标准,实际操作中存在很大的不确定性.本文基于小波变换和希尔伯特解析包络提出一种新的CSEM信号噪声评价方法,首先在时间域中基于混合基快速傅里叶变换获得原始信号准确功率谱;其次在频率域中根据CSEM频率位置相邻频率幅值进行频谱预处理,基于离散小波变换将预处理后的频谱分成低频部分和高频部分,基于希尔伯特变换识别高频部分的上包络线,并与低频部分重构得到频谱的整体上包络线;最后根据包络线与对应CSEM频率振幅的比值估计噪声的影响幅度,根据阈值筛选出高信噪比的主频和谐波信号.本方法不需增加野外工作量即可提取大量的频率信号,特别是高阶谐波信号,实现频率加密,提高CSEM的纵向分辨能力和能源利用率.     

川滇地区地下流体中短期前兆识别和区域性特征

系统分析了川滇地区地下流体中短期异常特征,给出有效识别这些前兆的方法,并用R值评分进行了效能评价。应用“九五”攻关对地下流体前兆的信息特征的研究结果,分析了川滇地区前兆的信息在时间上的阶段性、加速性及空间分布上的群体性和配套性特征,对四川和云南地区前兆的共性和差异性进行了分析,进而给出适合川滇地区的三要素预报指标体系。     

2020年1月16日新疆库车5.6级地震总结

系统梳理了2020年1月16日新疆库车5.6级地震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下：①地震活动：震前存在地震平静、地震高频、带状分布、地震窗等中短期异常;②地球物理观测：震中350 km范围内均为形变异常,分别体现在固体潮、地倾斜、钻孔应变测项;③综合方法主要识别出年尺度异常。对库车5.6级地震序列进行分析,可知主震震源机制为走滑型破裂,余震不丰富,序列衰减不明显,序列发展过程中地震活动起伏变化明显。综合分析认为,此次地震前地震活动中短期异常较为突出,地球物理观测异常相对较少,发震前2年异常数量出现先增加后减少的现象,对地震的发震时间具有一定指示意义。     

张北6.2级地震的水化前兆异常分析及有关问题讨论

张北地震前、在中期阶段,多井水氡出现负异常变化;短期阶段出现区域水氡差分异常的月频次增加;短临阶段则出现怀来４井水汞的多次突跳。大同地震前多井出现水氡的趋势性正常,是张北地震水化前兆最显著的不同之处。本文分析了张北地震水化方法预报失误的原因。讨论认为,水氡负异常做为中期前兆的信度较低;为提高水化预报地震的效能,必须与其它前兆手段相结合。     

洞体形变短临异常HHT时频分析

利用HHT方法,对河津M_L 5.2地震前30天临汾盆地数字化洞体形变观测资料进行分析,计算不同观测手段、不同测向的瞬时振幅、时频谱及边际谱参数。结果表明,震前约14天,在水平摆和垂直摆边际谱上同步出现低频扰动波,且水平摆NS向时频谱伴随频带较宽的高频成分;震前2天侯马水管倾斜仪EW向瞬时振幅出现连续高值异常,时频谱表现为高频成分增多。分析认为,洞体形变观测数据的时频谱变化,可能显示了各阶段震源体激发的不同频段信息。     

用小波变换方法提取地下流体观测异常信息

首先对小波分析方法作了简单介绍,然后运用该方法,对1992～2002年上海地区9口水氡观测井的资料进行了6阶小波变换,提取的地震异常信息与实际地震有较好的对应关系;对1983年山东荷泽5.9级地震和1998河南清丰4.0级地震前聊古1井的氡观测资料进行了小波分析,发现1～6阶小波系数均出现异常;对1999年山东苍山5.2级地震前枣庄十里泉井的水汞观测资料进行了小波分析,发现1～6阶小波系数也出现异常.因此,运用小波分析方法可以有效地提取地震前兆异常信息.     

基于布格重力异常研究运城盆地的构造特征

利用运城及周边地区的布格重力资料,对布格重力数据进行小波分解得到不同阶次的重力异常信息。依据各个阶次的小波变换结果并结合该区域的地质构造环境,对小波变换细节图中存在的特征较为明显的布格重力异常带进行深入分析,对异常所揭示的构造现象在地壳不同深度的分布特性等进行分析研究。结果表明:小波变换细节与区内地壳内部的隆起、凹陷及断裂构造具有很好的对应关系,可以对运城盆地的构造特征及地壳结构做更加深入的研究。     

2020年1月19日新疆伽师M_S 6.4地震总结

系统总结2020年1月19日新疆伽师M_S6.4地震发生前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下：(1)地震活动：震前存在地震平静、高频、带状分布等中期和短期异常;(2)地球物理观测：震中300 km范围内存在水位、水温、基岩温度、断层氢、地倾斜、重力、地磁等测项,其中7个异常测项均为趋势异常,短临变化特征不突出;(3)综合方法主要为年尺度趋势异常。梳理并总结此次地震序列的动态跟踪过程,发现：该地震序列主要分布在柯坪塔格推覆构造附近,主震震源机制为逆冲型破裂为主,余震丰富,序列b值、h值于震后15天左右逐渐趋于稳定。综合分析认为,在伽师M_S6.4地震发生前,地震活动异常具有中期逐渐向短期逼近的过程,以趋势类为主的地球物理观测,震前未出现或未发现具有短期意义的异常,而是主要提供了后续强震的发生地点和震级的判定依据。     

新疆钻孔应变异常特征及其与地震三要素关系研究

将新疆高精度钻孔应变仪１０年来观测到的应变异常划分为趋势异常、短期异常、临震异常三类，并对这三种异常的特征进行了分析总结．认为，地震三要素与应变异常参量关系密切，震级与异常量级、震中距有着确定性关系。