交互式地震广播会商系统的应用

针对目前地震会商现场缺乏交互性与数据分析的动态性,提出地震会商会议发起人-参与者的应用模式。会商期间,通过在广播端实时广播操作消息、运用网络实时推送技术,使各地参与的信息节点会商资料内容一致,同时接收端实时接收并执行操作消息,从而同步显示广播计算机的操作画面,最终达到模拟广播视频的效果。该系统增强了地震会商在线动态数据分析的真实性与实时交互性。     

远程交互式会商广播系统应用研究

提出地震会商中会议发起人—参与者的应用模式,研究了会商期间通过在广播端实时广播操作消息、运用网络实时推送技术,使各异地参与的信息节点会商资料内容一致,同时接收端实时接收并执行操作消息,从而同步显示广播计算机的操作画面,最终达到模拟广播视音频效果。该方式既克服了普通网络视频会议图像对网络带宽要求高的缺点,又增强了会商会议在线动态数据分析的真实性与及时交互性,亦突破了传统会商会议只能局限在同一会场的限制。本系统经试点单位的应用取得了良好效果。     

球坐标系下谱元法三维地震波场模拟

谱元法已成为区域性乃至大陆性尺度地震波场模拟的重要工具.对于区域或大陆尺度层析成像而言,地球曲率不可忽略,此时模拟地震波传播采用球坐标系更为合适.本文从球坐标系下弹性波动方程弱形式出发,基于球坐标系变分原理给出了球坐标系下求解三维地震波方程的谱元法.另一方面,计算Fréchet敏感核是进行全波形反演的关键,本文借助伴随原理,推导了全波走时层析成像三维Fréchet敏感核表达式.为了验证球坐标系下谱元法的精度,我们将数值模拟结果与normal mode方法得到的解析解在1-D PREM模型下进行了对比.同时,我们将此方法应用到华北克拉通区域,以期获得地球内部结构精确成像.基于3-D全球径向各向异性地幔模型S362ANI和3-D地壳模型Crust1.0,我们建立了华北克拉通初始3-D背景模型,并将数值模拟结果与实际观测台站记录波形资料进行对比分析,利用互相关方法提取走时残差,最后给出了Fréchet敏感核在3-D空间中的分布,这些工作为下一步开展球坐标系下三维大尺度全波形反演奠定了基础.     

三维弹性波方程的修正时空优化保辛数值求解方法

正演计算是反演研究的基础,为了实现基于三维弹性波方程的全波形反演成像,发展准确、高效、低数值频散的三维正演模拟方法至关重要.为此,本文将修正保辛分部龙格-库塔格式与优化有限差分算子结合,发展了用于数值求解三维弹性波方程的修正时空优化保辛方法(MTSOS).新方法使用二级龙格-库塔格式达到了三阶时间精度,且更适用于求解非均匀介质情况下的弹性波方程,数值频散误差小于同精度保辛分部龙格-库塔(SPRK)方法的误差,提高了计算精度.波场模拟结果表明,三维MTSOS方法可以精确给出数值模拟结果,能够清晰模拟地震波传播过程中产生的各种震相、有效压制数值频散.     

震源破裂过程反演方法研究现状及展望

介绍了震源破裂过程反演方法研究的必要性及意义,简要回顾了震源破裂过程反演研究的历史,详细阐述了现在几种主要的震源破裂过程反演方法,分析了它们各自的优势和不足。展望了震源破裂反演的发展方向,指出地震波数据同其他多类数据尤其是大地测量数据(InSAR和GPS)联合进行反演是未来震源破裂过程反演的发展趋势。     

地闪密度图与相应MIF文件自动生成

地闪密度分布图能够反映雷电的活动分布和变化特征,可为电网防雷提供基础资料。编写Visual C++程序,能够自动生成地闪密度分布图和相应的MIF文件,生成的MIF文件可以在MapInfo中转换为MapInfo Tab图,并做进一步分析。这就避免了专业的Mapbasic语言,只需通用的Visual C++语言即可在MapInfo中成图。最后将程序做成动态链接库,节省了系统资源,提高了运行效率。     

保几何特性的全波形层析成像及其在龙门山地区的应用

经典的基于L2范数的波形反演难以克服周期跳跃问题,导致迭代反演往往陷入局部极小值点,无法给出正确的成像结果.根据最优传输理论,文章采用一种新的基于Wasserstein度量的目标函数,该度量能保持分布的几何特性,提升反问题的稳定性与凸性.数值实验表明,基于Wasserstein度量的全波形成像具有更大的收敛半径、更快的收敛速率并能有效克服周期跳跃问题.将此方法应用到龙门山地区,获得了该区域可靠的岩石圈速度模型.成像结果显示,四川盆地结晶地壳楔入高原块体内部,青藏高原东部中下地壳表现出均匀的低S波速度特征,表明中下地壳韧性弱物质流和块体间强相互作用可能共同主导了龙门山的隆升;此外,发现该区域内强震(如汶川、芦山地震)不仅发生在高、低速交界处,还处于正、负径向各向异性过渡带上,加深了对该区域强震孕育机制的理解和约束.     

第二深度空间(5000～10000 m)油、气成藏和潜力分析

近半个世纪以来,我国的油、气勘探和开发实践主要集中在中、新生代以来的陆相沉积盆地中,即第一深度空间(5000 m).对第二深度空间(5000~10000 m)陆相和海相,即双相沉积建造中的油、气能源未能给予切实关注,仅为在近年来才得以重视和践行.通过对国内外诸多油、气田中的油、气成藏、储存、运移与深层过程的分析和研究发现,我国广泛陆相沉积建造的深处尚分布着丰富的海相沉积建造;且我国古生代的沉积地层确属变质很浅或不变质的层系;以往的油、气形成温度、压力和孔隙度的门限已逐被国内、外油气勘探与开发的实践所突破;第二深度空间的油、气成藏具有很大潜力.以上理念的提出与实施不仅大为扩展了勘查油、气的深部空间,更为重要的是揭示了第二深度空间将必是21世纪上、中叶在深处发现大型、超大型油、气藏的必然轨迹.     

青藏高原东北缘远震P波走时层析成像研究

利用青藏高原东北缘地区固定地震台网2010年4月至2015年3月期间记录的远震事件,采用多道波形互相关方法（Multi-Channel Cross-Correlation）拾取了10697个有效P波相对走时残差数据,进而采用FMTT （Fast Marching Teleseismic Tomography）方法获得了青藏高原东北缘上地幔400 km深度范围内的P波速度结构,结果显示：秦祁地块下面存在深达70 km的高速异常,阻断了青藏高原块体中下地壳低速层向东北方向的延伸;40~140 km深度范围内,四川西南部存在一个低速区,该低速区穿过龙门山断裂带进入到四川盆地内部;祁连山造山带东部低速异常区从地壳一直延伸到上地幔400 km处,表明这里可能存在一个上地幔到地壳间的热流通道;松潘-甘孜地块分布大面积的低速异常区,而鄂尔多斯地块西南缘相对速度较高,这与青藏高原为软块体、介质密度低和鄂尔多斯块体为硬块体、介质密度高相吻合.     

震源扫描算法：绘制震源时空分布图

提出了一种称为震源扫描算法（SSA）的新方法,用来绘制震源的时空分布。利用试验地点和发震时间,这种方法通过对所有台站在它们理论到时处观测到的绝对振幅求和来计算“亮度”函数。然后,对整个模型的空间和时间进行系统的搜索,寻找“亮度”函数最大值来确定震源的时空分布。这种方法的最大优点是：（1）不需要计算高频率理论地震图就可以获得波形信息（包括到时和相对振幅）;（2）既不需要对震源的几何特征做任何先验的假设也不需要拾取预先组合的相位数据。使用合成数据进行的一系列测试表明,这种方法是健全的并且能够在一个网格间隔中如实地还原震源结构。最后,我们通过对最近的卡斯凯迪亚北部消减带偶发的颤动及滑动产生的波形数据定位了一个典型的颤动事件,以此来证明震源扫描算法的有效性。