遗传算法在提高非包围地震定位精度中的应用

利用一种非线性方法——遗传算法,对到时残差,即观测到时与理论到时之差进行最小值求解,得到由于台站分布不均匀导致非包围地震事件的定位结果,再利用MSDP中的单纯形定位法得到非包围地震事件定位结果,将2种定位结果分别与编目结果进行对比。结果表明,遗传算法定位的结果更加接近编目结果,发震时刻、震中位置2个参数更为精确,从而提高了非包围地震事件定位精度。     

国际地震中心改进的定位程序

国际地震中心(ISC)是一个非政府的、非营利性机构,它的首要任务是产出权威的地球地震活动性报告。《国际地震中心公报》报道了50年(1960~2011年)的地震活动性。近年来由于全球台站日益增加,使得报告的地震事件尤其是事件的震相数量急剧增加。相似的射线路径会引起相关的走时预测误差,这些误差归因于:模型中没有加入地球非均匀性,这导致了对定位不确定性的低估和不利的台网几何结构以及定位偏差。因此,全球的台站分布越密集和越不均衡,大多数定位算法中所做出的假设(观测数据是独立的)越不成立。为了应对这一挑战,我们为国际地震中心开发了一种新的定位算法,这种算法考虑了相关误差结构。我们采用国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)所有的在ak135模型中有有效走时预测的标准震相来得到更精确的事件定位。本文中,我们阐述了新的国际地震中心定位方法,为检验此方法的可靠性,我们用该方法重新定位在国际地震学与地球内部物理学协会参考事件表中的地面真实事件,我们也对整个《国际地震中心公报》做了重新定位。我们的定位算法虽然只有很小的改进,但是对定位结果的改进却很显著,尤其是在深度的确定上和更精确的形式不确定性分析上。我们论证了新的定位算法;通过后续震相的使用和深度解的测试,相当多的地震震群变得更紧密了;因此该算法为地球地震活动性提供了一个改进的观点。     

基于强震动观测数据的地震定位分析

采用MSDP软件定位方法,对河北强震动台网记录的ML≧3.0的32次地震事件进行定位。从震中位置、发震时刻及震源深度等方面与地震编目结果进行对比分析得出,基于强震动观测数据的地震定位结果满足地震定位的相关要求,其结果与编目结果有较好的一致性,可进一步探讨利用强震动观测数据参与地震速报及预警工作,对地震速报及预警定位结果精度的提高有积极意义。     

广东数字地震台网‘十五’系统的几种地震定位方法的定位效果分析

选取广东省‘十五’数字地震台网2007年6-9月试运行以来记录到的32次地震事件,运用地震台网地震速报及地震编目使用的几种常规地震定位软件,并将其结果与‘九五’编目产出的结果进行了比较,结果表明：对于网内地震。单纯型定位法及HYP02000程序的定位法结果稍优于Hyposat定位法：对于网缘地震,3种定位程序得到的结果相差不大。     

结合波形互相关的双差定位方法在三峡水库地震中的应用

本文采用基于波形互相关算法的双差定位方法对三峡水库地震进行精定位和地震活动性分析。首先使用双谱互相关方法分析了三峡库区加密台网于2009年3月至2010年12月观测到的地震波形数据,并对波形互相关分析的结果进行了评价。基于结合获得的波形互相关数据使用双差定位方法对地震事件进行精定位研究,结果表明使用双谱法验证的波形互相关数据的定位精度要高于其他数据的结果,其东西向震源位置平均误差为3.2m、南北向为3.9m、垂直向为6.2m。重定位震中结果显示巴东神龙溪两岸微震分布明显呈现出3条近东西向的线性条带状,与地表小规模断裂和碳酸盐岩地层走向一致,揭示了库水主要沿着溶洞或者地下暗河渗透进而诱发地震活动,较强地震可能是微小地震贯穿活动面的结果。     

河南地震台网震中定位方法对比及分析

选取河南省数字地震台网2008年1月～2011年7月记录的地震事件,运用JOPENS/MSDP软件中的几种常规定位方法进行定位,将其结果与编目产出的结果进行比较,并对定位中产生的一些问题进行了分析。     

快速地震关联与定位

快速震相关联和事件定位对实时地震监测至关重要。我们提出了一种快速自动关联地震震相并同时对地震事件进行定位的方法(简称REAL)。REAL综合了基于到时和基于波形的检测定位方法的优点。它关联不同震相到时的同时,通过首先计数P波、S波到时个数、其次计算走时残差的方式来实现定位。只要有足够的到时个数在理论走时窗之内,我们就可以把这些到时自动关联到特定地震。地震位置确定在对应拥有最多拾取个数的网格点,如果有多个网格点具有相同的最大拾取数,则选取它们中走时残差最小的那个。我们使用最小二乘定位法(VELEST)和高精度相对定位法(hypoDD)做进一步精定位。REAL计算很高效,可用于快速地震分析。我们将REAL应用于2016年10月意大利亚平宁中部地震序列中的其中5天,这5天位于两个最大震级地震的中间。REAL关联和定位了比意大利国家地球物理学与火山学研究所日常编目记录(862)超过3倍的地震事件(3 341)。与编目事件相比,这些重定位事件的时空分布显示了相似但更为集中的式样。我们的研究证明了使用REAL和震相数据快速自动地进行地震活动性分析是可行的。     

地震预警:ShakeAlert在太平洋西北部的应用

对地震预警算法ElarmS-2(地震报警系统第二版)在太平洋西北部的应用效果进行了评估。本文数据来源于美国俄勒冈州、加利福尼亚州、华盛顿州和加拿大的不列颠哥伦比亚省(这里的3州1省即本文所指太平洋西北部——译注,下同)的实时监测数据和历史地震数据。在测试的地震中,矩震级最大的为7.2级,这也是ElarmS-2算法可以精确测量的最大震级。在台网范围内,ElarmS-2可以准确检测到台网内编目震级大于等于3级的地震,但是对于发生在海上或台网边缘的地震,ElarmS-2能准确识别的事件的截止震级会偏高。对ElarmS-2算法进行若干调整后,降低了发出错误的多重警报的概率。通过模拟历史地震事件,发现新的配置改善了发生在台网边缘的地震事件的算法的性能,而且不会影响台网密集区域的地震事件良好约束的解。我们希望误报数量减少,而且不会误报大地震事件。虽然ElarmS-2假设固定的震源深度,但是震中距和震级估计值仍然是足够准确的,可以提供对震动强度的准确预测。     

波形模板匹配定位方法在北京地区的应用

在地震学研究中，高效的微震检测方法是既重要又具有挑战性的问题。本文对波形模板匹配检测方法、匹配定位技术、波形自相关检测技术进行详细介绍和对比，对国内外应用实例进行总结，并展望微震检测方法应用前景和发展趋势。利用基于图形处理器加速的匹配定位技术和双差地震定位法，对北京地区19个台站记录的2015年连续地震资料进行分析。基于中国地震台网中心提供的地震目录，筛选出245个地震事件作为模板事件，检测得到1229个地震事件，约为地震台网原始地震目录数量的5倍。精定位结果可显示小震沿黄庄-高丽营断裂周边小断裂分布形态特征，本文微震检测和定位结果可为研究北京地区地震活动性与发震断层深部构造提供基础数据支撑。     

河北台网2015速度模型与原模型应用并运行对比研究

使用河北数字地震台网2016年部分速报地震和编目地震数据,利用测震软件ISDP中的盖格法和MSDP中的单纯型定位方法,采用2015模型对以上地震数据进行定位分析,将2015模型的定位结果与现模型及相同定位方法得到的速报及编目结果进行对比、分析,总结了2015模型在本台网使用过程中存在的问题并提出了建议,结果暂定河北台网目前采取模型选择性使用的模式,对进一步提高河北台网地震速报及编目定位精度有一定的意义。     

东祁连山北缘断裂带基于深度学习的密集台阵地震事件快速检测与定位研究

为监测东祁连山北缘断裂带附近的地震活动性,布设包含240台短周期地震仪的面状密集台阵,进行约30 d的连续观测。首先使用基于深度学习的多台站地震事件检测算法（CNNDetector）进行地震事件检测,然后使用震相拾取网络（PhaseNet）对地震事件进行P波和S波到时拾取,其次使用震相关联算法（REAL）进行震相关联及初定位,最后使用双差定位（hypoDD）进行地震重定位,最终的精定位地震目录中共有517个地震。在密集台阵观测期间,中国地震台网正式地震目录中共有39个位于台阵内的地震事件,相比而言,密集台阵检测到大量小于0级的地震。因此通过布设密集台阵,可提高活动断裂微地震活动性的监测能力。与历史地震空间分布相比,密集台阵地震精定位分布具有较好的一致性,表现出更明显的线性分布特征。基于地震分布,发现研究区域存在与地表断层迹线走向不同的隐伏活跃断裂。     

水力压裂微地震事件定位方法综述

随着国内外页岩气勘探开发的不断深入,水力压裂微地震监测技术重要性越来越大,而该技术的核心是微地震事件定位.近些年前人对微地震事件的定位方法做了比较深入的研究,形成了众多定位方法.为此,依据目标函数构造及其求解方式对微地震事件定位方法进行了分类,主要介绍了两大类具有代表性的微地震事件定位方法:(1)基于走时的射线追踪定位方法;(2)基于波形的偏移定位方法.然后对其算法思路流程、优缺点等方面进行了归纳总结,分析了各类算法的研究现状及两种典型算法的应用实例,最后对微地震事件定位方法的发展趋势进行了展望.     

全球油气开采诱发地震的研究现状与对策

人工诱发地震现象已经有很久的历史.水库蓄水、采矿、地热开发、从地下提取液体或气体,或将液体注入地球内部都可能诱发地震.大量地震监测数据与科学分析结果显示:美国俄克拉何马州的地震剧增主要与页岩油气开采的废水回注量相关;加拿大阿尔伯塔省的地震剧增主要与页岩油气开采水力压裂的工作量相关;而荷兰罗宁根天然气田的传统天然气开采也同样诱发了较强的地震活动.在中国四川盆地的页岩油气开发区域,地震活动近几年也大幅度增强,但目前监测与科研工作较少,对某些地震成因尚有争议.目前研究诱发地震问题已成为学术界与工业界的一门专业学科.推断诱发地震,除了分析时空分布与工业活动的相关性之外,本文综述了该领域基于地震学、地质动力学、构造地质学的多种分析方法.如何在油气开采过程中减少诱发地震的灾害影响成为当前相关各界极为关注的科研问题,本文介绍了多个国家或地区建立的控制诱发地震的管理系统、基于地震大数据的诱发地震概率预测方法,以及基于地球物理与地质信息的综合诱发地震风险评估方法,并对我国控制诱发地震问题提出建设性意见.     

模板匹配滤波技术在地震数据处理中的应用

模板匹配滤波技术(Matched Filter Technique,MFT)是一种近几年发展迅速的可用于检测遗漏信号的算法,在图像识别、行星探测等众多领域均有广泛应用。在地震学中,该技术通过扫描连续波形找出模板事件附近发生的、与模板事件相关性较好的遗漏地震事件,可用于完善地震目录,实现对地震活动性以及区域应力状态的更好刻画。本文综述了模板匹配滤波技术在地震数据处理中的应用,首先概述基本原理,其次介绍该方法用于探测各类地震事件的实例,包括前震和余震、远程动态触发地震、诱发地震和非火山震颤等,最后展望了用于提高算法效率及探测精度的一些改进方法。     

2015年河北滦县震群发震机理分析

震群发震机理研究是近年来地震学研究的热点之一,其中基于观测现象对不同发震机理模型的分析和讨论是研究焦点.本文以2015年河北滦县震群为研究对象,首先通过模板匹配方法检测震群活动期间目录遗漏地震事件,得到更为完整的地震目录.再通过波形互相关震相检测技术标定地震事件在记录台站的震相到时,依据标定的震相到时,利用双差定位方法对震群进行精定位,基于地震精定位结果分析震群的震中扩展特征.最后通过波形互相关系数和破裂面重合程度检测震群中是否存在重复地震活动.通过计算共检测到目录遗漏地震事件103个.地震精定位结果显示发震构造为北东向断层,震中扩展表现出迁移速率先快后慢的两阶段线性扩展特征.震群活动期间共检测到两组重复地震活动,其中第一组发生在震中扩展的第一阶段,第二组发生在震中扩展的第二阶段.在三种常见的震群发震机理模型——级联触发模型、断层慢滑动模型和流体侵入模型中,断层慢滑动模型能够解释我们观测到的重复地震活动和震中线性扩展现象,因此认为此次滦县震群活动可能伴随断层的慢滑动,断层慢滑动可能对滦县震群的触发和持续活动起到一定作用.     

大岗山水库地震台网水库诱发地震常规定位方法对比

采用MSDP软件中的单纯型、HypoSat和LocSat定位方法,从震源深度及残差等方面,对比分析2014年大岗山水库区域内123次M_L≥2.0地震的定位结果,选择适用于水库诱发地震的最佳定位方法,并以库区17次定点爆破事件为例,验证最佳定位方法的可靠性。结果认为,LocSat定位方法更适用于水库诱发地震。     

国际监测系统(IMS)对内华达地区地震事件的检测和定位能力分析

通过对国际数据中心(IDC)审议地震公报(REB)与美国先进的国家地震系统(ANSS)地震目录的比较,分析了国际监测系统(IMS)对美国内华达地区地震事件的检测和定位能力,以及影响监测结果的主要因素.结果表明,对内华达地区的地震事件,IMS最低可检测mb为2.1的地震事件.对M＞4.5的地震事件,IMS可以全部检测;对...     

紫坪铺水库及邻区的微震检测与定位

首先对四川省地震局提供的1 017次地震进行重定位，并将重定位后的578次高信噪比地震作为模板，利用基于图像处理器加速的匹配定位技术(GPU-M&L)对紫坪铺水库地震台网7个台站2005—2008年记录的连续波形数据进行扫描；然后利用基于深度学习算法的去噪技术(DeepDenoiser)设计出的卷积神经网络模型来进一步验证这些新检测到的地震事件；最后利用双差定位法对检测到的地震事件进行精定位。最终识别到的地震事件多达1万6 836个，约为四川省地震局目录事件的13倍，地震目录的完备震级由M_L1.4降为M_L-0.1。定位结果显示，研究区的地震事件呈北东向线性分布，优势震源深度指示区域地壳内的滑脱层位置，结合b值和震源深度分析结果推测，研究区蓄水后的地震主要是构造应力积累导致的天然地震活动，并伴随水库触发地震混杂发生。     

四川地区一维地壳速度模型研究

本文以四川地震台网2009~2014年的编目报告为基础,选择定位精度为1且记录台站数大于30的地震,筛选去除其中因定位深度误差或者空隙角偏大而造成的异常结果,验证了数据的合理性和稳定性;优选出47个地震,对其重新判读,结合折合走时调整以及Hyposat批处理方法,得到了适应四川地区地震的平均速度模型;并利用人工爆破事件、PTD方法的地震定位结果进行对比,分析使用不同模型时的结果差异。     

山西台网地震速报软件定位结果偏差分析

选取2009-2011年山西地震台网的地震事件,运用速报软件进行全自动处理,并进行快速人工修正,与编目结果或中国地震局的正式速报结果进行对比分析,得出速报软件修正后的自动定位结果是可信的,可满足现阶段区域地震台网正式速报参考信息的要求。