基于小波包分形和神经网络的地震与岩溶塌陷识别

本文以近年来广西地震台网中心记录的天然地震和岩溶塌陷为例,尝试利用基于小波包的分形和径向基函数神经网络技术对这两类事件的波形进行识别,以期有效地识别地震与岩溶塌陷。结果表明,基于小波包分形与神经网络相结合的事件识别方法对天然地震和岩溶塌陷事件的识别率高达89.5%,可作为识别天然地震与岩溶塌陷的一个有效方法。      

基于小波包分析的OLR地震异常信息提取初探

长波辐射OLR具有可覆盖范围大的特点。 本文提取其与地震相关的异常信息,并尝试将所得结果应用于地震预测中,这对于弥补我国部分处于前兆台网监测范围之外地区具有重要意义。 文中首先对小波包方法及其原理进行了简要介绍,在此基础上,尝试采用该方法对长波辐射值OLR时间序列进行分解重构,提取异常信息。 通过对15个不同震例的研究表明,地震前的10个月内,重构信号均出现能量严重衰减的现象,且其持续时间长短与发震震级之间存在一定相关性。     

分析研究基于小波分析与谱分析提高重力异常的分辨能力

重力数据是所有地下场源产生的重力场的叠加,探测对象经常被淹没在区域背景场之中,因此剩余异常的分离对于重力资料研究至关重要,而近来被引入位场领域的小波算子作为了滤波器和场源分析工具,在这里我们分析研究基于小波分析与谱分析的二维离散小波变换用于提高重力异常的分辨能力,再现出由简单形状场源描述密度不均匀的几何特征.本文先介绍二维多分辨率分析小波的基本理论及其提升算法,利用对数功率谱估计平均深度方法理论,接着对理论模型数据进行多尺度异常分解,估计地质体的形状、大小和深度,最后又对实测重力数据进行分析,并与传统常规方法进行比较分析,结果表明对于实际数据分析其方法也是具有可行性的.     

基于ARIMA模型的九寨沟7.0级地震前兆异常检测

运用时间序列方法ARIMA对九寨沟县7.0级地震的震前15天距震中500 km范围内已布设的14个AETA系统台站的低频电磁均值数据进行地震前兆异常检测。结果表明:在震前的15天范围内,距震中500 km内9个AETA台站出现异常;从综合14个台站数据异常情况热力图可以看出,有4个台站的异常现象持续时间达9天以上,尤其松潘地震台在震前3～5天出现明显异常;从异常台站地理分布看出,14个台站中出现明显异常的9个台站位于中国大陆一级板块边界附近。     

基于小波变换的2013年芦山MS7.0地震前姑咱台钻孔应变异常时频分析

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前,四川省姑咱台四分量YRY-4型钻孔应变仪记录到显著的高频应变畸变信号。为了避免该畸变信号的高频部分在时频演化过程中发生频率混叠现象,同时便于讨论同一研究频段内震前更早记录到的弱应变异常时段与显著应变异常时段的相关性,本文对2012年1月1日至2013年4月20日期间姑咱台的钻孔应变数据进行了时频分析,并使用时域分段的小波变换方法,在局部时频谱中提取了应变异常,分析了各应变异常的频率相关性。结果表明,研究频段内存在两个峰值频率,峰值频率附近频段内弱应变异常时段与显著应变异常时段的相关系数为0.85,统计出的无震时段与其显著应变异常时段之间的相关系数只有?0.007,且已排除远震以及外界环境带来的干扰,因此该峰值频率作为异常频率的可信度较高,由此推测四分量钻孔应变仪所记录到的两种不同程度的应变畸变信号的演化过程可能与芦山M_S7.0地震相关。      

二度体重、磁异常频谱与三度体重、磁异常频谱关系的理论问题

设F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…）为一在x方向无限薄的层的异常,若物体的异常可表示为: T（x,y）=integral from n=a to （a+2c）（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ T（y）=integral from n=-∞ to ∞（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ 则有 式中T（v）和T（u,v）分别为T（y）和T（x,y）的频谱,2c是物体在x方向的宽度,（x,y,z）和（ξ,η,ζ）分别为观测点和物体上任一点的坐标。 如果2c=dξ,则物体即为薄层本身;如果2c=dξ,薄层的面积无限缩小,则物体即为一质点;如果2c=dξ,薄层只有长度而无宽度,则物体即为一曲线。 对于形状复杂的物体,可以将物体分成若干简单而又符合所述条件的物体元,而有式中2cm为第m个物体元在x方向的宽度,Tm（v）为第m个物体元当其沿x方向的长度为无限长时的异常的频谱。     

二度体重、磁异常频谱与三度体重、磁异常频谱关系的理论问题

设F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…）为一在x方向无限薄的层的异常,若物体的异常可表示为: T（x,y）=integral from n=a to （a+2c）（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ T（y）=integral from n=-∞ to ∞（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ 则有 式中T（v）和T（u,v）分别为T（y）和T（x,y）的频谱,2c是物体在x方向的宽度,（x,y,z）和（ξ,η,ζ）分别为观测点和物体上任一点的坐标。 如果2c=dξ,则物体即为薄层本身;如果2c=dξ,薄层的面积无限缩小,则物体即为一质点;如果2c=dξ,薄层只有长度而无宽度,则物体即为一曲线。 对于形状复杂的物体,可以将物体分成若干简单而又符合所述条件的物体元,而有式中2c_m为第m个物体元在x方向的宽度,T_m（v）为第m个物体元当其沿x方向的长度为无限长时的异常的频谱。     

利用EMD和子波振幅谱与相位谱关系的时变子波提取方法

本文首先分析了地震波在黏弹介质的传播规律,基于黏弹介质地震波动方程总结了时变子波振幅谱和相位谱的关系,从而得出结论,准确估计子波相位谱初值和不同时刻的子波振幅谱是实现时变子波准确提取的必要条件.在此基础上,针对传统方法限制子波振幅谱形态且受限于分段平稳假设的问题,提出了一种利用EMD（Empirical Mode Decomposition）和子波振幅谱与相位谱关系的时变子波提取方法,根据子波对数振幅谱光滑连续而反射系数对数振幅谱振荡剧烈的特点,采用EMD方法将不同时刻地震记录的对数振幅谱分解为一组具有不同振荡尺度的模态分量,通过滤除振荡剧烈分量、重构光滑连续分量提取时变子波振幅谱;再应用子波振幅谱和相位谱的关系提取时变子波相位谱,将分别提取的振幅谱和相位谱逐点进行合成,最终实现时变子波的准确提取.本文方法不需要求取Q值,适用于变Q值的情况,具有良好的抗噪性能.数值仿真和叠后实际资料处理结果表明,相比传统的分段提取方法,利用本文方法提取的时变子波准确度更高,研究成果对提高地震资料分辨率具有重要意义.

     

Identification method of weak seismic phases on the basis of wavelet packet transform

This paper describes a sort of new method identifying seismic phase by the name of wavelet packet transform. Perfectness and development of the wavelet packet transform is based upon the idea of its multiscale analysis. The method of wavelet packet transform can depict the anomalous changes information of transient spectra of seismic wave onset, and come true the target of identifying seismic phase especially weak seismic phase. Then this paper presents discriminating examples of simulating digital signals and actual seismic phase. Compared with conventional seismic phase discrimination, studied results show that the wavelet packet transform method is an available tool of weak signal analyses, and have unexampled merits and attractive application foreground. This research gets hold of Higher School Doctor Scientific Research Foundation (No. 157 WJ0704 9435611) and supported by the National Natural Science Foundation (No. 49474211).     

Characteristics and method of synthesis seismic wave based on wavelet reconstruction

A novel method of synthesizing seismic wave using wavelet reconstruction is proposed and compared with the traditional method of using theory of Fourier transform. By adjusting the frequency band energy and taking it as criterion, the formula of synthesizing seismic wave is deduced. Using the design parameters specified in Chinese Seismic Design Code for buildings, seismic waves are synthesized. Moreover, the method of selecting wavelet bases in synthesizing seismic wave and the influence of the damping ratio on synthesizing results are analyzed. The results show that the synthesis seismic waves using wavelet bases can represent the characteristics of the seismic wave as well as the ground characteristic period, and have good time-frequency non-stationary.     

Singularity detection of the thin bed seismic signals with wavelet transform

IntroductionIn1977,Sheriff(1977)provedthedetectiftglimitthatwasdefinedasminimumthicknessofthereflectionthinbedtobel/30wavelength.Applyingthesingularitydetectionprinciplewithwavelettransforminthispaper,weanalyzethereflectionseismicsignalsofthethinbed...