基于深度学习震相拾取和密集台阵数据构建青海玛多Ms7.4地震震源区高分辨率地震目录

高分辨率地震目录有助于描绘断层的精细结构和认识发震断裂的构造形态及发震机制.基于玛多地震科考布设的短周期台阵数据,本文利用深度学习自动拾取P/S波震相、震相关联、绝对定位、相对定位等定位流程,构建了玛多Ms7.4地震后第14天至第43天的高分辨率地震目录,揭示了玛多震源区主震西侧以及主震向东20 km区域范围内的地震序...     

基于深度学习的地震速度谱自动拾取研究

在常规的地震数据处理工作流程中,人工拾取地震速度谱中的叠加速度存在耗时长、效率低的问题,且容易受到人为经验的影响.本文基于目标检测的方法,应用改进后的FCOS（Fully Convolutional One-Stage Object Detection）神经网络模型实现速度谱中叠加速度的自动拾取.该方法将速度谱图像作为输入,经模型训练后输出"时间-速度"对序列.在处理低信噪比工区数据时,针对速度谱能量团聚焦特征较差的特点加入基于深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）的线性回归模型以拟合出全局速度曲线.Marmousi模型数据和实际工区数据测试结果表明,本文所设计的地震速度谱自动拾取模型准确性较高、鲁棒性强,有效地缓解了人工拾取的负担,在保证速度拾取精度的同时显著地提高了效率.     

白鹤滩水库库区基于深度学习的震相拾取与地震定位

近年来深度学习技术广泛应用于震相拾取与地震定位研究,采用深度神经网络搭建的EQTransformer模型对白鹤滩水库库区34个数字地震台站2016—2018年记录的连续数据进行P、 S波震相拾取,并通过REAL进行震相关联和初步定位,然后使用VELEST和hypoDD地震定位算法优化地震位置。研究表明,基于深度学习的震相拾取,与白鹤滩水库地区传统的人工处理方法相比显示出更高的效率,EQTransformer模型可拾取与人工拾取相当的P、 S波震相到时,其时间差的均值分别为0.03 s和0.07 s,符合正态分布。REAL初步定位后的地震个数(13815个)接近常规目录(7862个)的2倍,最终通过hypoDD获得了7108个高精度定位地震。估算的震级比常规目录中的震级平均低0.27,震级差值集中在0.7以内,最小完备震级由常规目录的M_L1.4更改为M_L0.6+0.27,填补了部分常规目录的震级空白,丰富了研究区域内的中小型地震。     

微地震信号到时自动拾取方法

本文讨论了用于微地震信号到时自动拾取的几种方法的原理及特点,包括长短时均值比(STA/LTA)方法、AIC方法、基于高阶统计量偏斜度和峰度的PAI-S/K方法等,提出了移动时窗峰度的快速算法和改进的峰度拾取初至方法.对我国西部某地观测到的13359个微地震记录,采用两种时窗进行了初至到时拾取,并与人工拾取的结果进行了对比.为使所研究的方法达到最佳效果,采用DE全局搜索方法,以人工拾取的初至作为参照,以时差在0.3 s以内的记录所占百分比作为目标函数,自动搜索最佳的拾取参数.结果显示,在拾取时窗选为P波初至前3 s至S波初至位置时,AIC方法的结果最佳,时差在0.3 s以内的记录占比达到93.6%;在拾取时窗选为包含S波到时的时窗时,改进的峰度法效果最佳,时差在0.3 s以内的记录占比83.8%.     

深度学习在地震定位中的应用综述

近年来,深度学习的发展给科研人员开辟了地震定位研究的新思路,科研人员将深度学习技术应用于地震定位并取得了较好的效果。文章首先介绍根据神经网络的编码与解码对深度神经网络的分类,然后对深度学习的基本流程进行总结,最后对深度学习中广泛应用于地震定位的方法进行综述,总结不同方法的特点和实际应用情况。结果表明：深度学习方法能够实现地震事件的自动定位,且定位的精度较高,缩短了地震定位所需时间,在处理地震大数据方面也具有明显优势,能够克服目前传统地球物理方法在地震定位方面的一些不足之处。相信随着深度学习技术的进一步发展,必将更为广泛地应用于地震定位研究中。     

深度神经网络拾取地震P和S波到时

从地震波形数据中快速准确地提取各个震相的到时是地震学中的基础问题.本文针对上述问题提出了利用深度神经网络拾取到时的新方法,建立了用于地震到时提取的17层Inception深度网络模型,在对原始三分量数据进行高通滤波和归一化处理后输入网络直接输出到时信息.整个过程基于神经网络自适应提取波形特征,自动输出结果.通过对100组加了不同强度的噪声数据进行了可靠性检验,相比于其他方法神经网络方法对于噪声具有较高的容忍度以及稳定性,并且与地震目录数据有较高的相似性.相比于AR-AIC+STA/LTA,深度神经网络虽然运算速度稍慢,但整个过程不需设定时窗与阈值,同时具有更高的可用性,并且可以迭代升级以提高精度.此方法作为人工智能方法,为波形到时拾取提供了新思路.

     

基于深度学习构建2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震序列高分辨率地震目录

本文利用深度学习算法PhaseNet、震相关联算法REAL以及多种定位算法快速地构建了 2021年5月21日漾濞Ms6.4主震前3天至后7天的高分辨率地震目录,揭示了漾濞地震序列的精细位置分布及详细的时空迁移过程.漾濞地震序列的空间分布表现为多级雁列式结构,深度介于5～10 km之间.主断层自北西端朝着南东向呈放射状分...     

四川长宁MS6.0地震震源干涉成像定位

文中利用干涉成像定位方法对2019年6月17日四川长宁M_S6.0主震及部分余震进行定位。天然地震波振幅的极性和大小随震源机制和辐射花样的变化而变化,利用原始波形的特征函数可消除震源在不同方位上远场P波的初动极性和大小的不一致性。文中将干涉成像技术应用于天然地震定位,通过对干涉波形进行偏移和叠加处理,分别对震源的水平位置和深度进行偏移成像,确定了主震及较大余震(M_S≥4.0)的震源位置参数,其中主震的位置为(28.38°N,104.88°E),震源深度为8.0km。此外,还测试了4种不同的速度模型对定位的影响,结果显示利用震源干涉成像定位方法获得的结果较为稳定。通过计算台阵、台网的响应函数,评估了台站分布及特征函数周期长短对定位结果的影响。计算得到的特征函数优势周期约为4s,该周期的台阵、台网响应函数在水平和垂直方向均显示了较好的收敛性和稳定性。     

四川长宁地区地震活动空间分布特征研究

近年来,四川长宁地区地震活动频繁,特别是2019年6月17日发生的长宁 M_S6.0 地震造成长宁及周边地区较为严重的人员伤亡和财产损失,引起社会和科研工作者的广泛关注。为探究长宁地区地震的发震构造和机理,利用双差定位方法对长宁 M_S6.0 地震前后一年时间段内的地震进行重定位,并采用波形拟合方法获得了14次M_S＞4.0地震的震源机制解,综合分析了长宁地区地震活动的空间分布特征,获得以下主要认识:①2019年长宁 M_S6.0 地震的发震构造为长宁背斜NW向的高倾角断层,地震序列的震源深度西深东浅,该地震是位于滑脱面之上先存断裂活化的构造地震事件; ②南部建武向斜地区地震活动频度高,且表现出丛集性的分布特征,推测与零散分布的页岩气开采活动密切相关; ③长宁地区南北2个区域地震活动的差异性受控于局部应力场方向的变化,北侧历史盐矿开采、南侧页岩气开采以及岩石介质物性的横向差异直接影响了地震的空间特征。     

2019年6月17日四川长宁Ms6.0地震震源区三维速度结构

四川盆地南部地区自2015年以来地震活动性持续增长,并相继发生了数次M5.0及以上的中强地震.2019年6月17日的长宁Ms6.0地震则是其中震级最大的一次强震,且震后相继发生了一系列M5.0及以上的中强地震,给当地的生命和财产安全造成了极大危害.研究此次大震的地下结构和发震机制有助于理解该区地震异常活跃的机理,并为今...     

2019年6月17日四川长宁MS6.0地震序列震源机制解与发震构造分析

2019年6月17日,在青藏高原东缘四川盆地南缘宜宾市长宁县发生M_S6.0地震,其后5天内相继发生了珙县M_S5.1、长宁M_S5.3和珙县M_S5.4强余震;7月4日,在珙县珙泉镇再次发生M_S5.6地震.因灾害叠加,本次地震序列导致13人死亡,200多人受伤,大量房屋受损,造成了重大的人员伤亡和财产损失.本文基于四川区域地震台网提供的地震资料,采用多阶段定位方法,对长宁M_S6.0地震序列早期（2019年6月17日至22日）余震进行了重新定位,同时,利用CAP波形反演方法,获得了序列中截止至7月4日的16次M_S≥3.6地震的震源机制解与震源矩心深度,对该序列的发震构造进行了初步分析.长宁M_S6.0地震序列重新定位后的610次M_L≥1.5地震分布显示余震区呈NW-SE向展布,长约25 km,宽5 km;序列震源深度在0~10 km区间,深度均值约3.2 km,但空间上呈西深东浅的分布特征.长宁M_S6.0地震位于余震区的东南端,具单侧破裂特征.CAP波形反演结果显示长宁M_S6.0地震序列以逆冲和逆冲兼走滑型地震为主;16次M_S≥3.6地震的震源矩心深度在1~7 km范围,平均深度3.5 km,与定位结果一致,揭示本次长宁地震序列发生在上地壳浅部.根据序列空间分布、震源机制解及震区构造特征,推测本次长宁M_S6.0地震序列的发生可能与长宁—双河复式大背斜中白象岩—狮子滩背斜和双河场褶皱及其伴生断层活动有关,位于余震区西北段的6月17日珙县M_S5.1、22日珙县M_S5.4及7月4日珙县M_S5.6地震应为6月17日长宁M_S6.0地震触发白象岩—狮子滩背斜伴生断层活动所致.序列发震构造整体呈NE-SW向挤压为主、兼具一定NW-SE向拉张分量的构造变形特征,与南侧2018年12月16日兴文M_S5.7和2019年1月3日珙县M_S5.3地震所呈现的NW-SE向挤压、NE-SW向拉张构造变形特征具有显著差异,揭示四川盆地南缘地带处于构造变形模式的转换区域,所处构造环境的变化导致本次长宁地震序列震源区及附近区域发震构造变形特征具有复杂性.

     

2019年6月17日四川长宁MS 6.0地震灾害损失快速评估精准性分析

地震发生时刻、震级、极震区烈度评估、烈度衰减关系模型、人员伤亡评估模型、房屋震害矩阵等是影响地震灾害损失计算的主要因素,各因素存在不确定性,导致评估结果与实际结果存在一定差距。文中对2019年6月19日四川长宁6.0级地震灾害损失快速评估精准性进行分析,探讨极震区烈度评估、地震影响场、烈度衰减关系模型、人员伤亡评估模型、房屋震害矩阵对评估结果的影响及与真实结果存在的偏差,结果表明,提高地震影响场评估、人口、房屋建筑等数据空间分布精准性,是提高地震灾害损失快速评估系统精准性的基础和前提。     

四川长宁MS6.0地震区域构造应力场特征分析

2019年6月17日在四川宜宾市长宁县（28.34°N,104.90°E）发生M_S6.0地震,余震发育。本文利用区域测震台网的地震观测数据基于CAP方法计算了28°~29°N,104°~105°E范围内的14个M_S>3.0以上地震的震源机制解,结合全球矩心矩张量目录和部分前人研究结果中该区域的共27个震源机制解数据,应用MSATSI软件反演了研究区域的应力场。将研究区域按0.1°×0.1°划分成25个应力网格,最终得到9个网格的应力分布结果,大多数应力场方向稳定,根据主震所在应力网格点得到主震的断层类型为主逆冲型。本文研究成果为四川长宁地区的孕震机理、活动构造以及地震趋势判定提供了可靠的参考依据。     

2019年长宁M_S 6.0地震前后电离层垂直电子总含量（VTEC）异常扰动分析

2019长宁发生M_S 6.0地震,利用CODE全球电离层格网数据、中国地壳运动观测网络GPS数据、震中区域GPS数据,分别计算全球、中国区域垂直电子总含量(VTEC)异常分布及震中区域站点VTEC时间序列,揭示此次地震发生前后不同空间尺度电离层异常扰动变化。结果表明:地震发生前3天(6月14日),长宁震区上空出现连续电离层异常扰动现象,异常空间分布呈现向磁赤道偏移趋势。VTEC结果的时、空尺度变化反映,本次电离层扰动可能与长宁地震孕震过程有关,可为川滇区域临震电离层异常扰动监测及地震分析预报提供震例依据。     

2020年伽师MS6.4地震前震活动研究

2020年1月19日新疆伽师发生M_S6.4地震, 震前约45小时震源区曾发生M_S5.4地震, 构成典型的前-主-余型地震序列, 显著且丰富的前震活动为研究主震成核过程提供了宝贵的基础数据.本文收集了M_S6.4地震震中100km范围内6个地震台站的波形数据, 以重定位后的地震目录作为模板, 利用匹配定位方法(Match & Locate)对M_S6.4地震前后(2019年12月1日至2020年1月31日)的小地震进行了检测和定位, 检测得到4664个地震事件, 其中261个事件发生在伽师M_S6.4地震之前, 序列目录的完备震级从M_L1.6降低到M_L1.1.基于检测目录, 利用修正的大森公式计算M_S5.4前震序列的p值偏低, 表明前震序列衰减缓慢.根据地震活动时空分布, 伽师M_S5.4地震前26天内和伽师M_S6.4地震前2天内, 发震断层附近存在由地震活跃转为相对平静的过程.另外, 伽师M_S6.4主震前2天内的地震活动存在向主震位置迁移、收缩的现象, 可能标志着断层已进入亚失稳阶段.

     

基于精定位余震序列的2019年四川长宁MS6.0地震等震线研究

采用双差定位法对四川长宁M_S6.0主震和24小时内的余震进行重新定位,对重定位的余震进行震级加权的方向分布拟合得到余震区的长轴和中心点,并与Ⅶ度烈度等震线长轴和等震线几何中心进行比较,结果显示:余震区长轴方向与Ⅶ度区长轴方向相近（差值为4°）,且长度近似相等（差值为4 km）;余震中心与等震线中心均位于重定位主震的西北方向,且等震线中心相对余震中心向上盘方向偏移约3.0 km。长宁M_S6.0地震等震线图呈现出明显的上/下盘效应,上盘高烈度区面积约为下盘的2.1倍,等震线中心也向上盘方向偏移。两小时和24小时的余震方向分布拟合具有很好的一致性,拟合结果与等震线具有相同规律。研究成果可为浅源中强震预评估烈度图的修正提供一种思路。      

四川长宁Ms6.0地震震区上地壳速度结构特征与孕震环境

北京时间2019年6月17日22时55分,四川省宜宾市长宁县发生了Ms6.0地震(28.34°N,104.90°E),四川盆地内部及边缘地带的深部孕震环境和潜在地震危险性再次引起了国内外地震专家和学者们的密切关注.为了揭示长宁Ms6.0震区的深部介质结构特征和孕震环境,综合解译地震活动的构造背景和展布特征,本文充分收集...     

2019年四川长宁MS6.0地震序列重定位和震源特征分析

采用双差定位方法对2019年1月1日至2019年10月20日期间四川区域台网记录到的地震进行重定位,得到7 030个重定位事件,并获得了四川长宁M_S6.0地震序列较准确的空间分布,并据此计算了震后长宁震源区的平均b值,分析了地震序列的活动性;利用近震全波形拟合方法获得了主震及4次M_S≥5.0地震的震源机制解和矩心深度,初步分析了本次地震序列的发震构造,获得如下主要结果:① 四川长宁余震序列呈NW?SE向分布,余震深度分布整体呈现出西深东浅的趋势,且西部地区地震的频度远远高于东部地区;② b值空间分布显示,震后长宁地区呈现出明显的挤压构造环境;③ 主震和4次震级较大余震的矩心深度均较浅,尽管均为逆冲型为主的地震事件,但破裂面走向有所差异;④ 推测主震及中强余震是长宁背斜地区既有断裂或者同震过程中所产生的新生断层长期受到外力挤压而错断所致。      

四川长宁县6.0级地震通信系统结构震害调查与分析

通信系统是生命线工程系统的重要组成部分,对震后通信系统各组成部分震害调查具有重要的现实意义。2019年6月17日四川省宜宾市长宁县发生6.0级地震,震源深度16km。首先介绍了该次地震震区及震害基本情况,并分为楼面基站和落地基站两类详细调查了Ⅷ度区长宁县双河镇和珙县珙泉镇震后通信系统使用功能及震害情况,得到了该次地震中通信系统各主要组成部分的典型破坏特征,并对其破坏的主要影响因素进行了分析。由调查结果可知:通信铁塔抗震性能良好;地面通信机房的破坏程度与结构形式紧密相关,应优先采用框架结构和彩钢机房,或者在砌体结构中增加圈梁和构造柱,增加机房整体稳定性;通信设备是通信系统抗震薄弱环节,应增强其抗震性能。