基于递归高通滤波的经验模态分解及其在地震信号分析中的应用

将地震信号分解成包含频谱互不重叠的单主周期的分量有利于地震信号的分析.分析了经验模态分解(EMD)中模态混叠的内在原因和已有的解决方法,梳理了解决模态混叠的思路框架,进而提出了一种新的基于输入递归高通滤波的EMD算法.首先用递归高通滤波器将信号预分解成频率由高到低的多个分量,实现信号的等价带通滤波,再用EMD对各带通分量按频率高低逐级递归筛分,获得完备的经验模态分量.通过合成信号和地震信号的仿真实验表明,该算法较好地克服了模态混叠,获得了频谱互不重叠的单主周期分量,并成功用于震相分离和分析,为地震信号分析提供了一种新思路.     

经验模态分解法在地震资料处理中的应用试验

通过对多种连续小波基的平稳序列时频分析,提出经验模态的非平稳序列的时频分析方法,并在地震资料处理解释应用中作探索性试验.试验结果表明：对地震记录道长为5 s和2 ms采样资料,经验模态分解后可获得6-7个固有模态函数单分量,分解的第一个分量C1（t）具有较宽的频率成分,可作为地震属性的主分量.     

南海东北部内波特征——经验模态分解方法应用初探

利用地震海洋学方法研究海洋内波已成为海洋地球物理学家与物理海洋学家共同关注的前沿问题.本文尝试利用当今时频分析的新手段——希尔伯特-黄变换中的经验模态分解（EMD）方法对南海东北部地震数据处理获得的垂直位移分布数据进行分解,获得了一些有新意的结果.分解结果表明,南海东北部海盆上方区域的内波包含波长约1.2、2.5、4、12.5 km的组成成分,其中波长约1.2、2.5 km的内波在200~1050 m的深度范围内上、下各层的波动基本耦合;波长约4 km与12.5 km的内波以600~700 m的水层为分界,其上、下部分的内波相位差90°,指示低波数内波能量的斜向传播.这些研究表明,EMD方法在内波运动学特征的地震海洋学研宄方面有良好的应用前景.     

重、磁异常的经验模态分解及其在鄂东张福山铁矿勘探中的应用

由Norden E Huang提出的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,即EMD)是一种以信号极值特征尺度为度量的时空滤波过程,其利用信号的上、下包络得到多个分量.这些分量包含了信号从高到低不同频率段的成分,也称固有模态函数,最后的余量为趋势分量,代表信号的平均趋势,这与地球物理场中...     

基于经验模态分解的地震瞬时属性提取

传统复地震道方法提取的地震瞬时属性存在物理意义不明确、对噪声敏感等不足,本文探讨基于经验模态分解的地震瞬时属性提取方法,得到不同尺度下的地震瞬时属性,由此得到的瞬时频率在数值上与地震主频对应较好.将该方法提取的属性应用到海上地震数据中,显示出较好的效果.     

基于自适应噪声完全集合经验模态分解算法和Hurst指数的地震数据去噪方法

在地震观测中,地震数据中普遍包含有噪声信号。由于噪声信号的干扰,地震分析的效率会受到不同程度的影响。传统的去噪方法通常需要噪声的先验知识,并且滤波时会造成部分有效信号丢失。针对这一问题,本文提出一种将自适应噪声完全集合经验模态分解（CEEMDAN）算法与Hurst指数相结合的地震数据去噪方法。首先通过CEEMDAN方法将信号分解为一系列本征模函数（IMF）,然后利用Hurst指数对滤波后的IMF分量进行识别,最后对地震数据IMF分量进行重构,从而实现数据去噪。与传统方法的去噪效果对比表明,本文方法可将低信噪比波形的去噪效果提高32%,将高信噪比波形的去噪效果提高6倍。同时对地磁数据的去噪结果表明,本文方法能够较完整地将地铁噪声从地磁信号波形中滤除。     

基于折线包络的经验模态分解方法

提出了一种基于折线包络的经验模态分解方法.以一个具有明确解析表达式的信号验证了该方法所得结果的意义,并讨论了该方法分解E1 Centro波所得固有模态分量(IMF)的波形与频谱特征.     

基于经验模态分解的形变信号滤波处理与异常提取

本文介绍了经验模态分解的方法与原理,给出了由经验模态分解产生的固有模态函数重构组合滤波器的原理与详细算法。通过对形变观测中典型干扰信号的综合处理、异常提取试验及其所取得的效果,综合分析认为,经验模态分解组合滤波器方法可作为形变观测数据处理中一种新的行之有效的分析方法。     

经验模态分解、数值仿真与形变信号滤波试验

首先介绍了经验模态分解的方法与原理, 给出了由经验模态分解产生的固有模态函数重构特定滤波器的算法, 然后通过对已知数据的仿真检验, 认为该方法在分解与重构滤波器方面具有较高的精度, 最后通过对形变数据中几类典型干扰信号的初步试验与对比分析, 可看出获得了满意的处理效果。 综合分析认为, 经验模态分解及其组合滤波器在干扰消除或某些频率成分滤波与研究中具有重要意义, 可作为形变数据预处理中一种行之有效的数据分解方法。     

基于经验模态分解的潮汐观测长趋势分析

运用经验模态分解方法,提取定点倾斜和应变固体潮观测数据的长趋势变化.通过对在震中周边600km范围内的地震台站的倾斜潮汐长趋势变化进行倾斜矢量分析,发现在2010年4月14日青海玉树Ms7.1地震前,距震中31km的玉树台倾斜矢量曲线出现“打结”现象.同时,对该区域内的应变潮汐长趋势变化进行面应变分析,发现处于玉树—甘...     

SVD与EMD联合去噪方法在地震勘探数据处理中的研究与应用

将基于倾角扫描的奇异值分解与经验模式分解法相结合应用到地震资料随机噪声压制中。首先利用经验模式分解法消除部分噪声,增强地震道有效信号的相关性,再利用奇异值分解对地震信号进行同相轴自动追踪,截取小时窗数据体,并进行同相轴拉平处理,经SVD计算小时窗数据中心点的值来代替计算样点的值,最终实现随机噪声的压制。理论模型试算和实际资料处理表明,本文提出的EMD-SVD方法简单易行,比单一的SVD方法去噪效果更显著有效地消除了地震资料中的随机噪声,提高了地震资料的信噪比,并改善了叠加剖面的质量。     

小波分析在地下流体数据处理中的应用

流体数据受各种干扰较大,有些甚至难以分辨变化量级.例如,5日均值就是对5天的日测值求平均,那么,5天之内的随机变化被削弱.这样对于一些弱信号经过平均以后会看不清原有的变化.另外,封闭性不好的井孔水位易受降雨干扰,而降雨的影响很难定量排除.因此,需要一种能够有效去除各种干扰的去噪方法.小波分析是近年兴起的信号处理方法,具有良好的时频局部化特征.它不但可以准确地描述瞬变信号的局部特征,还可以通过多尺度变换,从不同频带上观察信号的特征与演变.本文利用小波分析对地下流体数据进行多尺度小波分析,结果表明:利用小波分析可以较好地将数据的趋势变化和局部变化分开,并能有效地抑制噪声.     

平凉C11井地下流体数字化观测资料的分析

C11井是甘肃唯一一口数字和模拟观测同时并行的地下流体观测井, 2001年9月开始数字观测正式产出资料, 与模拟观测相比, 数字化观测数据信息量大, 传输速度快, 人为误差小。 该文分析了平凉C11井数字化水位、 气压、 水温等测项观测资料。 结果表明, 数字水位动态与模拟水位动态一致性较好、 数字水位与数字气压动态之间相关性较好, 数字水温与模拟水温的动态一致性不如水位好; 数字水位的潮汐效应非常明显, M₂波潮汐因子相当稳定(平均值1.1538), 相对误差较小(平均值0.0215)。     

北京良乡、赵各庄井水位、水温同震响应对比研究

收集了2001年以来北京地区良乡、赵各庄井水位、水温的同震响应资料,从其同震响应特征中发现,虽然两观测井水位的响应灵敏度相差不大,但良乡井水温的灵敏度要好于赵各庄井。在对比两观测井水温日变化幅度以及气泡脱逸模型的基础上,结合两观测井含水层的水文地质特征,对于两观测井水温响应灵敏度的差异给出了较为合理的解释。     

The Co-seismic Response of Underground Fluid in Yunnan to the Nepal MS8.1 Earthquake

In this paper, statistics are taken on the co-seismic response of underground fluid in Yunnan to the Nepal M_S8.1 earthquake, and the co-seismic response characteristics of the water level and water temperature are analyzed and summarized with the digital data. The results show that the Nepal M_S8.1 earthquake had greater impact on the Yunnan region, and the macro and micro dynamics of fluids showed significant co-seismic response. The earthquake recording capacity of water level and temperature measurement is significantly higher than that of water radon and water quality to this large earthquake; the maximum amplitude and duration of co-seismic response of water level and water temperature vary greatly in different wells. The changing forms are dominated by fluctuation and step rise in water level, and a rising or falling restoration in water temperature. From the records of the main shock and the maximum strong aftershock,we can see that the greater magnitude of earthquake, the higher ratio of the occurrence of co-seismic response, and in the same well, the larger the response amplitude, as well as the longer the duration. The amplitude and duration of co-seismic response recorded by different instruments in a same well are different.Water temperature co-seismic response almost occurred in wells with water level response, indicating that the well water level and water temperature are closely related in co-seismic response, and the well water temperature seismic response was caused mainly by well water level seismic response.     

海南琼海加积井水位对远大震的同震响应特征研究

本文收集整理了2001～2010年海南琼海加积井水位对震中距小于8000km、Ms≥7.8的远大震的同震响应资料,统计了水位变化的形态,分析了同震响应水位变化的幅度与震级及井震距的关系,核实了出现水位变化时的地震波震相.结果表明,同震响应形态表现为以阶升为主,无振荡类型的变化;水位的变化幅度与井震距、震级有一定的关系;该井的同震响应表现出一定的方向性;引起同震响应的地震波大多为面波,有一部分为周期较长的S波.     

海南琼海加积井水位对远大震的同震响应特征研究

In this study,we analyze the co-seismic response of water levels in the Jiaji well to strong earthquakes(MS≥7.8) from 2001 to 2010 at an epicentral distance less than 8000km.We investigated the co-seismic variation form of water levels,and analyzed the relationship between the amplitude of water level variation and the magnitude and the epicentral distance.We then checked the seismic wave phases when the changes of water level occurred.It was shown that:(1) the water level’s co-seismic response is mainly characterized by escalation with no oscillation;(2) the amplitude of water level change has a certain connection with epicentral distance and magnitude;(3) co-seismic response of water levels in the Jiaji well shows a certain directivity;(4) most of the co-seismic responses were caused by surface waves,and some by long-period S waves.     

EMD端点延拓新方法SAR遥感图像实例应用

经验模态分解(EMD)是希尔伯特-黄变换(HHT)过程的重要部分,其核心技术难点为端点延拓.本文基于目前各种EMD端点处理方法分析基础上,紧紧围绕如何防止端点发散这么一个关键点,开发了一种高效简便的EMD固定端点延拓新方法.利用该新方法,对线性仿真信号、非线性仿真信号和合成孔径雷达(SAR)遥感图像真实信号进行了经验模...     

夏垫断裂带地震地下流体的同震响应研究

地震地下流体已成为一种重要的地震监测手段。 本文分析夏垫断裂带上观测井的同震响应特征, 探讨观测井水位、 水温同震变化对夏垫断裂带的影响机理, 收集和整理布设在夏垫断裂带上的赵各庄井和西集井两口观测井水位和水温同震响应资料, 从响应的地震次数及发震位置、 异常幅度、 时间和形态类型等方面对其响应特征进行分析, 从震中距、 震级和井-含水层岩性等方面探讨了地下流体地震前兆异常的成因。 结果显示, 赵各庄井和西集井水位地震响应能力强于水温, 响应形态以振荡型为主, 对于M_S7.0以上地震具有显著的映震能力。 在水温资料中, 仅有赵各庄井对2008年汶川M_S8.0地震有响应, 响应幅度为0.0129℃。 综合分析认为, 井-含水层岩性影响了两井同震响应形态特征, 远场大地震产生的动态应变导致了较大的水位变幅。