目录
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摘要 ............................................................................................................................ I ABSTRACT................................................................................................................ III 目录 .............................................................................................................................. V 第一章绪论 .................................................................................................. - 1 -
1.1 选题背景及研究意义.............................................................................. - 1 -
1.2 地震震相自动识别技术研究现状.......................................................... - 2 -
1.2.1 时域分析方法................................................................................. - 2 -
1.2.2 频域分析方法............................................................................... - 4 -
1.2.3 时频分析方法............................................................................... - 5 -
1.2.4 综合分析方法............................................................................... - 6 -
1.3 本文研究的主要内容................................................................................ - 6 - 第二章资料来源及数据处理 .............................................................................. - 9 -
2.1 福建地震观测台网简介.......................................................................... - 9 -
2.2 数据收集................................................................................................ - 10 -
2.3 数据处理................................................................................................ - 11 -
2.4 数据处理结果分析 (13)
第三章几种P波震相识别方法........................................................................ - 15 -
3.1 引言........................................................................................................ - 15 -
3.2 长短时平均结合AIC准则方法........................................................... - 15 -
3.2.1 长短时平均方法原理................................................................. - 15 -
3.2.2固定窗AIC准则方法原理........................................................ - 18 -
3.2.3 STA/LTA-AIC方法的应用........................................................ - 19 -
3.3 偏振分析方法........................................................................................ - 21 -
3.3.1 偏振分析方法原理..................................................................... - 21 -
3.3.2 线性偏振度Rec的应用 ............................................................ - 24 -
3.3.3 Dip-Rec函数的应用.................................................................. - 28 -
3.4 能量分析方法........................................................................................ - 30 -
3.4.1 能量分析方法原理..................................................................... - 30 -
3.4.2 能量分析方法的应用................................................................. - 33 -
3.5 FFT幅值比方法.................................................................................... - 37 -
3.5.1 FFT幅值比方法原理................................................................. - 37 -
3.5.2 FFT幅值比方法的应用............................................................. - 38 -
3.6 峰度方法................................................................................................ - 43 -
3.6.1 峰度方法原理............................................................................... - 43 -
3.6.2 峰度方法的应用......................................................................... - 45 -
3.7 几种方法的捡拾结果分析.................................................................... - 50 -
3.8 本章小结................................................................................................ - 53 - 第四章P波震相综合识别方法......................................................................... - 55 -
4.1 引言........................................................................................................ - 55 -
中国地震局工程力学研究所硕士学位论文
4.2 综合方法的原理与应用........................................................................ - 55 -
4.2.1 综合识别方法原理..................................................................... - 55 -
4.2.2 综合识别方法的应用................................................................. - 57 -
4.3 综合方法的捡拾结果统计与分析........................................................ - 59 -
4.3.1 捡拾结果的统计与分析............................................................. - 59 -
4.3.2 捡拾结果的示例分析................................................................. - 62 -
4.4 本章小结................................................................................................ - 72 - 第五章结论与展望 ............................................................................................ - 73 -
5.1 工作总结................................................................................................ - 73 -
5.2 工作展望................................................................................................ - 73 - 参考文献 ................................................................................................................ - 75 - 致谢 ...................................................................................................................... - 79 - 作者简介 ................................................................................................................ - 79 - 攻读硕士期间参与的科研项目 ............................................................................ - 79 -
第一章绪论
第一章绪论
1.1 选题背景及研究意义
地震是危及人们生命和财产安全的重大自然灾害之一。破坏性地震常常导致巨大的人员伤亡和严重的建筑物破坏，同时伴随着山体滑坡、海啸、泥石流、水灾、火灾、瘟疫、毒气泄漏、放射性物质扩散等次生灾害，因此，必须采取有效的措施来减轻地震灾害给社会带来的巨大损失。
地震预警是一种能有效地减轻地震灾害的重要手段。地震预警的原理是利用电磁波的传播速度远大于地震波速或地震P波波速大于S波与面波的特点，在破坏性地震到达前为预警目标区提供预警信息，为人们采取应对措施提供数秒到数十秒的预警时间，从而达到减轻地震灾害的目的[13]。
目前，地震预警系统的研究及应用受到许多国家和地区的重视，日本、美国、中国台湾、罗马尼亚、意大利、瑞士等国家和地区都已经在积极建设和完善地震预警系统[16]。
从技术的角度考虑，震相自动识别是地震预警系统中最基础却又极其关键的技术环节[6]。目前常见的震相自动识别方法主要是利用地震信号和噪声的不同特征来判别震相，幅值特性变化、频率成分变化、偏振特性变化、波形相似性以及动力特性变化是常用的判据。
现有预警系统广泛采用STA/LTA结合AIC的方法进行震相到时捡拾，STA/LTA-AIC方法具有计算简单、便于实时、精度高等优点。但实际应用中，存在误捡拾较多的情况，这些误捡拾主要由噪声段的脉冲、爆破等干扰信号以及地震信号段的反射波、S波等非P波信号引起的。错误的震相捡拾极可能导致错误的地震定位及震级估算，这是因为地震定位、震级估算、烈度预测的准确性依赖于准确可靠的震相自动识别：
（1）预警的定位方法主要是基于有限的震相到时信息的近实时方法，错误的震相捡拾到时会导致错误的定位结果。
（2）不同类型震相的震级估算方法不同。预警的震级估算主要还是利用P 波震相信息，如果误识别其他非P波震相为P波初至震相，并参与震级估算，则估算结果肯定是不准确的。
（3）预警的烈度预测是在地震定位和震级估算的基础上，结合相应的衰减关系得到的，其结果的准确性很大程度上取决于地震定位和震级估算。
准确可靠的震相自动识别能进一步提高预警的可靠性，同时可以有效降低预警系统中的震相关联等后续工作的复杂度，提高运算效率。
因此，地震预警系统的震相自动识别要能尽量不“漏”，更要确保不“误”，