小波分析在天然地震初至及震相識(shí)別中的應(yīng)用研究.pdf

1、地震災(zāi)害給人類帶來(lái)了很大的傷害,為了減小地震給我們帶來(lái)的傷害,一方面我們應(yīng)該加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè),提高各工程的抗震設(shè)計(jì),另一方面還應(yīng)該建立一套完善的地震預(yù)警系統(tǒng)和基于震害快速評(píng)估的震后應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)。只有縮短地震定位和地震數(shù)據(jù)的處理時(shí)間,才能達(dá)到理想的預(yù)警效果和減災(zāi)實(shí)效。我們要對(duì)地震波進(jìn)行初震和震相識(shí)別,確定地震波的初至位置及初至?xí)r間。這樣可以提高地震速報(bào)的速度,為震后應(yīng)急贏得寶貴時(shí)間。識(shí)別地震波震相的方法有很多,基于小波分析的震相識(shí)別是目前應(yīng)用

2、最廣泛,也是最有效的方法。目前比較常用的識(shí)別震相的方法是基于小波分析的,劉希強(qiáng)曾提出通過(guò)信號(hào)的小波變換系數(shù)體現(xiàn)的信號(hào)不同的特征,例如,偏振等,來(lái)發(fā)掘不同尺度下地震信號(hào)的小波變換系數(shù)存在的差別。
　　通過(guò)這些差別性的特征,我們可以得到不同尺度下信號(hào)中S波和P波的識(shí)別因子,然后根據(jù)這些識(shí)別因子,我們可以確定S波和P波初震的定位函數(shù),通過(guò)定位函數(shù),我們很容易就可以拾取P波和S波的初至。
　　小波分析中的小波包變換比小波變換更先進(jìn)的

3、信號(hào)分析方法,它在離散尺度和離散平移的基礎(chǔ)上還增加了頻率參數(shù),進(jìn)一步分割隨尺度增大而變寬的頻譜窗口。小波包分析能夠?qū)π盘?hào)的高頻部分進(jìn)一步分解,將頻帶進(jìn)行多層次劃分,并能根據(jù)不同的信號(hào)自動(dòng)選擇與之對(duì)應(yīng)的頻帶,這些都是小波變換所不能達(dá)到的,因此小波包變化彌補(bǔ)了小波變換很多不足之處。
　　自適應(yīng)性是小波變換的優(yōu)點(diǎn),小波變換能根據(jù)分析的不同信號(hào)自動(dòng)調(diào)整有關(guān)參數(shù),如分辨視窗等,從而可準(zhǔn)確識(shí)別初震。但是小波包變換在震相識(shí)別方面上也存在一些不足

4、,因此應(yīng)該結(jié)合小波變換進(jìn)行分析,從而準(zhǔn)確的識(shí)別震相。
　　本論文主要研究小波分析在初震和震相識(shí)別中的應(yīng)用。主要介紹小波分析的基本原理,最佳小波包基的選擇,小波分析在信號(hào)消噪方面的應(yīng)用及其在天然地震波的初震及震相識(shí)別中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)含噪聲的模擬信號(hào)分別用小波變換和小波包方法去噪后,進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)小波包消噪效果更好,因此利用小波包消噪的方法分別對(duì)模擬信號(hào)和實(shí)際天然地震信號(hào)進(jìn)行處理,然后利用小波對(duì)初震及其震相進(jìn)行識(shí)別,將識(shí)別結(jié)果與前人研