地震震中及臨近區(qū)域的波傳播過(guò)程圖像模擬研究.pdf

1、天然地震事件為剪切源，震源深度一般幾公里以上，震源物理過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，事件波形衰減較為緩慢;人工爆炸是膨脹源，震源深度一般不超過(guò)1公里，震源物理過(guò)程持續(xù)時(shí)間較短，由于這類事件波形主要在地表軟土層內(nèi)傳播，事件波形衰減明顯較快。因此，這兩類不同事件的震中及臨近區(qū)域的波傳播過(guò)程應(yīng)該存在明顯差異。本文根據(jù)在一個(gè)事件附近一定區(qū)域平面內(nèi)的多個(gè)觀測(cè)臺(tái)站（離散觀測(cè)點(diǎn)）的波形信號(hào)數(shù)據(jù)，由同一時(shí)刻的離散觀測(cè)點(diǎn)信號(hào)數(shù)據(jù)值，采用平面波形插值化方法，得到區(qū)域平

2、面內(nèi)所有其它非觀測(cè)點(diǎn)位置在該時(shí)刻的波形信號(hào)數(shù)據(jù)模擬估計(jì)值，從而得到該時(shí)刻的事件震中附近一定區(qū)域平面內(nèi)的波場(chǎng)分布圖像。對(duì)事件全過(guò)程每一觀測(cè)時(shí)刻數(shù)據(jù)點(diǎn)都采用這種方法得到波場(chǎng)分布圖像，事件全過(guò)程的這種圖像系列即是表達(dá)了波傳播過(guò)程的特性。
　　本文根據(jù)震源的衰減特性，以及監(jiān)測(cè)臺(tái)站收集的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，充分利用各臺(tái)站的數(shù)據(jù)，形成每個(gè)事件的多臺(tái)站平面差值彩色圖像，通過(guò)觀察時(shí)間序列圖像的變化特點(diǎn)，提取出序列圖像的變化特征以試圖對(duì)震源類型進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別

3、。本文研究出了一種:多臺(tái)站插值的可視化方法(Multi stations interpolation Pattern，MIP)一使一區(qū)域內(nèi)的全部觀測(cè)臺(tái)站的所有波形的任同一時(shí)刻可視化為一個(gè)彩色圖像，前后不同時(shí)刻同一區(qū)域內(nèi)的全部觀測(cè)臺(tái)站的所有波形轉(zhuǎn)化為一變化的彩色圖像系列，通過(guò)彩色圖像系列的變化來(lái)觀察地震是如何向周圍區(qū)域傳播，通過(guò)傳播和變化的特點(diǎn)進(jìn)行震源類型的快速有效識(shí)別。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:天然地震的MIP時(shí)空序列圖像的平均亮度比人

4、工爆破的高，整個(gè)圖像的亮度波動(dòng)變化情況低于人工爆破。震源在垂直方向上的MIP序列圖像的特征識(shí)別率明顯高于東西和南北方向。本文還對(duì)采樣時(shí)間點(diǎn)對(duì)MIP時(shí)空序列圖像的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在天然地震和人工爆破在整個(gè)事件過(guò)程內(nèi)某些時(shí)間段的MIP時(shí)空序列圖像有很好的識(shí)別率，符合相應(yīng)震源類型的形成原理和衰減特性。
　　震源類型識(shí)別采用機(jī)器學(xué)習(xí)的邏輯回歸算法，使用最小二乘來(lái)對(duì)62個(gè)地震事件進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別，平均識(shí)別率達(dá)到80％多，最高識(shí)別效果有90