天然地震

摘要： 天然地震和爆破事件识别是地震监测预警的重要内容.近年来,快速发展的深度学习算法以其强大的数据特征挖掘和图像识别能力,能够较快并准确地约束地震事件属性.利用多输入卷积神经网络算法构建天然地震和爆破事件自动分类网络模型,其中输入信息包括多台站地震波形和单台站的地震时频数据,使得卷积神经网络同时获取事件的波形、频谱和极性特征.根据美国犹他州2012年记录到的天然地震和采石场爆破的观测资料,构建深度学习的训练数据集并进行模型训练,并据此判断2013—2016年间已知的天然地震和爆破事件.结果表明,多输入卷积神经网络具有较高的识别精度,识别率高达97%.

摘要： 前言天然地震是由于地壳活动引起地面震动的一种自然现象。然而这只是一种笼统的说法,地震学家们更关心的是地表深处震源区的岩层到底是如何破裂的?这种破裂与我们看到的地表破裂、与我们能感受到的地面震动有什么关系?通过对地震波的分析,科学家们发现,发生地震的断层(发震断层)的破裂速度是一个影响地表破裂和地面震动强度的关键的因素。

摘要： Journal of Geophysics and Engineering(JGE)是由中国石化石油物探技术研究院主办、英国帝国理工大学协办、牛津大学出版社出版发行的SCI检索国际性期刊.主要登载地球物理与油气藏工程方面的高质量文章,内容涉及岩石物理、勘探地球物理、油藏综合地球物理以及相关的工程地球物理等。也欢迎地球动力学、天然地震、油气地质等相关领域的学者投稿。该刊为双月刊,2019年起采用完全开放获取模式出版。

摘要： 以上海地区记录到的天然地震和“4·20”上海中环中心爆破、“4·26”浦东爆破为例进行标准时频变换分析,并对得到的标准时频谱特征进行研究。通过对时频谱进行对比可看出:经过NTFT变换后的数据相对于小波变换、时频域的分辨率有显著的提升,可更为清晰地展示出地震信号和背景噪声的信号特征,在一定程度上,能对不明显的地震波形,甚至被噪声淹没的地震信号进行有效的识别;上海地区天然地震与爆破事件的频率均主要分布在20~40 Hz范围内,频带范围差异不大;天然地震能量信号多集中在20 Hz附近,而爆破事件能量信号则大致集中在30~40 Hz之间;天然地震能量分布呈现“多峰”特征,而爆破事件则表现出相对“少峰”,主要呈现出高能量、小范围冲激形式的特点。

摘要： 文章对地震波形进行经验模态分解(EMD),对分解后的内模函数(IMF)进行时域特征提取,由所提取的特征对天然地震和人工爆炸2类事件源类型进行分类识别,结果表明,由IMF所提取的时域特征具有良好的区分识别能力。采用经验模态分解将原波形信号分解为7个内模函数和残差函数,对原波形、每个内模函数和残差函数分别提取26个时域统计特征,组成9个特征组(命名为Q_(0),Q_(1),…,Q_(8));再计算7个内模函数的幅度能量比得到7个能量比特征,再和选择前4个内模函数的26个时域统计特征中的8个特征共32个特征组成一个有39个特征的特征组(命名为Q_(9))。对这10组特征样本集进行单组、多组的特征组合事件类型识别实验,采用对称KL距离(Kullback-Leibler divergence)、以事件为识别单元进行分类识别;每次识别实验,随机选取部分(30%,50%,70%,或90%)事件的所有观测台站的3分量的所有波形相应特征组的特征同时作为训练样本和测试样本集,多次反复进行实验,结果表明第2个内模函数提取的时域统计特征在选择90%事件时识别效果最好,正确识别率大于90%;这说明,内模函数具有比原波形更好的事件类型区分能力,可为由波形识别事件源类提供更为有效的特征。

摘要： Journal of Geophysics and Efi^ineer-ing(JGE)是由中国石化石油物探技术研究院主办、英国帝国理工大学协办、牛津大学出版社出版发行的SCI检索国际性期刊.主要登载地球物理与油P藏工程方面的高质量文章,内容涉及岩石物理、勘探地球物理、油藏综合地球物理以及相关的工程地球物理等。也欢迎地球动力学、天然地震、油气地质等相关领域的学者投稿。该刊为双月刊.2019年起采用完全开放获取模式出版。

摘要： 由于震源识别模型判据选取不当或关键参数设置不合理,现有地震辨识模型的性能受到一定制约。为了改善地震类型识别效果,优化反向传播(back propagation,BP)神经网络参数设置,提出了一种经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)多尺度近似熵(multi-scale approximate entropy)判据,并讨论训练函数、激活函数、隐藏层神经元数目与学习速率等网络参数对地震辨识的影响。首先,针对多组天然地震事件及人工爆破事件波形进行关键信息提取与归一化,利用EMD算法提取6个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)和1个剩余分量(residual),然后分别计算近似熵得到EMD多尺度近似熵向量;再次,设计一系列BP神经网络调参实验,研究BP神经网络参数对地震类型识别的影响。结果表明,训练函数、激活函数、隐藏层数目等参数对地震辨识产生了明显的影响,辨识效果较好的参数组合为:训练函数采用共轭梯度法,输出层激励函数为purelin函数,隐层激励函数为logsig函数,隐层节点数和学习率分别设置为10和0.01,此时的Accuracy、Speed、MSE分别为97.0897%、0.3059 s、0.0382。该研究弥补了神经网络调参和EMD多尺度近似熵判据在震源识别领域的空白,有助于提高与改善地震识别的准确率和稳定性。

摘要： 快速、准确地识别天然地震和人工爆破事件是地震台网监测的重要工作之一,也是提高地震观测记录质量、开展地震研究工作的重要基础。针对反向传播神经网络、支持向量机等主流分类识别方法在地震事件分类识别应用上的不足,提出一种基于改进EWT和LogitBoost集成分类器的地震事件分类识别算法。首先,基于S谱能量曲线对传统经验小波变换进行改进,将信号自适应分解为按频率和能量分布的本征模函数;其次,提取P波与S波最大振幅比,前4个本征模函数的香农熵、对数能量熵,以及去噪后重构信号主频等特征;最后,采用基于集成学习LogitBoost的决策树集成分类器进行分类。实验结果表明,所提算法具有较高的鲁棒性,能有效解决样本不足的问题,识别准确率达93.1%以上,比集成学习AdaBoost、反向传播神经网络和支持向量机等方法提高了1%以上,且分类识别效果好。

摘要： 冰川地震学结合了冰川学和地震学的综合优势,形成一门年轻的交叉学科.冰震是指冰川运动和破裂过程中产生的振动,包括从微小的嘎吱声到相当于7级地震的突发性破裂或滑动.当前,根据冰震发生的位置以及发生机理的不同,将冰震大概分为五类:冰川表层破裂、冰川终端崩解、冰内水力压裂、冰腔水流震荡、冰层基底黏滑.冰震研究除了可以采用传统地震学方法外,也可以结合GPS、数值模拟、冰川物性等多学科综合方法来研究,进一步可以探究冰崩的发生过程及危险性评估.本文回顾了国内外冰川地震学的研究进展,介绍了我国研究人员在青藏高原地区开展的冰川地震研究工作,综合探讨了冰川地震对天然地震研究的启示.

摘要： 水听器(Hydrophone)可以应用于海洋地质和海洋地震的勘探工作,在观测地震时,往往被当做海底地震仪的第四个分量。通过与海洋地震仪的其他分量对比,水听器在检测天然海洋地震时表现出来的性能还有非常大的提升空间。文章利用漳州浯屿岛海底地震台采集到的天然地震动数据和三组人工地震数据,对长期在海底环境下工作的水听器工作性能进行分析。通过对比水听器检测到的天然地震和人工地震波形图随距离的变化情况,判断出水听器在检测气枪信号的范围远大于检测到天然地震的范围,而且检测到的信号高质量与震源能量大小有关。

摘要： 本文重点研究了化学爆炸引起的地震和天然地震的检测、定位和识别方法。其中，检测和定位是地震观测的常规工作，用地震方法探测化学爆炸的关键是识别事件类型，即区分化学爆炸与天然地震。本文利用三分向地震仪对东北某矿区等化学爆炸高发区进行监测，基于STA/LTA检测算法实现地震事件的自动检测，基于时差实现事件定位，在特定频带上，通过P波初动和P/S振幅比判据有效识别了化学爆炸和天然地震的事件类型，研究发现，，STA/LTA检测算法、P-S波时差定位算法、P波初动和P/S振幅比联合判据可有效检测、定位、识别东北地区的工业爆炸地震与天然地震事件，精确测量相关地区地震波传播速度可进一步提高定位精度。

摘要： 本文针对化学爆炸和天然地震事件中实测的地震和次声信号,从时域和频域的角度,分析了不同事件、同类信号之间的区别,研究了同一事件的次声和地震的联系.结果表明,天然地震难以产生明显的次声信号,化学爆炸和天然地震事件产生的地震波有显著区别,化学爆炸冲击波激发出的地震、次声两种信号主频处于相同的频带,进行特征提取可以识别事件类型并估计事件参数.

摘要： 本文首先对不同震源深度的天然地震后续PmP震相走时特征进行了理论研究，然后根据不同震源深度的PmP震相走时特征、波形振幅特征和粒子运动轨迹特征，从日本东北地区活火山周边的地震波形中拾取到了394个PmP震相数据和3356个初至P波数据。最后使用这些拾取到的走时数据，对比分析了加入PmP震相前后的检测板理论测试结果和活火山下地壳结构的成像结果，发现加入PmP震相后，地壳内部的射线交叉程度得到很大的改善，且层析成像结果显示活火山下的低速异常结构从表面一直延伸到Moho界面处，这与活火山岩浆的上升通道有很好的对应关系。

摘要： 5·12天然地震给中国四川等省人民带来了巨大的伤害。在地震自然灾害面前，人类暂时还无法预测，但我们可以努力寻找减少地震灾害的措施，天然地震预警系统就是一种很有价值的方法。本文首先阐述了天然地震的危害性以及预警的重要性。然后，详细地介绍了天然地震预警系统的原理：地震P波和S波分量到时的确定、地震震级确定、地震震源的确定以及天然地震预警系统的设计。最后，根据天然地震预警系统的原理，借助国外地震预警设计方法并结合我国刚建成的京津城际高速铁路，发表了自己关于该高速铁路天然地震预警系统布置的相关看法;从台阵与控制中心的布置，报警系统的分布与形式到安全自动控制装备的设计，形成了一个较好的天然地震预警系统方案。

摘要： 核爆炸与天然地震的自动识别是监测全面禁止核试验条约执行情况的主要内容之一，地震波信号的特征提取、特征选择与识别算法是核爆地震识别的三个关键问题。本文介绍了人们在上述三个方面的最新研究进展情况。

摘要： 相比于天然地震，相同震源强度情况下，地下爆炸通常情况激发的S波较弱，P／S幅值比能够很好的区分天然地震和爆炸。而在低频段2 Hz以下，地下爆炸能够激发出较强的S波，与天然地震的P／S幅值比交叠在一起，该识别判据失效。对此问题的解释学界一直没有确定的结论，本文基于地下爆炸埋深较浅的特点提出了一种理论解释，理论地震图计算的结果支持了该解释的合理性。

摘要： 利用地震记录波形研究低当量事件识别新技术是地震核查的重要课题。本文借鉴倒谱域峰值判据c的数值分布规律，利用事件震源激发地震波列的纵、横波能量释放分配差异对比，经过各类震源事件大量记录波形的特征分析和数值分布统计，在时间域创建了一个对比参量a，时间域参量a具有人工爆炸与天然地震的震源性质依附功能，a为零值的直线能够把人工爆炸与天然地震区分开，地震的a值是大于零的正值；爆炸a值为负值。

摘要： 全球地震波探测是监测核试验的重要手段。针对地震波信号的非平稳性特点，本文利用离散Gabor变换对核爆和天然地震产生的地震波信号进行特征提取。由于进行Gabor变换后会产生大量的信息冗余,需要在特征空间进一步进行特征提取。与天然地震相比，核爆炸时能量的释放更为迅速、集中,本文提出了以谱图中极大值点所对应的时间值作为地震或核爆信号的特征。实验结果表明,该方法在将特征空间降为一维的同时取得了较好的识别效果。

摘要： 本文将协同模式识别理论用于核爆地震和天然地震的识别。在采用经典的原型模式选择方法识别效果不理想的情况下,提出了一种新的基于主成分分析的原型模式选择方法。该方法对每一类训练样本作主成分分析,构造出一个综合了该类样本大部分信息的虚拟样本作为该类的原型模式。实验结果表明,同经典的原型模式选择方法相比,该方法使识别率有了较大提高。

摘要： 利用北京大学在山西布设的临时台阵，结合中国地震局地球物理研究所的“华北地下精细结构探查”项目的部分台站，以及山西地震局和河北地震局的固定台站，共计121台站，从2006年8月份到2008年3月份的连续记录数据，得到了每两个台站之间的瑞利面波的格林函数。进一步利用这些格林函数进行FTAN分析，就可以得到不同周期瑞利面波的相速度和群速度，即频散曲线。然后通过面波层析成像得到了华北地区周期为6秒～40秒的瑞利波的群速度和相速度分布图像。结果显示，群速度和相速度图像清晰地揭示出华北地区地壳和上地慢的速度结构和莫霍面的横向变化。

摘要： 本发明实施例公开了一种采用地震数值模拟勘探天然气水合物的方法，包括：测定模型参数，根据参数设定时间域弹性波动方程；将时间域弹性波动方程变换为频率域波动方程；基于交错网格，消除应力分量，得到四阶精度条件下的差分格式；推导得到频散关系；对频散关系最优化，得到最优化差分系数，并带入差分格式中，形成最优化交错网格有限差分格式；将模型参数带入最优化交错网格有限差分格式，构建大型稀疏方程组，求解，得到天然气水合物的高精度弹性波响应。本发明基于变网格有限差分离散方法，推导出差分格式以及频散关系，并对差分格式进行高斯牛顿优化，通过将优化的差分系数重新代入并构建大型稀疏方程组，实现弹性波响应的高效精确求解。

摘要： 本发明公开了一种基于微地震矩张量反演的储层天然裂缝建模方法，包括以下步骤：(a)确定建模区域大小，确定天然裂缝数量以及长度分布范围；(b)建立天然裂缝位置模型，确定天然裂缝位置；(c)建立天然裂缝方位模型，得到天然裂缝方位分布随机数列；(d)建立天然裂缝长度模型，得到天然裂缝长度分布随机数列；(e)随机抽样，并进行边界处理与可视化表征。本发明方法克服现有储层随机天然裂缝建模方法建模精度的不足，建立了二维随机天然裂缝模型，基于微地震数据统计和矩动量反演结果，为随机天然裂缝建模提供足够大的数据体量，使建模结果更贴近真实地层情况，指导致密油气储层的压裂优化设计和生产模拟。

摘要： 本发明属于海域勘探技术领域，公开了一种海域天然气水合物体系地震响应特征的正演物理模拟方法，针对研究区水合物体系的分布特征建立物理模型，确定天然气水合物及下伏游离气的地震响应特征，根据正演物理模拟结果修正天然气水合物体系的地震解释结果，实现海域天然气水合物体系的正演物理模拟。本发明分析地震的振幅、波形等与天然气水合物的饱和度、厚度、赋存区之间的关系，探索不同天然气水合物体系地质模型的地震响应特征与模式，根据正演物理模拟结果来指导地震解释工作中对天然气水合物体系的识别与表征，是国内外天然气水合物体系的正演物理模拟处于初级阶段的背景下进行的前期探索和研究，具有重要指导意义。

摘要： 本发明涉及裂隙充填型天然气水合物层的各向异性地震饱和度的预测方法。本发明针对裂隙充填型水合物层的特点，通过地震数据和测井数据的地震反演，获得裂隙充填型水合物层的地震波阻抗数据体；通过地震反演获得的密度和速度低频模型，计算水合物层的速度、密度和孔隙度数据体；利用孔隙度数据体和各向异性岩石物理模型计算理论的裂隙充填型水合物层的速度；对比分析实际和理论计算的速度即可获得裂隙充填型水合物层的饱和度。本发明能够解决以往各向同性岩石物理模型预测地震饱和度过大的问题，从而提高该类型水合物层的预测精度，还可以为该类型水合物层的钻井选择提供技术支撑。

摘要： 本发明公开了一种天然源煤槽地震波勘探方法，先在巷道内布设观测系统，然后利用观测系统进行天然源槽波数据的采集，由于天然源槽波的频散特征与煤层厚度、煤层纵横波速度以及围岩纵横波速度相关。接着采用扩展空间自相关法提取出天然源槽波的频散特征曲线；并采用波长深度转换系数法对获得的频散曲线进行解释，从而能得出巷道周围煤层及围岩不同深度各自的纵横波速度剖面图，最后根据煤层及围岩不同深度各自的纵横波速度剖面图确定周围煤层及围岩的地质信息。本发明通过利用天然源槽波进行地质探测，使其能在保证对煤层进行精准探测的前提下，具有观测系统布设方便使其每次探测效率高，且探测范围较广。

摘要： 本发明实施例公开了一种采用地震数值模拟勘探天然气水合物的方法，包括：测定模型参数，根据参数设定时间域弹性波动方程；将时间域弹性波动方程变换为频率域波动方程；基于交错网格，消除应力分量，得到四阶精度条件下的差分格式；推导得到频散关系；对频散关系最优化，得到最优化差分系数，并带入差分格式中，形成最优化交错网格有限差分格式；将模型参数带入最优化交错网格有限差分格式，构建大型稀疏方程组，求解，得到天然气水合物的高精度弹性波响应。本发明基于变网格有限差分离散方法，推导出差分格式以及频散关系，并对差分格式进行高斯牛顿优化，通过将优化的差分系数重新代入并构建大型稀疏方程组，实现弹性波响应的高效精确求解。

摘要： 本发明公开了一种基于数字滤波调整天然地震波拟合反应谱的方法和装置，所述方法包括：以目标反应谱的频率点为节点确定频带数目与各频带所含频率范围，利用数字滤波技术将天然地震动记录分解为具有不同频带的子波，并将各子波重构得到迭代所需初始时程；对初始时程，利用影响矩阵法迭代逐步调整各子波幅值系数，直至相应时程反应谱与目标反应谱的拟合精度满足要求为止。本发明克服了当下反应谱拟合技术中地震动天然特性保留不足的问题，迭代计算效率高，匹配精度较高，有助于提高工程结构的动力时程响应分析效率与得到更高可信度的分析结果。

摘要： 本发明公开的属于地震技术领域，具体为一种基于自然电磁脉冲信号的天然地震监测预报装置，包括中央处理部件，实时接收电磁脉冲接收部件传输的电磁脉冲信号，电磁脉冲接收部件与中央处理部件连接，接收地震发生时的瞬时电磁脉冲信号，然后将检测到的数据信息传输到中央处理部件，通讯部件作为信息传输通道连接中央处理部件与远程终端，通过电磁脉冲接收部件接收地震时地壳发出的瞬时电磁脉冲信号，经脉冲信息放大部件放大及滤波部件滤波除燥后传输至中央处理部件，中央处理部件接收到电磁脉冲信号，对数据信息进行解析处理的同时，通过局域网与通讯部件配合，将地震信息进行实时通知，方便进行地震前的预警，减少人员伤亡情况。

摘要： 本发明提供了一种天然地震数据重建方法、装置和电子设备，涉及地质数据处理的技术领域，包括：获取天然地震数据的采样数据和采样矩阵；基于稀疏性假设，利用采样数据、采样矩阵和预设变换域的稀疏变换算子，确定天然地震数据的正则化反演模型；对正则化反演模型进行求解，得到目标地震数据；其中，目标地震数据为天然地震数据在预设变换域中对应的数据；基于目标地震数据和稀疏变换算子重构天然地震数据。本发明方法无需依赖地震模型即可完成天然地震数据的重建，因此，本发明方法的可实施性更强，应用范围更广。

摘要： 本发明提供了一种天然地震对矿井工作面稳定性的模拟装置与方法，包括试验箱体、井下支护平台系统、不均匀载荷加载系统、振动发生系统、数据采集及控制系统。其通过预先制作好的模块化煤体模拟开采过程，并随工作面推进模拟开采扰动，通过垂直和水平应力加载系统模拟煤层三向应力状态，通过底部承压水囊提供煤层构造应力形态，探究天然地震对井下支护系统的稳定性影响，并可监测地震发生时各岩层间的应力传递规律，对研发抗震性能强的支护装置以及监测能力强的矿震监测系统提供了重要的试验基础。