气枪主动源与天然地震信号的传播特征对比研究 被引量：8

1

作者 向涯 王彬 +2 位作者 杨润海 王伟涛 杨海燕 《地震研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期605-612,共8页

应用S变换对比分析云南宾川地震信号发射台单次气枪激发信号与同当量天然地震信号在传播过程中的波形和频率特征,并基于参考台聚类分析结果,对其他接收台站的地震信号进行线性叠加和相位加权叠加,研究结果表明:(1)气枪信号传播过程中主... 应用S变换对比分析云南宾川地震信号发射台单次气枪激发信号与同当量天然地震信号在传播过程中的波形和频率特征,并基于参考台聚类分析结果,对其他接收台站的地震信号进行线性叠加和相位加权叠加,研究结果表明:(1)气枪信号传播过程中主频为3~6 Hz,可以在距离为151 km的台站检测到信号,传播过程中能量衰减较慢。天然地震信号主频较高,在传播7.7 km时的主频为10~20 Hz,传播距离约为60 km,传播过程中能量衰减较快;(2)经过2 000余次的线性叠加和相位加权叠加,可以分别在距离为225 km和350 km的台站检测到气枪信号。与天然地震信号相比,气枪信号数据丰富、衰减慢、传播距离远,利用气枪数据可以研究更大范围的地壳介质结构。 展开更多

关键词 宾川主动源 气枪激发 地震信号 聚类分析 信号叠加 波形特征 S变换

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基于Jitter采样的压缩感知地震勘探数据重构

2

作者 张帅 杨润海 +5 位作者 姜金钟 张演 郑定昌 邓月飞 杨润萍 王志豪 《地震研究》 北大核心 2025年第1期71-79,共9页

受野外复杂环境影响,地震勘探采集的地震数据往往不完整且有坏道。为提高原始地震数据的完整度,基于压缩感知稀疏反演理论,构建了一种基于Jitter采样的压缩感知地震勘探数据重构方法。从采样模型和采样信号频谱分析等方面详细对比3种采... 受野外复杂环境影响,地震勘探采集的地震数据往往不完整且有坏道。为提高原始地震数据的完整度,基于压缩感知稀疏反演理论,构建了一种基于Jitter采样的压缩感知地震勘探数据重构方法。从采样模型和采样信号频谱分析等方面详细对比3种采样方法的优缺点。通过合成地震数据测试,从信噪比、均方根误差、互相关系数3个方面进行重建效果综合评价并应用于实际数据中。结果表明:与传统随机采样方法相比,基于Jitter采样方法重构前后的地震数据形态振幅一致性更强,信噪比更高、误差更小、互相关系数更高。实际数据应用结果显示:重构后的叠后地震成像数据同相轴清晰,连续性更强,振幅一致性强,对噪声压制较好。这表明Jitter采样在保持随机性采样的同时,可以有效控制采样间隔,解决了采样点过于分散或者过于集中的问题,更有利于数据的恢复。综上,Jitter采样方法能够从稀疏不均匀数据中重建出密集规则化的地震数据,可以为后续的高质量偏移成像、速度建模等研究提供完整地震数据支撑。 展开更多

关键词 压缩感知 Jitter采样 地震勘探 数据重建

基于压缩感知的信号重建方法及在气枪震源信号处理中的应用 被引量：6

3

作者 张帅 杨润海 高尔根 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期322-330,共9页

在气枪源探测过程中,由于各种干扰因素的影响,导致部分有效信号缺失或受随机干扰严重,为了重构出连续完整的数据,依据气枪源信号在傅里叶变换域中具有稀疏性的特点,构建了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,简称CS)的缺失信号重建... 在气枪源探测过程中,由于各种干扰因素的影响,导致部分有效信号缺失或受随机干扰严重,为了重构出连续完整的数据,依据气枪源信号在傅里叶变换域中具有稀疏性的特点,构建了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,简称CS)的缺失信号重建方法。首先进行数值模拟,并将该方法与传统的插值方法处理效果进行对比,对重建效果进行均方根误差及信噪比(SNR)分析,结果显示:压缩感知方法重建前后信号的波形吻合度高、振幅一致性更强、同相轴清晰且连续性相同,对噪声压制较好。综上表明:该方法重建效果优于传统的三次样条插值方法。将该方法应用于实际资料,结果显示受干扰的有效信号能够得到很好的恢复重建。 展开更多

关键词 气枪源 地震 随机干扰 压缩感知 为缺失信号重建

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元谋苴林地电场改造前后数据分析 被引量：1

4

作者 肖鑫 杨润海 +2 位作者 施建明 周建荣 王林岚 《地震科学进展》 2024年第7期457-465,共9页

以楚雄地震监测中心站元谋苴林地电场观测资料为研究对象,结合该地电场观测以来两次改造的思路与具体内容,对两次改造前后共3个时间段内的观测数据曲线变化特征及数据质量进行对比分析,得到以下经验,供其他地电场观测台站进行改造与建... 以楚雄地震监测中心站元谋苴林地电场观测资料为研究对象,结合该地电场观测以来两次改造的思路与具体内容,对两次改造前后共3个时间段内的观测数据曲线变化特征及数据质量进行对比分析,得到以下经验,供其他地电场观测台站进行改造与建设作参考:①固体不极化电极的抗干扰能力及稳定性远超铅电极;②电极埋深需更多考虑土壤电性一致而非注重埋设深度,应在建台时做好场地的地勘工作,确保各电极埋设后接地电阻无较大差距,同时还应注意电极引线埋深一定要大于农户日常耕作可能触及的深度;③双“L”型布极需严格按照地电台站建设规范布设长短极距;④对于架空线路绝缘问题,可做抱箍与电杆间先通过绝缘橡胶垫绝缘,再做抱箍与钢绞线间通过绝缘子再次绝缘,特别是有地电阻率同场地观测的台站,更应注重钢绞线绝缘问题。 展开更多

关键词 元谋苴林 地电场 改造 观测质量

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基于改进的线性调频Z变换的高精度地震波速干涉测量 被引量：5

5

作者 杨润海 谭俊卿 +2 位作者 向涯 姜金钟 王彬 《地震研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-9,I0002,共10页

地震波信号走时差的精确估计是了解地壳介质性质变化及其过程的关键,鉴于互相关的时延检测方法受相关窗口长度和信号信噪比影响较大,将改进的线性调频Z变换谱细化和相关峰精确插值引入到陆地大容量气枪主动源观测中的波速干涉测量中,介... 地震波信号走时差的精确估计是了解地壳介质性质变化及其过程的关键,鉴于互相关的时延检测方法受相关窗口长度和信号信噪比影响较大,将改进的线性调频Z变换谱细化和相关峰精确插值引入到陆地大容量气枪主动源观测中的波速干涉测量中,介绍了一种能够获得高精度走时差的短时窗时延估计方法。模拟实验和实际数据分析表明:本文方法可以获得高精度的信号时延估计值,提高地震信号波速变化计算的精度。 展开更多

关键词 地震波速 短时窗时延估计 线性调频Z变换 相关峰精确插值

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气枪震源信号波速变化计算中的水位影响及消除 被引量：4

6

作者 向涯 杨润海 +5 位作者 谭俊卿 周云耀 王彬 吕永清 王鹏辉 王海斌 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第4期1470-1476,共7页

气枪震源是一种重复性很高的人工震源.受激发条件改变影响,气枪信号一致性会有所下降.反褶积方法可以去除气枪信号中激发压力、沉放深度、位置移动等的影响,但信号中水位变化的影响难以通过反褶积消除.地震信号波速变化反映了介质应力... 气枪震源是一种重复性很高的人工震源.受激发条件改变影响,气枪信号一致性会有所下降.反褶积方法可以去除气枪信号中激发压力、沉放深度、位置移动等的影响,但信号中水位变化的影响难以通过反褶积消除.地震信号波速变化反映了介质应力及物理状态的变化.利用气枪信号计算的波速变化受水位变化影响不能完全反应真正的介质变化,对研究结果及后续分析和应用产生较大干扰.为消除气枪信号波速变化中水位变化的干扰,本文提出了一种消除水位影响的方法:(1)水位以Δh=0.2 m为间隔分段,将各个水位区间内激发的所有气枪信号叠加;(2)计算所有水位区间内气枪信号的波速变化,得到波速变化与水位变化的关系;(3)进行最小二乘拟合得到水位变化与波速变化的关系式,并计算水位变化引起的波速变化;(4)初始波速变化减去水位变化引起的波速变化,得到消除水位后的介质波速变化.研究结果表明:大银甸水库水位变化引起的气枪信号波速变化率最大可达10-2,波速变化与水位变化呈线性正相关,水位影响随震中距的增大而减小,相同震中距气枪信号受水位变化的影响大小与气枪信号穿过水体的多少有关.运用本文提出的去除水位影响的方法可较好地消除波速变化中的水位变化信息. 展开更多

关键词 气枪震源 波速变化 水位影响 最小二乘法 有效应力

原文传递

一种基于曲波域的压缩感知降噪方法及其 在水库气枪信号中的应用 被引量：3

7

作者 张帅 杨润海 +4 位作者 张演 张惠菊 姚远 沈娅宏 李平 《地震研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期441-451,共11页

针对气枪主动源信号的特点,构建了一种基于曲波域的压缩感知降噪方法,并将其应用于气枪主动源信号处理。介绍了将新发展的压缩感知理论与曲波域全变差技术相结合的降噪方法的原理和处理流程。通过数值模拟,将该方法与传统方法的处理效... 针对气枪主动源信号的特点,构建了一种基于曲波域的压缩感知降噪方法,并将其应用于气枪主动源信号处理。介绍了将新发展的压缩感知理论与曲波域全变差技术相结合的降噪方法的原理和处理流程。通过数值模拟,将该方法与传统方法的处理效果进行了对比评价,降噪后的波速测量结果与模拟信号基本一致。将该方法应用到实际的气枪主动源的数据处理中。结果表明:该方法在去除随机噪声的同时,也压制了相干干扰现象。 展开更多

关键词 气枪源信号 降噪 压缩感知 曲波变换 全变差

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利用二次相关时延检测方法提升气枪信号时延估计精度的研究 被引量：3

8

作者 向涯 杨润海 +1 位作者 王彬 周云耀 《地震研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期72-79,共8页

由于观测台站距离较远、观测环境不佳以及前处理过程的干扰等因素,气枪主动源部分台站的格林函数信噪比较低,波速变化检测结果误差较大。利用二次相关时延检测,先经模拟测试,再将其应用到宾川主动源气枪信号的时延检测中。通过模拟研究... 由于观测台站距离较远、观测环境不佳以及前处理过程的干扰等因素,气枪主动源部分台站的格林函数信噪比较低,波速变化检测结果误差较大。利用二次相关时延检测,先经模拟测试,再将其应用到宾川主动源气枪信号的时延检测中。通过模拟研究和实际资料处理对比,结果表明:二次相关方法具有较好的抗干扰性,二次相关后的时延检测结果比直接时延检测结果更加稳定。 展开更多

关键词 二次相关 时延估计 气枪信号 宾川主动源

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匹配滤波和曲波去噪相结合的气枪主动源弱信号提取 被引量：2

9

作者 谭俊卿 杨润海 +2 位作者 向涯 王彬 姜金钟 《地震研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期701-710,768,共11页

提出由一维模板匹配滤波技术(MFT)和二维曲波(Curvelet)变换法穿插的数据处理方法,即先通过一维模板匹配滤波方法得到相关系数,将相关系数组成二维数据并用曲波变换法处理,最后将各道对应相关系数分别与模板信号褶积,得到高信噪比恢复... 提出由一维模板匹配滤波技术(MFT)和二维曲波(Curvelet)变换法穿插的数据处理方法,即先通过一维模板匹配滤波方法得到相关系数,将相关系数组成二维数据并用曲波变换法处理,最后将各道对应相关系数分别与模板信号褶积,得到高信噪比恢复信号。将该方法用于处理仿真数据和宾川主动源气枪信号,结果表明:在宾川主动源气枪信号的处理中,本方法较单一数据去噪方法恢复能力更好,可对气枪主动源的模拟与实际信号进行更好的数据提取与恢复,得到噪声干扰更少的地下介质波速变化,提高低信噪比数据的利用率与可分析性。 展开更多

关键词 主动源气枪信号 模板匹配滤波技术 曲波变换 波速变化

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S变换时频域滤波方法在主动源资料处理中的应用研究 被引量：2

10

作者 张帅 杨润海 +4 位作者 王彬 孙守才 庞卫东 姜金钟 高尔根 《地震研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期80-87,I0001,共9页

主动源探测中源检距较大的接收台站,由于信号能量较弱及各种干扰的存在,有效信号湮灭于干扰信号之中,导致信噪比降低。利用S变换时频域滤波方法分别对一维、二维加噪数据进行数值模拟计算,发现该方法可对随机信号进行有效识别,输出信号... 主动源探测中源检距较大的接收台站,由于信号能量较弱及各种干扰的存在,有效信号湮灭于干扰信号之中,导致信噪比降低。利用S变换时频域滤波方法分别对一维、二维加噪数据进行数值模拟计算,发现该方法可对随机信号进行有效识别,输出信号与原始信号互相关程度提高。再将此方法与频率滤波方法应用于宾川主动源高兴台数据处理中,结果表明:S变换时频域滤波方法能够在主动源资料处理中对噪声形成有效压制,提高地震信号信噪比,且效果优于频率域滤波方法。 展开更多

关键词 S变换 主动源 时频域滤波 信噪比

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循环加载下岩石破裂过程中声发射b值变化特征及意义 被引量：1

11

作者 张帅 杨润海 谭俊卿 《地震地磁观测与研究》 2021年第S01期107-108,共2页

1研究背景声发射是指岩石在受力过程中发生变形和破裂,其应变能释放所监测到的一种物理现象,而b值是表征地震震级—频度关系的参数,研究人员发现,b值具有非线性特征,且与岩石破裂过程密切相关。因此,利用岩石试件变形破坏过程中产生的... 1研究背景声发射是指岩石在受力过程中发生变形和破裂,其应变能释放所监测到的一种物理现象,而b值是表征地震震级—频度关系的参数,研究人员发现,b值具有非线性特征,且与岩石破裂过程密切相关。因此,利用岩石试件变形破坏过程中产生的声发射事件模拟地震,进而研究不同加载条件下岩石变形破坏过程中的声发射b值变化特征,可用于监测岩石受力破坏过程中内部预存微裂隙的活动状态,有助于揭示岩石损伤机理及岩石的破坏程度,也可作为岩石失稳预警参数,捕捉地震发生的前兆信息。 展开更多

关键词 循环加载 岩石破裂 声发射 动态b值

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基于超声尾波的岩石介质波速变化实验研究

12

作者 张帅 杨润海 谭俊卿 《地震地磁观测与研究》 2022年第S01期133-135,共3页

1研究背景实验室岩石加卸载破裂实验是认识和理解地震孕育现象和机制的重要手段。为了揭示地震孕育发生的物理过程,众多学者在不同观测条件下开展了大量实验。除传统的应变、位移及声发射观测手段外,目前较为先进的方法是,基于岩石变形... 1研究背景实验室岩石加卸载破裂实验是认识和理解地震孕育现象和机制的重要手段。为了揭示地震孕育发生的物理过程,众多学者在不同观测条件下开展了大量实验。除传统的应变、位移及声发射观测手段外,目前较为先进的方法是,基于岩石变形热红外观测系统以及数字图像互相关等技术观测介质的热场变化。但是,在野外地震观测中,可能无法使用上述观测手段对地下介质的应力状态和微小的应力变化进行高精度变化测量。可见,受严苛的观测条件所限,目前这些实验室观测手段尚难以应用于野外实际观测。 展开更多

关键词 岩石实验 循环加载 尾波干涉 波速测量

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压缩感知在水库气枪地震信号重建中的研究与应用

13

作者 张帅 杨润海 《国际地震动态》 2019年第8期92-93,共2页

地震在孕育和发生的过程中往往伴随着地下介质状态的变化,利用气枪震源具有能量转换效率高,高度可重复性等优势,通过重复测量地震波走时来监测地球内部介质波速微弱变化(波速/走时的相对变化量在10^-3 量级),为研究地震孕育和发生过程... 地震在孕育和发生的过程中往往伴随着地下介质状态的变化,利用气枪震源具有能量转换效率高,高度可重复性等优势,通过重复测量地震波走时来监测地球内部介质波速微弱变化(波速/走时的相对变化量在10^-3 量级),为研究地震孕育和发生过程及寻找地震发生前兆提供可能。 展开更多

关键词 地震波走时 气枪震源 信号重建 压缩感知 应用 水库 能量转换效率 地下介质

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2014年鲁甸M_S6.5地震龙头山镇场地高密度电法勘探 被引量：6

14

作者 庞卫东 杨润海 +2 位作者 陈俊磊 李正光 卢吉高 《地震研究》 CSCD 北大核心 2016年第4期622-629,718,共8页

鲁甸M_S6.5地震造成大量房屋损毁及人员伤亡,其中龙头山镇房屋损毁最严重、人员伤亡最多。地震后,骡马口场地被选为恢复重建的主要场所。应用高密度电法分别对鲁甸震区龙头山场地、骡马口场地进行了勘探作业,初步认为勘探场区内地质构... 鲁甸M_S6.5地震造成大量房屋损毁及人员伤亡,其中龙头山镇房屋损毁最严重、人员伤亡最多。地震后,骡马口场地被选为恢复重建的主要场所。应用高密度电法分别对鲁甸震区龙头山场地、骡马口场地进行了勘探作业,初步认为勘探场区内地质构造复杂,断裂发育,构造展布以北东、北西向为主。龙头山场地地层较为破碎,场地内存在一洪积扇,是造成其上建筑物破坏严重的重要因素;骡马口场地地形开阔、地势平坦,是地震恢复重建的有利场所,场地内存在断裂活动的迹象,建筑选址时应注意避让。同时,认为高密度电法具有高效快捷,资料分析处理相对简单,便于震后断裂构造快速判断和场地快速评估。 展开更多

关键词 鲁甸地震 龙头山镇 高密度电法

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利用背景噪声自相关研究2014年鲁甸M_S 6.5地震震区周边地壳波速变化 被引量：3

15

作者 庞卫东 杨润海 +1 位作者 许亚吉 沈娅宏 《地震研究》 CSCD 北大核心 2017年第3期491-501,共11页

利用鲁甸M_S6.5地震震区及其周边的5个台站所记录的2013年1月至2015年12月三分量地震背景噪声数据,在不同频带内计算自相关格林函数,通过30天滑动叠加获得当前格林函数,对整个研究时段格林函数长时间叠加得到参考格林函数。进一步对当... 利用鲁甸M_S6.5地震震区及其周边的5个台站所记录的2013年1月至2015年12月三分量地震背景噪声数据,在不同频带内计算自相关格林函数,通过30天滑动叠加获得当前格林函数,对整个研究时段格林函数长时间叠加得到参考格林函数。进一步对当前格林函数和参考格林函数分别采用移动窗互谱、伸缩技术计算各台站相对波速变化,利用计算结果研究鲁甸地震前后波速变化特征。结果表明:移动窗互谱法与伸缩法测量得到的相对波速变化趋势较为一致;0.2~0.5 Hz频带范围内测量的相对波速变化对介质的敏感深度约为4 km,具有较强的年变趋势,鲁甸地震及永善地震发生后各台站呈现出较显著的同震波速变化,表现为明显的波速下降,其中ZAT台(昭通)、YAJ台(盐津)波速下降最大,达0.06%。整个研究时段波速变化呈现出"扰动-地震-降低-恢复抬升-地震-降低-恢复-扰动"的总体特征。0.5~1 Hz频带测量结果,未观测到明显的同震波速变化,但可见一定的季节性变化特征。 展开更多

关键词 鲁甸地震 背景噪声 自相关 相对波速变化

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