基于MF-J变换的DAS观测高阶面波提取和浅地表结构成像 被引量：8

1

作者 雷宇航 尹扶 +2 位作者 洪鹤庭 李娱兰 王宝善 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4280-4291,共12页

分布式声波传感(DAS)技术可以将现有城市通信光缆转化为密集宽频带地震观测系统,利用城市通信光缆进行主/被动源面波成像为城市浅地表结构成像和地下空间探测提供了新手段,具有广阔的应用前景.近年来大量研究表明,充分利用高阶面波信息... 分布式声波传感(DAS)技术可以将现有城市通信光缆转化为密集宽频带地震观测系统,利用城市通信光缆进行主/被动源面波成像为城市浅地表结构成像和地下空间探测提供了新手段,具有广阔的应用前景.近年来大量研究表明,充分利用高阶面波信息能显著提升面波结构成像效果.为探索DAS记录中的高阶面波提取和利用的可行性,本文推导了适用于DAS系统地震记录提取多模式面波频散曲线的MF-J变换公式,并成功应用于白家疃光纤实验的主动源观测数据,提取了多模式频散曲线并反演构建了研究区高分辨、高精度的横波速度结构剖面.研究结果表明,MF-J方法能有效地从DAS主动源记录中提取多模态频散曲线,并能去除传统MF-J方法中的交叉假频现象;基于多模式面波频散曲线反演的速度结构分辨率和置信度都明显优于只用基阶模态的反演.本文的研究结果揭示了利用城市通信光缆实现低成本高分辨率地下结构探测的可能性. 展开更多

关键词 分布式声波传感技术 频率-贝塞尔变换 浅地表地下结构 高阶面波

下载PDF 职称材料

基于频率-贝塞尔变换法的浅地表三维S波速度成像 被引量：2

2

作者 陈春林 刘四新 +1 位作者 师伟 代郑 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2023年第3期1317-1327,共11页

100 m以内浅地表的高精度勘探对城市发展具有重要意义,近年来利用环境噪声研究浅地表横波速度结构的被动源面波勘探方法得到快速发展.为探讨频率-贝塞尔变换法在浅地表勘探中的应用效果,本文将频率-贝塞尔变换法应用到杭州东部某地区布... 100 m以内浅地表的高精度勘探对城市发展具有重要意义,近年来利用环境噪声研究浅地表横波速度结构的被动源面波勘探方法得到快速发展.为探讨频率-贝塞尔变换法在浅地表勘探中的应用效果,本文将频率-贝塞尔变换法应用到杭州东部某地区布设的小尺度密集台网的环境噪声数据中,有效地从环境噪声中提取了基阶和高阶面波频散曲线.利用提取的各阶频散曲线联合反演了该地区浅地表的横波速度结构,并将反演结果与Chen的Maps法、层析成像结果和测井数据进行对比.结果表明:频率-贝塞尔变换法较于Maps法具有更高的水平和垂直分辨率;在反演横波速度结构时,加入高阶面波频散曲线能够加强深部的约束效果,使深部的反演结果更接近测井值;其在小尺度的浅地表勘探中也具有较好的应用效果.研究为浅地表高精度被动源面波勘探方法的选择和频率-贝塞尔变换法在小尺度地区的应用提供了指导. 展开更多

关键词 频率-贝塞尔变换 环境噪声 高阶面波 S波速度结构

原文传递

基于改进Frequency-Bessel变换法的主动源Love波频散分析

3

作者 张凯 王小江 +2 位作者 刘建勋 王凯 姜春香 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期357-367,共11页

近年来,Love波多道分析技术在浅地表结构探测中受到越来越广泛的应用.与Rayleigh波相比,Love波相速度不受纵波速度影响,其反演参数较少,可使反演过程更加稳定、求解的横波速度模型更加可靠.高分辨率和多模式面波频散分析是面波多道分析... 近年来,Love波多道分析技术在浅地表结构探测中受到越来越广泛的应用.与Rayleigh波相比,Love波相速度不受纵波速度影响,其反演参数较少,可使反演过程更加稳定、求解的横波速度模型更加可靠.高分辨率和多模式面波频散分析是面波多道分析技术中至关重要的一环.本文利用改进Frequency-Bessel变换法对主动源Love波进行频散分析.通过改进的0阶Frequency-Bessel变换,将时间-空间域多道Love波记录变换到频率-波数域,获得其频散能量谱.通过公式推导和数值模拟,验证了该方法的有效性.实例测试表明,该方法具有较高的分辨率和多模式分辨能力,为多分量面波勘探提供了一种有效的频散分析手段. 展开更多

关键词 LOVE波 frequency-bessel变换 频散曲线 刚度矩阵法

下载PDF 职称材料

基于背景噪声面波成像法研究土耳其中部岩石圈速度结构

4

作者 王鹏 冯旭平 +2 位作者 张功恒 潘磊 陈晓非 《地震学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期609-627,共19页

土耳其东部是由碰撞引起的挤压变形区域,而西部为俯冲引起的爱琴海伸展变形区域,土耳其中部作为两者之间的过渡拥有很复杂的地质情况,尤其是具有火山活动和长远的俯冲、大陆碰撞等构造历史,因此获得此区域岩石圈可靠的速度结构对认识俯... 土耳其东部是由碰撞引起的挤压变形区域,而西部为俯冲引起的爱琴海伸展变形区域,土耳其中部作为两者之间的过渡拥有很复杂的地质情况,尤其是具有火山活动和长远的俯冲、大陆碰撞等构造历史,因此获得此区域岩石圈可靠的速度结构对认识俯冲末期的板块状态、岩浆活动等现象意义重大。为了更好地了解此区域的岩石圈速度结构,本研究使用了(31°E—38.8°E,34.5°N—42.0°N)范围内172个台站的背景噪声数据,通过互相关方法获得经验格林函数;之后利用频率-贝塞尔变换法得到了5—80 s周期范围内的基阶瑞雷波频散曲线,并在个别区域获得了高阶模式频散曲线;最后利用基于Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法校正的拟牛顿迭代反演方法得到地表至124 km深的三维剪切波速度结构。结果表明:土耳其中部的速度横向变化剧烈(最大变化可达400 m/s),且与地质边界和缝合带区域密切相关,中安纳托利亚火山区及部分金牛座山脉东部的速度在0—100 km深度均小于4.3 km/s,因此推测此区域不存在岩石圈地幔;从塞浦路斯海沟开始俯冲的非洲大洋岩石圈,以近垂直俯冲在金牛座山脉中部下方,表现为明显的高速特征;土耳其中部在70—100 km深度广泛存在与上升软流圈物质相关的低速带,因此大部分研究区域的岩石圈波速小于全球平均剪切波速度,并且此区域岩石圈整体较薄、厚度多变。此外,本研究还发现在金牛座山脉中部和东部约13—23 km深度存在一个明显的低速带,推测可能与地块破裂导致的地层部分熔融有关。 展开更多

关键词 背景噪声成像 土耳其中部 频率-贝塞尔变换法 剪切波速度结构

下载PDF 职称材料

频率-贝塞尔变换方法在巢湖滩涂浅层勘探上的应用 被引量：2

5

作者 戴文杰 潘磊 +2 位作者 王建楠 杨振涛 陈晓非 《物探化探计算技术》 CAS 2021年第3期290-295,共6页

目前常用的基于背景噪声的面波方法反演地下速度结构,存在频率范围较低,对浅部不够敏感,无法有效提取高阶面波频散曲线的缺点。研究表明,高阶面波包含丰富的地下介质结构信息,在反演时加入高阶提供更多的约束,可降低反演非唯一性,提高... 目前常用的基于背景噪声的面波方法反演地下速度结构,存在频率范围较低,对浅部不够敏感,无法有效提取高阶面波频散曲线的缺点。研究表明,高阶面波包含丰富的地下介质结构信息,在反演时加入高阶提供更多的约束,可降低反演非唯一性,提高反演结果准确性。这里用频率-贝塞尔变换方法对从安徽巢湖滩涂采集到的背景噪声数据进行处理,并使用拟牛顿法进行反演。对比了只用基阶频散信息和基阶、1阶频散曲线联合反演两种情况,结果表明,在结合了1阶频散信息后,得到了更为准确的浅部速度结构,说明频率-贝塞尔变换方法在浅层勘探中的应用是行之有效的。 展开更多

关键词 背景噪声 高阶面波 频率-贝塞尔变换 频散曲线 联合反演

下载PDF 职称材料

城市微动高阶面波在浅层勘探中的应用：以苏州河地区为例 被引量：26

6

作者 李雪燕 陈晓非 +2 位作者 杨振涛 王冰 杨博 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期247-255,共9页

频率-贝塞尔变换方法(Frequency-Bessel Transform method,简称F-J方法)是一种分析微动信号的新方法,由于该方法采用频率矢量波数变换处理水平层状各向同性弹性模型中时空平稳随机分布的微动信号,所以从理论上可以提取出清晰的瑞利波基... 频率-贝塞尔变换方法(Frequency-Bessel Transform method,简称F-J方法)是一种分析微动信号的新方法,由于该方法采用频率矢量波数变换处理水平层状各向同性弹性模型中时空平稳随机分布的微动信号,所以从理论上可以提取出清晰的瑞利波基阶和高阶模态频散曲线,但是目前还没有相关的野外实验对此进行研究和应用.本文首先采用该方法对上海市苏州河地区采集的城市微动信号进行处理获得了频率-相速度谱,然后提取了多模态瑞利波频散曲线,最后通过粒子群算法对频散曲线进行联合反演,得到了浅地表0~70 m深度范围的S波速度结构,并且利用钻孔数据对反演的速度结构进行了验证.另外,本文还通过对比F-J方法和传统的SPAC(SPatial AutoCorrelation method)方法分别提取的频散曲线,展示了F-J方法在处理城市微动信号方面的优势.本文研究结果表明:(1)F-J方法可以从少量台站(21个台站)短时记录(1小时)的微动信号垂直分量中提取出清晰的基阶和高阶模态瑞利波频散曲线;(2)F-J方法提取的高阶模态频散曲线比传统SPAC方法提取的更加清晰,高频部分(>13 Hz)优势更为明显;(3)联合基阶和高阶模态频散曲线反演的浅地表速度结构更加精确,可以分辨出第四系沉积层中物性相差较小的速度界面和低速异常,在城市浅地表精细结构成像方面具有较好的应用前景. 展开更多

关键词 城市微动信号 瑞利面波 频率-贝塞尔变换方法(F-J) 高阶频散曲线

下载PDF 职称材料

背景噪声频率-贝塞尔变换法研究厦门岛浅层S波速度结构

7

作者 李海艳 陈晓非 +4 位作者 陈举庆 蔡辉腾 刘琦 冯旭平 张功恒 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2654-2667,共14页

为获取厦门岛浅层三维速度结构,本文使用福建省地震局于2019年布设的50个流动地震台站组成的密集台阵所记录到的垂向分量波形数据,计算背景噪声互相关,利用频率-贝塞尔变换(F-J)法提取子台阵的瑞利波相速度频散曲线进行反演,获取子台阵... 为获取厦门岛浅层三维速度结构,本文使用福建省地震局于2019年布设的50个流动地震台站组成的密集台阵所记录到的垂向分量波形数据,计算背景噪声互相关,利用频率-贝塞尔变换(F-J)法提取子台阵的瑞利波相速度频散曲线进行反演,获取子台阵下方一维S波速度结构,并通过插值得到厦门岛4 km以内的三维S波速度模型.结果表明,整体上厦门岛S波速度随深度增加呈现递增趋势,在近地表处的横向不均匀性显著.0~1 km深度的S波速度大体上呈现“北高南低”的特征,与岩性分布有较好的对应关系.随着深度的递增,高低速特征分布逐渐呈现为连续性较好,近北东向展布的条带状.结合前人研究结果,本文推测这一现象与厦门岛岩层在不同时期受到挤压和拉张作用形成的褶皱和断裂相关,反映了厦门岛所经历的多次构造变动和岩浆侵入事件.垂向剖面的速度差明显区与研究区断裂带位置具有一定的对应关系.研究结果可为厦门岛的构造演化研究和地质灾害评估提供新的科学依据. 展开更多

关键词 背景噪声成像 频率-贝塞尔变换法 厦门岛 浅层S波速度结构

下载PDF 职称材料

基于改进的多分量频率-贝塞尔变换法研究郯庐断裂带潍坊段上地壳径向各向异性结构

8

作者 周桂理 罗松 姚华建 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1037-1052,共16页

郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构... 郯庐断裂带潍坊段位于郯庐断裂带中部,具有复杂的地质结构,总体呈现“两堑夹一垒”的构造格局.相比于郯庐断裂带其他区域,潍坊段地震活动性较弱,属于地震空区,未来发生大地震的可能性尚不明确.前人对该地区的研究目前仅局限于速度结构和方位各向异性结构,对于上地壳径向各向异性结构特征鲜有报道.因此,研究该区域上地壳速度模型和径向各向异性结构,有助于更好地认识郯庐断裂带潍坊段浅地壳(<10 km)变形特征,评估该区域发生地震的可能性.我们利用2017年在潍坊段所布设的302个短周期地震仪采集的背景噪声数据,基于改进的多分量频率-贝塞尔变换(MMFJ)法,同时提取到潍坊段东南侧四个区域子阵列的Rayleigh波和Love波的基阶及高阶频散数据,并且进一步反演这些频散数据得到了SV波和SH波速度以及径向各向异性结构.数值实验结果表明,高阶模式频散数据的加入能够降低反演的非唯一性,更好地约束浅地壳径向各向异性结构.实例中的径向各向异性结果表明,郯庐断裂带潍坊段四个区域都有近似相同的变形特征:在约2 km以浅,径向各向异性为负(V_(SH)<V_(SV)),这可能主要源于潍坊段垂向断裂结构的控制作用;5~7.5 km,径向各向异性为正(V_(SH)>V_(SV)),这可能与早期地壳伸展沉积导致的水平变形结构有关.2~5 km,四个区域径向各向异性结构各有不同,但总体处于由负到正的转折状态.这可能因为2~5 km不仅受到断裂结构的控制作用,也受到水平沉积结构的影响,导致径向各向异性结构较为复杂. 展开更多

关键词 改进的多分量频率-贝塞尔变换法 径向各向异性 郯庐断裂带 沂沭断裂带 背景噪声

下载PDF 职称材料

多尺度阵列嵌套组合反演宾川气枪源区横波速度结构 被引量：4

9

作者 孙楠 潘磊 +3 位作者 王伟涛 叶泵 王彬 陈晓非 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4012-4021,共10页

本文基于多尺度阵列嵌套组合的方式,利用频率-贝塞尔变换法(Frequency-Bessel,F-J方法)提取背景噪声面波频散信息,通过多个阵列融合的频散曲线反演得到宾川气枪发射台周边不同深度的横波速度结构.结果显示:浅层一阶面波频散信息的加入,... 本文基于多尺度阵列嵌套组合的方式,利用频率-贝塞尔变换法(Frequency-Bessel,F-J方法)提取背景噪声面波频散信息,通过多个阵列融合的频散曲线反演得到宾川气枪发射台周边不同深度的横波速度结构.结果显示:浅层一阶面波频散信息的加入,使得基阶反演结果更加收敛,反演深度加深到8 km;深度在8 km以下的结构的研究利用多尺度阵列(密集台阵—宾川气枪台网—云南区域地震台网)嵌套组合的方式,面波基阶低频信息从0.55 Hz拓宽到0.008 Hz,使横波速度结构的反演深度显著增加,同时对反演过程提供约束,使得70 km深度以上的横波速度更收敛.由此本文所得的横波速度结构为该区地下结构的探测提供基础,多尺度阵列嵌套组合频散谱的研究方式也为以后区域结构的研究提供一种新的方法和思路. 展开更多

关键词 频率-贝塞尔变换法 背景噪声 面波频散 多尺度阵列嵌套组合 横波速度

下载PDF 职称材料

基于F⁃J法微动探测的表层结构调查

10

作者 赵容容 杨振涛 +3 位作者 任承豪 周鑫 王轶 陈伟 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期789-800,共12页

三维地震勘探常常处于城镇、道路等无法实施微测井等静校正方法的区域,近期人们尝试利用微动调查替代现有的静校正方法,取得了一定效果。现今微动调查在石油勘探的应用中主要通过提取面波频散曲线反演地层速度结构。该方法在石油勘探领... 三维地震勘探常常处于城镇、道路等无法实施微测井等静校正方法的区域,近期人们尝试利用微动调查替代现有的静校正方法,取得了一定效果。现今微动调查在石油勘探的应用中主要通过提取面波频散曲线反演地层速度结构。该方法在石油勘探领域仍处于起步阶段,作为核心技术的频散成像方法种类繁多,其中2019年提出的频率—贝塞尔变换法(Frequency‑Bessel,F‑J)受到人们的广泛关注。相比空间自相关方法(SPAC),F‑J方法在利用背景噪声高阶模式面波成像上具有巨大优势。为了更好地研究F‑J方法的适用性,首先利用合成数据分析了不同观测系统和采集参数对F‑J成像的影响;然后利用四川某地实际噪声数据分析了不同观测系统、采集时间对F‑J频散成像的影响。实际应用中采用分段择优叠加得到的频散谱,可有效提高频散谱成像质量,为准确提取频散曲线提供了数据基础。进一步对比测井数据,发现利用基阶、高阶模式频散曲线进行多模式联合反演可精确地反演地层结构,使经济、高效地获得表层结构成为可能。 展开更多

关键词 微动 瑞雷波 高阶面波 基阶面波 频率—贝塞尔变换(F‑J) 空间自相关(SPAC)

下载PDF 职称材料

正弦调频Fourier-Bessel变换及其在微动目标特征提取中的应用 被引量：7

11

作者 何其芳 张群 +1 位作者 罗迎 李开明 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2018年第5期593-601,共9页

针对微动目标特征提取问题,该文提出了一种正弦调频Fourier-Bessel变换(Sinusoidal Frequency Modulation Fourier-Bessel Transform, SFMFBT),并基于SFMFBT提出了一种雷达目标微动频率的精确提取方法。首先给出了SFMFBT的定义,分析了... 针对微动目标特征提取问题,该文提出了一种正弦调频Fourier-Bessel变换(Sinusoidal Frequency Modulation Fourier-Bessel Transform, SFMFBT),并基于SFMFBT提出了一种雷达目标微动频率的精确提取方法。首先给出了SFMFBT的定义,分析了变换的相关性质,并通过频率提取误差分析给出了一种修正方法,最后讨论了离散信号处理中的若干问题。相比于傅里叶-贝塞尔变换,SFMFBT将k分辨率参数引入Bessel函数基,克服了其对应频率不可细分的缺陷,并且通过误差分析提高了信号分解精度,从而将Bessel函数基引入特征提取领域,拓展了其应用范围。仿真结果表明该方法同样适用于微动群目标频率提取与回波分离重构,且在SNR>0 dB条件下具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 微多普勒 特征提取 群目标 正弦调频Fourier-bessel变换(SFMFBT)

下载PDF 职称材料