Application of a cascading filter implemented using morphological filtering and time–frequency peak filtering for seismic signal enhancement     

Yanping Liu  Zhengguo Yan 《Geophysical Prospecting》2020,68(6):1727-1741

Inspired by the idea of the iterative time–frequency peak filtering, which applies time–frequency peak filtering several times to improve the ability of random noise reduction, this article proposes a new cascading filter implemented using mathematic morphological filtering and the time–frequency peak filtering, which we call here morphological time–frequency peak filtering for convenience. This new method will be used mainly for seismic signal enhancement and random noise reduction in which the advantages of the morphological algorithm in processing nonlinear signals and the time–frequency peak filtering in processing nonstationary signals are utilized. Structurally, the scheme of the proposed method adopts mathematic morphological operation to first preprocess the signal and then applies the time–frequency peak filtering method to ultimately extract the valid signal. Through experiments on synthetic seismic signals and field seismic data, this paper demonstrates that the morphological time–frequency peak filtering method is superior to the time–frequency peak filtering method and its iterative form in terms of valid signal enhancement and random noise reduction.  相似文献   

高台测震新旧台基记录地震及震相特征差异性对比分析          下载免费PDF全文

吴敏  雷正超  唐丽  毛磊  王志栋  李兴坚 《地震工程学报》2020,42(5):1141-1145,1158

使用相同带宽、同类型地震计BBVS-120观测记录数据，对高台地震台新旧观测山洞的台基环境噪声、地震监测能力及震相记录特征进行对比分析，结果表明，高台测震新山洞的地震监测水平优于旧山洞，部分地区新山洞对于核面反射波的记录更加清晰。  相似文献   

基于Seislet-TV双正则化约束的地震随机噪声压制方法          下载免费PDF全文

张鹏  刘洋  刘鑫明  刘财  张亮 《地球物理学报》2020,63(5):2056-2068

人工地震数据总是受到随机噪声的干扰,地震数据时-空变的特性使得常规去噪方法处理效果并不理想,容易导致有效信号的损失.目前广泛应用的预测滤波类方法存在处理时变数据能力不足的问题.随着压缩感知理论的不断完善,稀疏变换阈值算法能够解决时变地震数据噪声压制问题,但是常规的稀疏变换方法,如傅里叶变换,小波变换等,并不是特殊针对地震数据设计的,很难提供地震数据最佳的压缩特征,同时,常规阈值算法容易导致去噪结果过于平滑.因此开发更加有效的时-空变地震数据信噪分离方法具有重要的工业价值.本文将地震数据信噪分离问题归纳为数学基追踪问题,在压缩感知理论框架下,利用特殊针对地震数据设计的VD-seislet稀疏变换方法,结合全变差(TV)算法,构建seislet-TV双正则化条件,并利用分裂Bregman迭代算法求解约束最优化问题,实现地震数据的有效信噪分离.通过理论模型和实际数据测试本文方法,并且与工业标准FXdecon方法进行比较,结果表明基于seislet-TV双正则化约束条件的迭代方法能够更加有效地保护时-空变地震信号,压制地震数据中的强随机噪声.  相似文献   

基于背景噪声研究青藏高原东北缘瑞利波相速度和方位各向异性   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

王琼  高原 《地球物理学报》2018,61(7):2760-2775

本研究收集了甘肃、青海、宁夏等118个宽频带数字地震台站的连续波形资料，利用噪声互相关，经过计算和筛选，在5~38 s范围内，共得到5773条瑞利波相速度频散曲线.然后采用1°×1°的网格划分，反演获得青藏高原东北缘相速度和方位各向异性分布.结果表明：短周期8~12 s内，鄂尔多斯从低速异常变为高速异常；该周期范围内各向异性结果与区域断裂走向有很好的一致性.18~25 s周期内，祁连地块、松潘-甘孜地块、羌塘地块低速异常范围逐渐变大，随周期增加地壳低速异常与人工探测结果相符；鄂尔多斯表现为速度随周期增加逐渐变大，说明其中下地壳速度相对偏高，不存在低速异常；该周期范围内的各向异性特征表现为，祁连地块和松潘甘孜地块大致呈NW-SE方向，而青藏高原内部快波方向显示了顺时针旋转的形态.在30~35 s范围内面波速度主要受莫霍面深度和莫霍面附近介质速度的影响，与地壳厚度分布有非常好的吻合.综合不同方法获得的各向异性研究结果，支持印度-欧亚板块的碰撞使青藏高原东北缘地壳发生缩短和逐渐隆升的观点，认为整个岩石圈的垂直缩短变形是青藏高原东北缘的主要形成机制.  相似文献   

一种卫星重力梯度数据的ARMA最优滤波模型构建方法          下载免费PDF全文

朱广彬  常晓涛  付兴科  瞿庆亮 《地球物理学报》2018,61(12):4729-4736

由于卫星重力梯度观测的有色噪声特性和海量观测特征，在利用直接法进行重力场模型的最小二乘求解时，观测值的协方差阵为超大型的非对角阵，这给数值求解带来了极大困难.本文提出了一种基于先验误差功率谱密度的最优ARMA滤波模型构建方法，结合法方程的分块求解策略，可实现对卫星重力梯度观测值的高效滤波处理.数值仿真结果表明，利用最优ARMA滤波器进行时域滤波后，法方程的态性得到了明显改善，重力梯度观测值中的有色噪声得到了有效的"白化"处理，大地水准面精度得到了显著提升.  相似文献   

利用随机噪声研究华南地区瑞利波相速度特征     

周旻炜  周龙泉 《中国地震》2018,34(2):328-336

基于2009~2010年国家、区域测震台网的387个宽频带台站数据,通过互相关方法提取到可靠的瑞利波经验格林函数,利用相位匹配滤波时频分析技术测量瑞利波相速度频散曲线,最后采用噪声层析成像方法获得了华南地区不同周期的瑞利波相速度分布图。结果显示,华南地区速度结构横向变化幅度较小,反映了华南地区作为一个整体较为稳定,与华南地区自晚中生代以来未发生过强烈构造活动的特征基本一致;虽然华南地区整个岩石圈速度结构较为均匀,但扬子块体西部、四川盆地与扬子块体东部、华夏块体间存在明显的速度差异,体现在周期为8~10s时华夏块体相速度大于扬子块体西部、川滇块体以及四川盆地,由于沉积层较厚四川盆地速度最低;周期为10~30s时华夏块体面波相速度大于扬子块体西部和四川盆地,而川滇块体速度最低;周期为35s时扬子块体、华夏块体、四川盆地的速度基本一致,且高于川滇块体,这与华南地区地壳厚度明显小于川滇块体的特征相符。  相似文献   

安宁河-则木河断裂带及周边地区Rayleigh波群速度背景噪声成像研究     

谭夏露  房立华  王未来  吴建平 《中国地震》2018,34(3):400-413

安宁河-则木河断裂带位于川滇地块、巴颜喀拉地块和华南地块的交接部位,是川滇菱形块体的东部重要边界。利用布设在安宁河-则木河断裂带周边区域的西昌台阵和川西台阵均历时两年、共187个宽频带地震台站的垂直分量的背景噪声数据,采用噪声层析成像方法获得了这一区域4~20s的Rayleigh波群速度分布图像。与前人研究相比,本文结果的横向分辨率有明显改进,在安宁河-则木河断裂带可达20km左右,在其它区域可以达到20~40km。成像结果表明,安宁河-则木河断裂地区上地壳的速度结构存在明显横向不均匀性,速度分布特征与地表地质构造基本一致,不同周期的速度分布变化较小。盐源盆地、西昌盆地和四川盆地西南缘表现为低速异常。九龙附近和南部的德昌-盐边-巧家附近表现为高速异常,分别与出露的花岗岩体和峨眉山玄武岩有关。在安宁河断裂南段和则木河断裂北段能观测到断裂两侧的速度存在明显差异,其余断裂带两侧的速度对比不明显。贡嘎山附近的中上地壳表现为明显的低速异常,其东侧和西南侧高速体的阻挡,以及鲜水河-安宁河断裂带走向的变化,在贡嘎山区形成一个挤压弯曲段,使得川滇菱形块体的东南向水平运动转换为垂直于断裂的挤压作用和垂直隆升,导致了贡嘎山的快速隆起。  相似文献   

基于多项式拟合均匀荷载面曲率曲线的结构损伤识别方法          下载免费PDF全文

唐盛华  苏彬建  方志  张学兵 《世界地震工程》2018,34(1):121-130

为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别，先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置，对损伤位置的点进行剔除后，再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合，代替损伤前的均匀荷载面曲率曲线，用于结构的损伤定位与定量。通过一简支梁数值算例，先以理论的二次多项式进行拟合，考虑单损伤和多损伤的情况，进行损伤识别分析，再分析多项式次数、测点数目以及不同噪声水平对损伤定量精度的影响。结果表明:在一定范围内，次数越高拟合误差越小，但差别不明显，采用理论的二次多项式拟合即可满足结构损伤识别要求，无噪声的情况下，测点数目减半不影响损伤识别的精度，该方法具有一定的抗噪声能力。  相似文献   

黑龙江省地震科学台阵背景噪声特征分析     

胡宝慧  刘双  常金龙  李大伟 《地震地磁观测与研究》2020,41(5):63-68

2019年黑龙江省完成"一带一路"地震科学台阵项目中台址勘选工作，基于科学台阵中136个台址的地面运动噪声数据，通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度，研究不同环境噪声下科学台阵记录数据的地噪声特征及其台基响应。结果表明：黑龙江西北和东南部地区地面运动噪声水平低，观测环境较好；中部和东北部地区噪声水平较高，大庆地区尤为严重。勘选结果真实反映了黑龙江区域内的背景噪声分布，使我们对本区域地噪声水平和干扰因素有了新的认识。  相似文献   

GNSS变形监测网短基线时间序列噪声特性分析     

刘邢巍  席瑞杰 《大地测量与地球动力学》2019,39(4):404-409

利用时间跨度为5 a的GNSS短基线时间序列对噪声特性进行分析，发现长周期噪声分量（随机游走噪声）。选取最优噪声模型，评估不同噪声模型对测站周期振幅和线性速度估值的影响。结果表明，短基线时间序列中有色噪声应顾及闪烁噪声和随机游走噪声，对于表现出随机游走噪声的分量，可能与测站的真实运动有关；假设只有白噪声时求得的速度估值与最优噪声模型下求得的速度估值存在0.4~0.6 mm/a的偏差，对周期振幅的影响可以忽略。  相似文献