一种地震定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种地震定位方法、装置及系统，应用于待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述方法包括：预先基于每个所述震源网格的位置及预设的多个接收器的位置，获取所述目标区域的走时数据库并对所述走时数据库建立数据库索引，所述走时数据库中包括：地震波分别从每个所述震源网格到达每个所述接收器的时间数据；当接收到待查询的走时数据时，利用所述数据库索引在所述走时数据库中查询与所述待查询的走时数据相匹配的目标走时数据，其中，所述待查询的走时数据包括地震波从目标震源网格到达每个所述接收器的时间数据，所述目标走时数据所对应的网格位置即为所述目标震源网格的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种地震定位方法、装置及系统
本申请涉及数据处理
，特别涉及一种地震定位方法、装置及系统。
技术介绍
地震定位是地震预警、工程地震及地球结构等方面研究的一个基础，而快速准确的地震定位对于防震减灾具有重要意义。地震定位一般是指确定震源的位置以及发震时刻，并对震源参数进行响应的可靠性评估。目前进行地震定位的常见方法有：最小二乘法、遗传算法、模拟退火方法等，但是这些方法具有陷入局部极小值的风险，无法准确获取震源位置。因此，亟需一种能够对震源位置进行准确获取的定位方案。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种地震定位方法、装置及系统，用以解决现有技术中对震源位置无法准确获取的技术问题。本申请提供了一种地震定位方法，应用于待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述方法包括：预先基于每个所述震源网格的位置及预设的多个接收器的位置，获取所述目标区域的走时数据库并对所述走时数据库建立数据库索引，所述走时数据库中包括：地震波分别从每个所述震源网格到达每个所述接收器的时间数据；当接收到待查询的走时数据时，利用所述数据库索引在所述走时数据库中查询与所述待查询的走时数据相匹配的目标走时数据，其中，所述待查询的走时数据包括地震波从目标震源网格到达每个所述接收器的时间数据，所述目标走时数据所对应的网格位置即为所述目标震源网格的位置。上述方法，优选地，在对所述走时数据建立数据库索引之前，所述方法还包括：对所述走时数据库进行降维；其中，对所述走时数据库建立数据库索引，包括：对降维后的走时数据库建立数据库索引。上述方法，优选地，对所述走时数据库进行降维，包括：利用主元分析法对所述走时数据库中的走时数据进行降维。上述方法，优选地，接收到待查询的走时数据时，还包括：对所述待查询的走时数据进行降维。上述方法，优选地，对所述走时数据库建立数据库索引，包括：基于MRKDtree方法对所述走时数据库建立数据库索引。本申请还提供了一种地震定位装置，应用待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述装置包括：数据库建立单元，用于预先基于每个所述震源网格的位置及预设的多个接收器的位置，获取所述目标区域的走时数据库并对所述走时数据库建立数据库索引，所述走时数据库中包括：地震波分别从每个所述震源网格到达每个所述接收器的时间数据；数据接收单元，用于接收待查询的走时数据；数据查询单元，用于利用所述数据库索引在所述走时数据库中查询与所述待查询的走时数据相匹配的目标走时数据；其中，所述待查询的走时数据包括：地震波从目标震源网格到达每个所述接收器的时间数据，所述目标走时数据所对应的网格位置即为所述目标震源网格的位置。上述装置，优选的，所述数据库建立单元还用于：对所述走时数据库进行降维，再对降维后的走时数据库建立数据库索引。上述装置，优选的，还包括：数据降维单元，用于对所述数据接收单元所接收到的待查询的走时数据进行降维。本申请还提供了一种地震定位系统，应用于待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述系统包括：多个接收器，部署在不同的位置，用于接收从每个所述震源网格传输来的地震波；数据模拟服务器，用于预先基于每个所述震源网格的位置及预设的多个接收器的位置，获取所述目标区域的走时数据库并对所述走时数据库建立数据库索引，所述走时数据库中包括：地震波分别从每个所述震源网格到达每个所述接收器的时间数据；数据查询服务器，用于当接收到待查询的走时数据时，利用所述数据库索引在所述走时数据库中查询与所述待查询的走时数据相匹配的目标走时数据，其中，所述待查询的走时数据包括地震波从目标震源网格到达每个所述接收器的时间数据，所述目标走时数据所对应的网格位置即为所述目标震源网格的位置。由以上方案可知，本申请提供的一种地震定位方法、装置及系统，通过对待定位区域中的震源网格的走时数据库进行获取，并建立走时数据库的数据库索引，从而在接收到待查询的走时数据时，通过数据库索引在走时数据库中搜索与待查询的走时数据相匹配的目标走时数据，从而将目标走时数据中的震源网格位置确定为目标震源网格的位置，实现震源定位。可见，本申请中通过对带定位的目标区域建立走时数据库从而在需要定位时直接在走时数据库中查询相匹配的走时数据，从而实现快速有效的震源定位，提高定位准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一提供的一种地震定位方法的流程图；图2为本申请实施例的应用示例图；图3为本申请实施例一提供的一种地震定位方法的另一流程图；图4及图5分别为本申请实施例一的其他流程图；图6为本申请实施例二提供的一种地震定位装置的结构示意图；图7为本申请实施例三提供的一种地震定位系统的结构示意图；图8～图13分别为本申请实施例的应用示例图。具体实施方式在早期对地震定位的研究中有提出利用最小二乘原理来反演震源参数的方法，该方法首先将震源位置和走时之间的非线性方程线性化，然后通过求解线性方程组的方法来求解。而随着计算机计算能力的提升，许多其他优化算法得到迅速发展，例如遗传算法、模拟退火方法等，这类非线性算法也被用于震源定位问题，然而这些方法具有陷入局部极小值的风险。为了避免陷入局部极小值，网格搜索算法成为一种非常常见的定位方法，首先把研究区域划分成很多个网格，假定每个网格点为可能的震源位置，计算好每个网格点到接收器的合成走时，然后依次遍历所有网格点，找到和实际走时最匹配的位置解。网格搜索算法的精度取决于网格的大小，只要网格足够小，就可以获得足够精度的定位结果。然而当网格精度越大，格点越多，计算时间会大量增加。近年来互联网搜索技术发展迅速，搜索算法成功应用于词语，图像和声音的检索。互联网上的文字，图像和声音可以作为一个非常大的数据库，当输入需要查找的词语，图像和声音后，可以快速的检索到和输入相近的解。同样，如果可以把震源位置网格化，每一个震源位置格点可以合成相应的走时数据，从而形成一个大的走时数据库。当有输入的实际走时数据后，可以立即检索出和输入最接近的解，而不需要通过反演来获得。在对走时数据库的搜索问题中，可以把研究区域划分成很多个网格，每个网格节点可以看作一个虚拟震源，从而建立一个十万到百万级别的数据库。如果通过直接搜索数据库的方式，可能需要较长的时间获得最佳解，这对于实时性要求比较高的场合可能不太适应，例如地震预警和页岩气开发中的微地震监测。如果应用互联网快速搜索技术，不到一秒内就可以找到结果。因此本申请中可以通过快速搜索技术快速查找走时数据库，为了处理比较高维的数据库情形，可以事先给数据库降维，从而还能减少数据库的大小。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参考图1，为本申请实施例提供的一种地震定位方法的实现流程图，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地震定位方法，其特征在于，应用于待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述方法包括：预先基于每个所述震源网格的位置及预设的多个接收器的位置，获取所述目标区域的走时数据库并对所述走时数据库建立数据库索引，所述走时数据库中包括：地震波分别从每个所述震源网格到达每个所述接收器的时间数据；当接收到待查询的走时数据时，利用所述数据库索引在所述走时数据库中查询与所述待查询的走时数据相匹配的目标走时数据，其中，所述待查询的走时数据包括地震波从目标震源网格到达每个所述接收器的时间数据，所述目标走时数据所对应的网格位置即为所述目标震源网格的位置。

【技术特征摘要】
1.一种地震定位方法，其特征在于，应用于待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述方法包括：预先基于每个所述震源网格的位置及预设的多个接收器的位置，获取所述目标区域的走时数据库并对所述走时数据库建立数据库索引，所述走时数据库中包括：地震波分别从每个所述震源网格到达每个所述接收器的时间数据；当接收到待查询的走时数据时，利用所述数据库索引在所述走时数据库中查询与所述待查询的走时数据相匹配的目标走时数据，其中，所述待查询的走时数据包括地震波从目标震源网格到达每个所述接收器的时间数据，所述目标走时数据所对应的网格位置即为所述目标震源网格的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述走时数据建立数据库索引之前，所述方法还包括：对所述走时数据库进行降维；其中，对所述走时数据库建立数据库索引，包括：对降维后的走时数据库建立数据库索引。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述走时数据库进行降维，包括：利用主元分析法对所述走时数据库中的走时数据进行降维。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，接收到待查询的走时数据时，还包括：对所述待查询的走时数据进行降维。5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，对所述走时数据库建立数据库索引，包括：基于多维随机K树MRKDtree方法(Multiplerandomizedk-dimensionaltree)对所述走时数据库建立数据库索引。6.一种地震定位装置，其特征在于，应用待定位的目标区域，所述目标区域中包含多个震源网格，所述装置包括：数据库建立单元，用于预先基于每个所述震源网格的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张捷，张雄，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34