The invention relates to the field of anomaly extraction of four-component borehole strain data, in particular to a method of anomaly extraction of four-component borehole strain data based on Hilbert Huang transform, which includes: input borehole strain four-component data and temperature data, barometric pressure data, borehole water level data, borehole pressure data, and transform borehole strain four-component data into surface strain Sa; The data of borehole strain after strain conversion are decomposed by ensemble empirical mode decomposition; the harmonic periods of the decomposed eigenmode functions and the harmonic periods of air temperature, air pressure, borehole water level and borehole gas pressure are calculated; the eigenmode functions corresponding to the harmonic periods of the interference factors are removed; the remaining eigenmode functions are transformed by Hilbert transform, and the instantaneous energy is calculated. Time energy diagram. It can extract the characteristics of influencing factors of borehole strain data, and provide support for eliminating influencing factors and extracting abnormal information related to crustal strain changes.
【技术实现步骤摘要】
基于希尔伯特黄变换的四分量钻孔应变数据异常提取方法
本专利技术涉及四分量钻孔应变数据异常提取领域,特别涉及一种基于希尔伯特黄变换的四分量钻孔应变数据异常提取方法。
技术介绍
钻孔应变观测是通过对地层内部应变状态依时间连续变化的精细观测,发现并掌握震前、震中和震后地壳应变变化的时空分布与发展变化规律,对地震的预测预报工作有着重要的意义。钻孔应变观测由于其精度高,很容易受到环境因素的干扰,使与地壳应变变化相关的信息淹没在这些干扰中。钻孔应变数据主要的干扰因素有气温、气压、钻孔水位(降水量)、钻孔气压。希尔伯特黄变换在理论上可以将复杂的信号分解成为有限个本征模函数(IMF),所分解出的本征模函数包含了原信号的不同时间尺度的局部特征信息,可以解决排除干扰因素并提取到与地壳应变变化相关的异常信息的问题。CN106918836A公开了一种基于主成分分析的钻孔应变数据异常提取方法,根据数据之间相关性的特点,利用主成分分析中的特征值和特征向量分别的将地壳的微弱变化表征出来。CN202452947U公开了一种四分量钻孔应变仪观测系统,包括井上设置的数据存储网络传输设备、井下设置的主四分量应变仪及连接井上井下的信号线缆,还包括井下设置的辅助四分量应变仪。通过在观测系统内设置一主、一辅两个四分量应变仪,增加了系统的可靠性,避免了因一个装置损坏就使得整个系统瘫痪的情形。邱泽华等(用小波-超限率分析提取宁陕台汶川地震体应变异常,2012)采用高通滤波的方法提取四分量钻孔应变数据的高频成分。并利用小波-超限率方法对宁陕台汶川地震提应变异常进行提取分析。池顺良等(汶川、鲁甸、康定地震前 ...
【技术保护点】
1.一种基于希尔伯特黄变换的四分量钻孔应变数据异常提取方法,其特征在于,该方法包括:a、录入钻孔应变四分量数据和气温数据、气压数据、钻孔水位数据、钻孔气压数据,并对钻孔应变四分量数据进行应变换算为面应变Sa;b、对应变换算后的钻孔应变数据进行集合经验模态分解;c、计算分解后的各本征模函数的谐波周期和气温、气压、钻孔水位、钻孔气压干扰因素的谐波周期;d、去除与干扰因素谐波周期相对应的本征模函数;e、对余下的本征模函数进行希尔伯特变换,并计算瞬时能量;f、输出瞬时能量图。
【技术特征摘要】
1.一种基于希尔伯特黄变换的四分量钻孔应变数据异常提取方法,其特征在于,该方法包括:a、录入钻孔应变四分量数据和气温数据、气压数据、钻孔水位数据、钻孔气压数据,并对钻孔应变四分量数据进行应变换算为面应变Sa;b、对应变换算后的钻孔应变数据进行集合经验模态分解;c、计算分解后的各本征模函数的谐波周期和气温、气压、钻孔水位、钻孔气压干扰因素的谐波周期;d、去除与干扰因素谐波周期相对应的本征模函数;e、对余下的本征模函数进行希尔伯特变换,并计算瞬时能量;f、输出瞬时能量图。2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤a中将钻孔应变四分量数据记为S1、S2、S3、S4,气温数据记为T,气压数据记为P,钻孔水位数据记为L,钻孔气压数据记为Pz,根据公式(1)将钻孔应变四分量数据换算为面应变Sa,Sa=(S1+S2+S3+S4)/2(1)。3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的对应变换算后的钻孔应变数据进行集合经验模态分解是对应变换算后的钻孔应变数据进行集合经验模态分解,其步骤如下:步骤1,向面应变Sa中加入正态分布白噪声,其关系式如下所示:Y=Sa+w(2)其中,Y是加入白噪声后的数据,w是加入的白噪声数据;步骤2,找出Y中所有的极大值点和极小值点,并用三次样条插值...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱凯光,池成全,于紫凝,樊蒙璇,李凯艳,孙慧慧,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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