一种获取地震参数估计的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种获取地震参数估计的方法及系统，包括：将地震图数据中的稀疏地震信号进行压缩感知，构建地震图数据库；对地震图数据库完整信号进行空间划分，建立第一索引；将地震波走时信息中的稀疏地震信号进行压缩感知，构建地震波走时表；对地震波走时表完整信号进行空间划分，建立第二索引；输入地震事件信息，在地震图数据库、地震波走时表中通过第一索引、第二索引进行并行搜索，得到搜索结果集合；从搜索结果集合中确定匹配的地震图数据和地震波走时信息，并从中获取地震事件的地震参数估计。本发明专利技术提供的方法采用压缩感知技术构建地震图数据库和地震波走时表，可以减小模型的差异对搜索结果的影响，获取地震参数的估计。

【技术实现步骤摘要】
一种获取地震参数估计的方法及系统
本专利技术涉及地震监测
，具体涉及一种快速获取地震事件的地震参数估计的方法及系统。
技术介绍
地震是由于地球内部某个局部区域的介质构造突变而产生的，包括自然地震和人工地震。地震的发生是一种地球内部能量释放的过程。能量的释放是以地震波的形式传播和扩散的。当地震发生的时候，该地震对应的地震波形信号会被地震监测台站(地震波接收仪器)记录下来。地震波形中包含有丰富的地震震源信息(地震发生位置、地震震级以及地震震源机制等)。我们想要尽可能快速的判断出地震事件发生的位置，震级以及震源机制等信息。目前该领域最为先进的技术是利用已知的地下一维速度模型，运用地震的传播理论计算出理论的地震波形，用实际记录到的地震波形与理论计算出的地震波形相比较，将与实际记录的地震波形最相近的理论地震波形所对应的位置，震级以及震源机制等信息作为实际地震的震源信息。一维速度模型是一种近似的模型，不能够反映出地下介质的结构特点，因此用来计算出的理论的地震波形与实际地震波形有明显的差别。另外，一个地区的一维速度模型通常可以由不同的方法得出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取地震参数估计的方法，包括：/nS1，将地震图数据中的稀疏地震信号进行压缩感知，得到规则网格上的完整信号，根据所述完整信号构建地震图数据库；对所述地震图数据库完整信号进行空间划分，建立第一索引；/nS2，将地震波走时信息中的稀疏地震信号进行压缩感知，得到规则网格上的完整信号，根据所述完整信号构建地震波走时表；对所述地震波走时表完整信号进行空间划分，建立第二索引；/nS3，输入地震事件的地震图数据和地震波走时信息，在所述地震图数据库、地震波走时表中通过所述第一索引、第二索引进行并行搜索，按照预定的相似度条件识别与所述地震事件相似的多个地震图数据和地震波走时信息，作为搜索结果集合；/nS...

【技术特征摘要】
1.一种获取地震参数估计的方法，包括：
S1，将地震图数据中的稀疏地震信号进行压缩感知，得到规则网格上的完整信号，根据所述完整信号构建地震图数据库；对所述地震图数据库完整信号进行空间划分，建立第一索引；
S2，将地震波走时信息中的稀疏地震信号进行压缩感知，得到规则网格上的完整信号，根据所述完整信号构建地震波走时表；对所述地震波走时表完整信号进行空间划分，建立第二索引；
S3，输入地震事件的地震图数据和地震波走时信息，在所述地震图数据库、地震波走时表中通过所述第一索引、第二索引进行并行搜索，按照预定的相似度条件识别与所述地震事件相似的多个地震图数据和地震波走时信息，作为搜索结果集合；
S4，从所述搜索结果集合中确定匹配的地震图数据和地震波走时信息，并从中获取所述地震事件的地震参数估计。


2.根据权利要求1所述的获取地震参数估计的方法，其特征在于，所述S1中通过压缩感知技术得到规则网格上的完整信号包括：
S111，数据重建的最优化问题表达式如下：



其中，b为地震图数据中的稀疏信号，D为稀疏变换矩阵，A＝FN-1F为变换矩阵，F为离散傅里叶变换，FN为非均匀离散傅里叶反变换，||·||1代表向量中每个元素的绝对值之和，s.t.为英文“subjectto”的缩写形式，含义为“约束于”，min为“取得最小值”的含义；矩阵u为要求取的地震图数据在规则网格上的完整的信号；
S112，输入为不规则网格上的稀疏的数据b，通过计算与更新迭代直到达到收敛的标准，得到在规则网格上的完整信号u。


3.根据权利要求1所述的获取地震参数估计的方法，其特征在于，所述S1中进行空间划分的方法包括应用MRKD-tree方法建立至少一棵KD树，具体包括：
S121，计算组内所有地震图数据在每个维度上的均值和方差；
S122，确定多个维度中具有相对于均值的最大方差的一个或多个维度；
S123，对于所述一个或多个维度中的每一个维度，以该维度上的均值作为中位数，将地震图数据划分成两部分；
S124，对所述两部分中的每一个部分递归地进行所述计算、确定和划分步骤，直到每一部分只剩下单个地震图数据，从而建立一棵或多棵KD树。


4.根据权利要求3所述的获取地震参数估计的方法，其特征在于，所述KD树为多棵时，针对多棵KD树并行执行所述搜索步骤。


5.根据权利要求1所述的获取地震参数估计的方法，其特征在于，所述S2中通过压缩感知技术得到规则网格上的完整信号包括：
S211，数据重建的最优化问题表达式如下：



其中，b为地震波走时信息中的稀疏信号，D为稀疏变换矩阵，A＝FN-1F为变换矩阵，F为离散傅里叶变换，FN为非均匀离散傅里叶反变换，||·||1代表向量中每个元素的绝对值之和，s.t.为英文“subjectto”的缩写形式，含义为“约束于”，min为“取得最小值”的含义；矩阵u为要求取的地震波走时表在规则网格上的完整的信号；
S212，输入为不规则网格上的稀疏的数据b，通过计算与更新迭代直到达到收敛的标准，得到在规则网格上的完整信号u。


6.根据权利要求1所述的获取地震参数估计的方法，其特征在于，所述S2中进行空间划分的方法包括应用MRKD-tree方法建立至少一棵KD树，具体包括：
S221，计算组内所有地震波走时数据在每个维度上的均值和方差；
S222，确定多个维度中具有相对于均值的最大方差的一个或多个维度；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张捷，朱慧宇，
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