基于泰森多边形的微震源定位方法、装置及计算机设备制造方法及图纸

本申请公开了一种基于泰森多边形的微震源定位方法、装置及计算机设备，涉及微震监测领域，可以解决目前缺乏简洁有效的全局震源定位方法，导致震源定位精度差，微震监测效果不能满足矿方需求的问题。发生微震事件后，根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序；根据各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对第一波形排序进行验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，并根据有效波形排序确定震源限制区域；依据有效波形集合进行至少四个台站的子台网组合，计算不同子台网组合下的震源定位结果，得到可能震源点；将在震源限制区域内的可能震源点确定为可信震源点，依据可信震源点计算空间集中度，将空间集中度最高的可信震源点确定为最佳震源点。源点确定为最佳震源点。源点确定为最佳震源点。

【技术实现步骤摘要】
基于泰森多边形的微震源定位方法、装置及计算机设备


[0001]本申请涉及微震监测领域，尤其涉及到一种基于泰森多边形的微震源定位方法、装置及计算机设备。

技术介绍

[0002]在煤矿开采过程中，煤体的采出会导致围岩应力重新分布和覆岩垮落与运动。在这个过程中会产生震动，并向外释放弹性波。微震定位方法的基本原理是在特定岩体区域内通过布置一定数量的传感器，利用不同传感器接收到同一弹性波信号的到时差进行震源位置的反演计算。震源定位的精度是衡量台网监测质量的重要指标，在很大程度上决定了微震监测效果的好坏。
[0003]在煤矿井下，对微震事件震源定位存在误差，定位误差受多种因素影响，比如台站分布、速度模型、震相读取误差、走时区域异常、定位算法、设备运行状态和环境噪音、定位算法等。目前震源定位缺乏一种简洁有效的震源定位全局方法，导致震源定位精度差，微震监测效果不能满足矿方需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种基于泰森多边形的微震源定位方法、装置及计算机设备，主要解决目前缺乏简洁有效的全局震源定位方法，导致震源定位精度差，微震监测效果不能满足矿方需求的问题。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种基于泰森多边形的微震源定位方法，该方法包括：
[0006]发生微震事件后，根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序；
[0007]根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对所述第一波形排序进行有效性验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，并根据所述有效波形排序确定震源限制区域；
[0008]依据所述有效波形集合进行至少四个台站的子台网组合，计算不同所述子台网组合下的震源定位结果，得到可能震源点；
[0009]将在所述震源限制区域内的可能震源点确定为可信震源点，依据所述可信震源点计算空间集中度，将对应所述空间集中度最高的可信震源点确定为最佳震源点。
[0010]根据本申请的另一个方面，提供了一种基于泰森多边形的微震源定位装置，该装置包括：
[0011]生成模块，用于发生微震事件后，根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序；
[0012]验证模块，用于根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对所述第一波形排序进行有效性验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，并根据所述有效波形排序确定震源限制区域；
[0013]第一计算模块，用于依据所述有效波形集合进行至少四个台站的子台网组合，计算不同所述子台网组合下的震源定位结果，得到可能震源点；
[0014]第二计算模块，用于将在所述震源限制区域内的可能震源点确定为可信震源点，依据所述可信震源点计算空间集中度，将对应所述空间集中度最高的可信震源点确定为最佳震源点。
[0015]根据本申请的又一个方面，提供了一种非易失性可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述基于泰森多边形的微震源定位方法。
[0016]根据本申请的再一个方面，提供了一种计算机设备，包括非易失性可读存储介质、处理器及存储在非易失性可读存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于泰森多边形的微震源定位方法。
[0017]借由上述技术方案，本申请提供了一种基于泰森多边形的微震源定位方法、装置及计算机设备，解决了目前缺乏简洁有效的全局震源定位方法，导致震源定位精度差，微震监测效果不能满足矿方需求的问题。本申请是在发生微震事件后，根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序；根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对第一波形排序进行有效性验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，并根据有效波形排序确定震源限制区域；依据有效波形集合进行至少四个台站的子台网组合，计算不同所述子台网组合下的震源定位结果，得到可能震源点；将在震源限制区域内的可能震源点确定为可信震源点，依据可信震源点计算空间集中度，将对应空间集中度最高的可信震源点确定为最佳震源点。通过本申请中的技术方案，在发生微震事件后，可通过结合多个维度的计算，实现对最佳震源点的层层筛选，有效提高震源定位精度，降低震源定位误差，大幅提高震源定位速度和定位结果的稳定性，确保微震监测效果满足矿方需求。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本地申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了本申请实施例提供的一种基于泰森多边形的微震源定位方法的流程示意图；
[0020]图2示出了本申请实施例提供的另一种基于泰森多边形的微震源定位方法的流程示意图；
[0021]图3示出了本申请实施例提供的一种基于泰森多边形的微震源定位的原理示意图；
[0022]图4示出了本申请实施例提供的一种基于泰森多边形的微震源定位装置的结构示意图；
[0023]图5示出了本申请实施例提供的另一种基于泰森多边形的微震源定位装置的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下文将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0025]针对目前缺乏简洁有效的全局震源定位方法，导致震源定位精度差，微震监测效果不能满足矿方需求的问题，本申请实施例提供了一种基于泰森多边形的微震源定位方法，如图1所示，该方法包括：
[0026]101、发生微震事件后，根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序。
[0027]其中，地震纵波又叫压力波(pressure wave)、初波(primary wave)、p波，在所有地震波中，地震纵波拥有最快的传递速度，因此在微震事件发生时，地震纵波是最早抵达台站的地震波。对于本实施例，各台站接收地震纵波的接收时间可以采用长短时窗法(short
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term average over long
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tern average，STA/LTA)确定，长短时窗法(short
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term average over long
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tern average，STA/LTA)的原理是当短时窗平均值与长时窗平均值之比超过用户定义的触发阈值时，该点被判定为地震纵波到时，根据由早到晚的顺序对各台站接收地震纵波的时间进行排序得到第一波形排序，例如，台站1、台站2、台站3接收地震纵波的时间为0.00399899s、0.00387002s、0.00446878s，按照各台站接收地震纵波的时间由早到晚排序得到第一波形排序为台站2、台站1、台站3。
[0028]102、根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对第一波形排序进行有效性验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，并根据有效波形排序确定震源限制区域。
[0029]其中，泰森多边形又叫冯洛诺伊图(Voronoi 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于泰森多边形的微震源定位方法，其特征在于，包括：发生微震事件后，根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序；根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对所述第一波形排序进行有效性验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，并根据所述有效波形排序确定震源限制区域；依据所述有效波形集合进行至少四个台站的子台网组合，计算不同所述子台网组合下的震源定位结果，得到可能震源点；将在所述震源限制区域内的可能震源点确定为可信震源点，依据所述可信震源点计算空间集中度，将对应所述空间集中度最高的可信震源点确定为最佳震源点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各台站对应地震纵波的接收时间生成第一波形排序，包括：确定各台站对应地震纵波的接收时间，并按照所述接收时间由小到大的顺序生成关于各个所述台站的第一波形排序。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制的泰森多边形，对所述第一波形排序进行有效性验证，确定有效波形排序以及有效波形集合，包括：根据微震监测台网中各台站三维坐标绘制泰森多边形，并判断所述第一波形排序中任一相邻台站对应的泰森多边形是否存在交集；若判断第一波形排序中任一相邻台站对应的泰森多边形均存在交集，则将所述第一波形排序确定为有效波形排序，将所述第一波形排序中的台站波形确定为有效波形，并生成有效波形集合；若判断第一波形排序中任一相邻台站对应的泰森多边形不存在交集，则调整所述第一波形排序中各台站波形的排列顺序，或剔除无效波形，以得到所述有效波形排序和所述有效波形集合，所述有效波形排序中任一相邻台站对应的泰森多边形存在交集。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效波形排序确定震源限制区域，包括：确定所述有效波形排序中所有所述台站对应泰森多边形的区域交集，将所述区域交集确定为所述震源限制区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述有效波形集合进行至少四个台站的子台网组合，计算不同所述子台网组合下的震源定位结果，得到可能震源点，包括：在所述有效波形集合中随机筛选出至少四个台站，并根据所述至少四个台站构建子台网组合；基于震源信息以及所述子台网组合中的各个台站信息，并根据预设计算公式计算所述子台网组合下的预测震源坐标，将所述预测震源坐标确定为可能震源点，所述震源信息包括地震纵波波速，所述台站信息包括台站三维坐标、台站对应有效波形的接收时间。6.根据权利要求5所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈法兵，王元杰，孙学波，李岩，潘俊锋，王传朋，刘宁，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：