地震震源监测方法、装置、计算机设备、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种地震震源监测方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：获取监测点在预设历史时间段内采集的地震数据；根据第一平动分量、第二平动分量和各候选反方位角，得到各候选反方位角对应的横向加速度；确定各横向加速度和第三旋转分量之间的零滞后互相关系数；根据候选反方位角和零滞后互相关系数，确定震源至监测点的最终反方位角。上述方法可以较为准确的确定地震的震源位置。法可以较为准确的确定地震的震源位置。法可以较为准确的确定地震的震源位置。

【技术实现步骤摘要】
地震震源监测方法、装置、计算机设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及地震监测
，特别是涉及地震震源监测方法、装置、计算机设备、存储介质。

技术介绍

[0002]当震级较大的地震发生时，它的破裂路径和速度是决定其破坏能力的重要因素。基于大量自由参数紧密拟合的观测值，利用有限断层反演方法来确定破裂的运动学特征。然而，要建立一个运动学模型包含有断层结构的先验信息，其特点是固有的非唯一性，并且不能确保地震动力学方面的机械一致性。不断增加的计算资源，允许开发观测约束动态破裂模型，以补充数据驱动的分析。这种破裂场景提供了对复杂断层滑动的物理上自洽的描述，而它们的复杂性限制了可行数值实验的总数。大规模、密集的地震阵列仪器的兴起，使得在空间和时间上跟踪地震的互补技术成为可能。这种方法需要非常有限的先验知识，以简单和快速的方式对相干高频能量辐射成像。
[0003]旋转可以从平移运动的空间梯度导出，阵列观测法是通过平动分量计算旋转分量的一种测量方法。此方法利用大量平动传感器组成传感器阵列，在局部均匀结构上，利用有限差分方法作用于校准良好的传感器测量的平移分量，计算得到对应的地震旋转信号。该方法要求地震仪本身对旋转运动敏感，虽然所需的最少台站数量是三个，但通常需要更多的几个方位覆盖相当好的台站才能进行稳定的观测。另外，基于阵列观测法对旋转分量测量的质量控制非常困难。参考台站处的相关空间梯度，可以通过一定数量的密集台阵来估计(OliveiraandBolt,1989；Spudichetal.,1995)。FrohlichandPulliam(1999)指出，与基于旅行时的方法相比，经典的单站方法存在一些模糊性，例如存在180
°
反方位角误差问题。平移和旋转运动数据的联合分析可以帮助克服这些缺点。
[0004]使用阵列数据对地震特性进行成像的最常用技术可以分为两类，它们都基于分析P波的相位信息。第一类方法基于传统的阵列测量。称为反投影方法，地震能量辐射通过应用阵列波束形成技术成像。反投影首次在2004年苏门答腊
‑
安达曼地震源(震中)得到成功证明。方向性效应被用来表征断层机制(Kr
ü
gerandOhrnberger,2005；Ishiietal.,2005)。第二类地震破裂追踪方法是通过单站估计入射波的反方位角(BackAzimuth，BAz)。在偏振分析中，标准地震仪的三个平移分量可用于估计入射波的后方位角和入射角。Cochardetal.(2006)提出：在自由表面上，x、y、z方向的三个旋转分量可以被表示为：
[0005][0006]其中表示位移波场的时间倒数。因此旋转可以由横向运动的空间梯度推导出来。
[0007]拜耳等(2012)开发了一种通过局部和区域P波到达的偏振分析来跟踪移动源的单
站方法。

技术实现思路

[0008]本申请提供了一种地震震源监测方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0009]第一方面提供了一种地震震源监测方法，所述方法包括：
[0010]获取监测点在预设历史时间段内采集的地震数据，所述地震数据包括：立体空间中相互垂直的第一坐标轴上的第一平动分量和第一旋转分量，第二坐标轴上的第二平动分量和第二旋转分量，第三坐标轴上的第三平动分量和第三旋转分量；
[0011]确定震源至所述监测点的候选反方位角；
[0012]根据所述第一平动分量、所述第二平动分量和各所述候选反方位角，得到各所述候选反方位角对应的横向加速度；
[0013]确定各所述横向加速度和所述第三旋转分量之间的零滞后互相关系数；
[0014]根据所述候选反方位角和所述零滞后互相关系数，确定所述震源至所述监测点的最终反方位角。
[0015]在一些实施例中，所述确定震源至所述监测点的候选反方位角，包括：
[0016]将0
°
到360
°
反方位角以预设度数间隔划分为多份，得到多个候选反方位角。
[0017]在一些实施例中，所述根据所述候选反方位角和所述零滞后互相关系数，确定所述震源至所述监测点的最终反方位角，包括：
[0018]选择与最大的零滞后互相关系数对应的候选反方位角为所述最终反方位角。
[0019]在一些实施例中，所述确定震源至所述监测点的候选反方位角，包括：
[0020]根据幅值最大的第一旋转分量和幅值最大的第二旋转分量，得到估算反方位角；
[0021]判断所述估算反方位角是否小于0，若所述估算反方位角不小于0，则以所述估算反方位角为所述候选反方位角；若所述估算反方位角小于0，则使所述估算反方位角加上180
°
，得到所述候选反方位角。
[0022]在一些实施例中，所述确定震源至所述监测点的候选反方位角，包括：
[0023]判断所述零滞后互相关系数是否大于0，若大于0，则使所述候选反方位角加上180
°
，得到所述最终反方位角；若小于或等于0，则所述候选反方位角为所述最终反方位角。
[0024]在一些实施例中，所述根据幅值最大的第一旋转分量和幅值最大的第二旋转分量，得到估算反方位角，包括：
[0025]将所述幅值最大的第一旋转分量和所述幅值最大的第二旋转分量代入估算反方位角计算公式，得到所述估算反方位角，其中，所述估算反方位角计算公式为：
[0026][0027]式中，θ
BAz
为估算反方位角；R
e
为幅值最大的第一旋转分量；R
n
为幅值最大的第二旋转分量。
[0028]在一些实施例中，所述地震数据还包括：地震波中的p波的波速和s波的波速以及所述p波和所述s波的传播时差；
[0029]所述方法还包括：根据所述p波的波速、所述s波的波速以及所述传播时差，确定所述地震波的震源至监测点的距离。
[0030]第二方面提供了一种地震震源监测装置，所述装置包括：
[0031]数据输入单元，用于获取监测点在预设历史时间段内采集的地震数据，所述地震数据包括：立体空间中相互垂直的第一坐标轴上的第一平动分量和第一旋转分量，第二坐标轴上的第二平动分量和第二旋转分量，第三坐标轴上的第三平动分量和第三旋转分量；
[0032]候选确定单元，用于确定震源至所述监测点的候选反方位角；
[0033]横向加速度计算单元，用于根据所述第一平动分量、所述第二平动分量和各所述候选反方位角，得到各所述候选反方位角对应的横向加速度；
[0034]互相关系数计算单元，用于确定各所述横向加速度和所述第三旋转分量之间的零滞后互相关系数；
[0035]结果输出单元，用于根据所述候选反方位角和所述零滞后互相关系数，确定所述震源至所述监测点的最终反方位角。
[0036]第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震震源监测方法，其特征在于，所述方法包括：获取监测点在预设历史时间段内采集的地震数据，所述地震数据包括：立体空间中相互垂直的第一坐标轴上的第一平动分量和第一旋转分量，第二坐标轴上的第二平动分量和第二旋转分量，第三坐标轴上的第三平动分量和第三旋转分量；确定震源至所述监测点的候选反方位角；根据所述第一平动分量、所述第二平动分量和各所述候选反方位角，得到各所述候选反方位角对应的横向加速度；确定各所述横向加速度和所述第三旋转分量之间的零滞后互相关系数；根据所述候选反方位角和所述零滞后互相关系数，确定所述震源至所述监测点的最终反方位角。2.根据权利要求1所述的地震震源监测方法，其特征在于，所述确定震源至所述监测点的候选反方位角，包括：将0
°
到360
°
反方位角以预设度数间隔划分为多份，得到多个候选反方位角。3.根据权利要求2所述的地震震源监测方法，其特征在于，所述根据所述候选反方位角和所述零滞后互相关系数，确定所述震源至所述监测点的最终反方位角，包括：选择与最大的零滞后互相关系数对应的候选反方位角为所述最终反方位角。4.根据权利要求2所述的地震震源监测方法，其特征在于，所述确定震源至所述监测点的候选反方位角，包括：根据幅值最大的第一旋转分量和幅值最大的第二旋转分量，得到估算反方位角；判断所述估算反方位角是否小于0，若所述估算反方位角不小于0，则以所述估算反方位角为所述候选反方位角；若所述估算反方位角小于0，则使所述估算反方位角加上180
°
，得到所述候选反方位角。5.根据权利要求4所述的地震震源监测方法，其特征在于，所述根据所述候选反方位角和所述零滞后互相关系数，确定所述震源至所述监测点的最终反方位角，包括，包括：判断所述零滞后互相关系数是否大于0，若大于0，则使所述候选反方位角加上180
°
，得到所述最终反方位角；若小于或等于0，则所述候选反方位角为所述最终反方位角。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣超，蒋晓东，张丁凡，吴君竹，
申请(专利权)人：浙江省北大信息技术高等研究院，
类型：发明
国别省市：