基于波形特征和贝叶斯检测的地震事件定位研究

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由于地球自身复杂的地质结构,地震信号的获取易受到各种因素的干扰,从而对地震事件定位的结果产生影响。现有基于模型的地震事件定位方法对地震数据进行多层处理后可能丢失潜在信息。因此,提高模型的信息利用率与可靠性成为研究的重中之重。本文在研究了现有的基于贝叶斯检测模型的地震事件定位方法的基础上,针对其不足进行了如下改进:本文提出了基于波形特征和贝叶斯检测模型联合的单台站地震事件定位方法,解决现有方法在建模时丢失潜在信息,即时性差的问题。与现有定位方法相比,本文除了对地震数据进行多层次处理后提取特征建立模型之外,还对地震信号波形的包络进行了建模。为了实现对波形包络的建模,本文使用拟合的方式对波形进行参数化处理,再从波形中提取具有典型物理意义的特征建立模型,如波形上升时间、最大振幅和衰减率。此外,本文使用格点搜索法,以地球的经纬度将要检测的地理区域网格化,在网格的所有格点中进行遍历搜索进行地震定位。本文提出的定位方法充分利用了波形中蕴含的信息,提升了定位的可靠性与即时性。针对单台站地震事件定位方法有时存在误差较大,不稳定的现象,通过分析不同台站的检测信息,本文进一步提出了基于波形特征和贝叶斯检测模型联合的多台站联合地震事件定位方法。本文采用单台站检测信息确定事件所在区域,多台站检测信息确定准确的事件经纬度坐标,以实现渐迸式地震事件定位的目的。与单台站定位方法相比,本文提出的多台站定位方法充分考虑多台站检测信息的差异性,进一步降低了误差,有利于提升地震定位的准确性。本文在提出了基于波形特征和贝叶斯检测模型联合的地震事件定位方法的基础上,使用Python搭建了地震事件定位测试平台,并在测试平台上验证了定位方法的有效性。测试结果表明本文提出的基于波形特征和贝叶斯检测模型联合的地震事件定位方法误差较小,可以有效进行地震定位。
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