分形理論在P波震相識(shí)別中的應(yīng)用_第1頁
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分形理論在P波震相識(shí)別中的應(yīng)用P波震相初至的自動(dòng)識(shí)別是地震預(yù)警中最基礎(chǔ)又極為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的P波震相自動(dòng)識(shí)別方法依賴地震信號(hào)幅度頻率特性識(shí)別P波到時(shí),受到地震事件信噪比的限制或者環(huán)境噪聲的干擾,容易導(dǎo)致P波震相撿拾的偏差或者地震預(yù)警系統(tǒng)的誤觸發(fā)。把分形理論應(yīng)用于地震事件判斷和P波撿拾是一種有效解決信噪比限制的方法。它的基本思想是:用分形維數(shù)描述地震信號(hào)和噪聲信號(hào)波形的幾何復(fù)雜程度,根據(jù)地震信號(hào)分形維數(shù)的變化識(shí)別P波到達(dá)的位置或者依據(jù)待檢測(cè)信號(hào)與干擾信號(hào)特征模式的維數(shù)距離判斷信號(hào)屬性。本文提出了一種基于分形維數(shù)識(shí)別P波震相到時(shí)的算法(STAFD/LTAFD),分析STAFD/LTAFD算法中的參數(shù)取值對(duì)撿拾結(jié)果的影響,采用日本K-NET數(shù)據(jù),檢驗(yàn)STAFD/LTAFD算法的可行性,對(duì)比STAFD/LTAFD算法和傳統(tǒng)算法在不同信噪比下分別進(jìn)行P波識(shí)別的結(jié)果,結(jié)果表明STAFD/LTAFD算法在低信噪比事件中具有更好的穩(wěn)定性和更高的精確撿拾率;針對(duì)P波到達(dá)位置附近的局部形貌特征,將多重分形譜引入地震波形貌特征的研究,以多重分形譜譜寬和譜高為基本參量,比較不同信噪比下多重分形譜參量隨地震波波形變化的規(guī)律,建立基于多重分形特性識(shí)別P波震相初至的算法,實(shí)現(xiàn)低信噪比下自動(dòng)拾取P波震相初至。同時(shí),本文基于福廈線地震預(yù)警系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中采集的噪聲數(shù)據(jù),建立了不同干擾信號(hào)類型的分形特征模式,計(jì)算待檢測(cè)信號(hào)(包括地震信號(hào)和不同噪聲信號(hào))與不同噪聲分形模式的分形距離,分形距離越小,待檢測(cè)信號(hào)與干擾信號(hào)的相似程度越高。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)地震信號(hào)與所有已經(jīng)建立的分形特征模式的維數(shù)距離有明顯較遠(yuǎn)的距離,證明分形距離能夠區(qū)分地震信號(hào)和不同類型的噪聲信號(hào)

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