研究目的
开发一种强大且高效的方法,用于自动检测大N阵列记录的环境地震噪声中的体波事件,以通过地震干涉法增强三维反射成像。
研究成果
TWEED是一种有效且稳健的自动检测环境地震噪声中体波事件的方法,能利用合成数据和实地数据成功区分体波与面波。该方法在基里拉赫蒂台阵600小时的记录中检测出1093个体波事件。将TWEED第一步与支持向量机分类相结合的混合方法,为实时数据扫描提供了更省时的替代方案,尽管检测率略低。此方法提升了在具有挑战性的实地区域运用地震干涉法进行三维反射成像的潜力。
研究不足
TWEED方法至少需要两条具有足够密集内联采样的接收线,且仅限于检测给定时间段内最强的瞬态震源。若未进行振幅归一化和带通滤波,可能无法检测到较弱震源。该方法的有效性取决于环境噪声波场能量和采集几何参数。支持向量机(SVM)的性能可能受到面波内容的干扰,为获得最佳结果,需谨慎选择输入特征和超参数。
1:实验设计与方法选择:
本研究开发了一种两步波场评估与检测方法(TWEED),将照明诊断法扩展至非交叉测线的三维勘探。该方法通过斜叠加变换同步分析相邻接收线,评估射线参数并区分体波与面波。同时采用支持向量机(SVM)算法,利用TWEED第一步的慢度参数进行二分类。
2:样本选择与数据来源:
使用模拟地表及地下瞬态环境噪声源的合成数据(案例S1和S2)。实地数据包含部署在芬兰东部Kylylahti矿区约1000个接收器阵列记录的600小时环境噪声,选取具有代表性的一小时数据段进行初步测试。
3:实验设备与材料清单:
Kylylahti阵列包含994个接收站,每个站点配备六串10赫兹垂直分量检波器组成的集束电缆及无线数据记录仪,以2毫秒采样率每日记录20小时。
4:实验流程与操作步骤:
以10秒噪声数据段(10%重叠)进行扫描。将TWEED应用于合成与实地数据,包括斜叠加变换和跨线走时分析。使用TWEED第一步的慢度参数训练和测试SVM,数据划分为训练集与测试集。
5:数据分析方法:
采用斜叠加变换评估射线参数。使用高斯核SVM进行分类,通过混淆矩阵和交叉验证评估性能。
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