基于波动理论的地震观测系统设计
地震监测系统的设计与优化
地震监测系统的设计与优化地震监测系统是一种用于实时监测和分析地震活动的技术系统。
随着科技的进步和地震活动的增加，设计和优化地震监测系统变得日益重要。
本文将探讨地震监测系统的设计原理、优化方法和未来发展趋势。
一、地震监测系统的设计原理地震监测系统的设计原理基于地震活动的识别、数据采集和数据处理三个主要方面。
首先，地震活动的识别是地震监测系统的核心任务。
通过地震仪器感知和记录地震波的传播和振幅变化，系统能够自动检测和识别地震事件。
这一步骤通常包括地震波形识别、主震识别和余震识别等。
其次，地震监测系统需要采集大量的地震数据。
该系统应该包括多个分布在不同地理位置的地震仪器，用于实时采集地震波及其它相关数据。
这些仪器之间需要进行准确的时钟同步以确保数据采集的一致性和准确性。
最后，地震监测系统需要对采集到的地震数据进行处理和分析。
这一步骤涉及到信号处理、数据解读、地震参数计算和地震活动预报等。
通过对地震数据的分析，可以提供地震监测报告、震源定位及短期预警等信息。
二、地震监测系统的优化方法为了提高地震监测系统的准确性和可靠性，可以采取以下优化方法。
首先，地震监测系统的传感器和仪器需要不断升级和优化。
传感器的灵敏度和动态范围应该得到增强，以适应不同地理环境和地震活动的变化。
同时，数据采集设备也需要更新，以提高数据采集的精度和速率。
其次，地震监测系统的数据处理算法需要不断改进。
通过引入新的信号处理技术和模式识别算法，可以提高地震波形识别的准确性和自动化程度。
同时，地震参数计算和地震活动预报的算法也需要进一步优化，以提高准确性和及时性。
另外，地震监测系统的网络和数据传输也需要进行优化。
由于地震仪器通常分布在不同地理位置，数据传输的稳定性和实时性对系统的运行至关重要。
确保网络的稳定性、数据传输的带宽和实时性，能够提高地震监测系统的灵敏度和反应速度。
三、地震监测系统的未来发展趋势地震监测系统在未来的发展中，将面临以下几个趋势。
高精度地震勘探系统的设计与应用
高精度地震勘探系统的设计与应用近年来，地震活动在全球范围内呈现出越来越频繁和严重的趋势。
灾难之前识别地震危险区域和提前预警已成为保护人类生命和财产安全的重要手段。
而高精度地震勘探系统的应用则能够为地震研究和预警提供有力支持。
一、高精度地震勘探系统的原理和构成高精度地震勘探系统主要由三个部分构成：模拟前端、信号处理模块和数据采集模块。
模拟前端包括地震传感器、模拟滤波器和放大器等，主要用于将地震信号转换为电信号并进行必要的滤波和放大；信号处理模块主要由数字滤波器和数字信号处理器等组成，用于对模拟前端输出的信号进行数字化处理；数据采集模块则是将经过数字信号处理的数据保存到计算机中，为地震研究和分析提供数值依据。
二、高精度地震勘探系统的应用1.地震研究地震勘探系统的应用对于地震研究和预警具有重要意义。
通过研究地震波的传播规律和反演地壳结构，可以更好地理解地震发生的机制和规律，为尽早预报和预警提供科学数据支持。
2.建筑物抗震设计地震勘探系统的应用还有助于建筑物与城市的抗震设计。
它可以较为准确地测量地下结构、振动频率和幅度等参数，为抗震设计提供参考。
3.石油勘探高精度地震勘探系统还可以应用于石油勘探。
目前，为了获得更高的探测精度和解析度，许多石油企业正在引入高精度地震勘探系统。
4.污染物扩散研究地震勘探系统还可以应用于污染物扩散研究。
通过研究地震波在不同地质结构中的传播规律和反演地下介质分布，可以有效预测污染物的扩散趋势和范围。
三、高精度地震勘探系统的发展趋势随着科技的不断发展，高精度地震勘探系统的发展呈现出以下几方面的趋势：1.全数字化随着计算机和数字信号处理技术的发展，高精度地震勘探系统的数字化程度将越来越高。
未来的地震监测系统将更加完全数字化，减少数字模拟转换过程带来的误差。
2.智能化未来的高精度地震监测系统将更加智能化，可以自动判断地震信号的波形和形态，将地震监测系统与传统的人工地震监测系统相结合，误判率将大大降低。
地震监测与测量技术的原理与应用指南
地震监测与测量技术的原理与应用指南地震是地球上常见的自然现象之一，它给人们的生活和财产造成了巨大的威胁。
为了更好地预防和应对地震的影响，地震监测与测量技术起到了至关重要的作用。
本文将介绍地震监测与测量技术的原理与应用指南，以帮助读者更好地了解和利用这一技术。
一、地震监测的原理地震监测的原理是基于地震的产生和传播过程。
地震是因地壳运动引起的地球的振动，其通常包括地震发生的震源和地震传播的波动。
地震监测就是通过对地震的震源和波动进行观测和分析，来了解地震活动的特征和参数。
地震监测的关键就是地震仪器，它们包括了地震仪、地震计、地震测量仪等。
这些仪器通常通过测量地震波在地球内部的传播速度、振动强度和频率等参数，来判断地震的大小和发生地点。
二、地震监测的应用地震监测在现代社会中有着广泛的应用。
首先，它对于地震预警起到了关键作用。
通过监测地震波在地球内部的传播速度和强度，可以提前预警地震的到来，给民众时间来做好防范准备。
这在一些地震频发的地区尤其重要，可以避免人员伤亡和财产损失。
其次，地震监测也对于地震科学研究和地球构造理论的发展具有重要意义。
通过对地震波的测量和分析，科学家们可以进一步了解地球内部的结构、板块运动和地壳变形等过程，有助于探索地球的奥秘。
另外，地震监测还在工程建设中发挥着重要作用。
在建造大型建筑、桥梁和地下工程时，需要考虑地震的影响，以确保工程的安全性。
地震监测可以提供地震的活动性和危险性评估，从而指导工程设计和施工过程。
三、地震监测的技术地震监测技术的发展经历了多个阶段。
早期的地震仪器主要是机械式的，如振动盘和地震计。
这些仪器通过机械传感器来测量和记录地震波动，但其精度和灵敏度较低。
随着电子技术的发展，电子式地震监测设备开始得到广泛应用。
例如，现代的地震仪通过使用压电材料或光纤传感器，可以更精确地测量地震波动的振幅和频率。
而数字化技术的引入，则使得地震数据的收集和分析更为方便和高效。
近年来，随着物联网和人工智能技术的发展，地震监测技术正逐渐朝着自动化和智能化方向发展。
地震勘探仪器的原理与新技术
地震勘探仪器的原理与新技术地震记录仪是地震勘探中最基本的仪器之一、它的作用是记录地震波在地下传播时的振动情况。
地震记录仪由一组传感器、放大器和数据采集系统组成。
传感器通常采用压电陶瓷传感器或气流传感器，用于转换地震波的压力波动为电信号。
放大器则用于放大传感器产生的微弱电信号，以便进一步处理和分析。
数据采集系统则负责将放大后的信号数字化，并存储在计算机中，供后续处理。
地震传感器是地震记录仪中的关键部件，也是测量地震波传播的速度、方向和振幅的重要工具。
地震传感器的原理是利用传感器内部的物理效应来测量地震波的振幅和频率。
常用的地震传感器有三轴加速度计和压电传感器。
三轴加速度计可以同时测量三个方向上的加速度，从而确定地震波的传播速度和方向。
压电传感器则使用压电效应将地震波的压力波动转化为电信号。
地震源是地震勘探中的另一个核心部分。
地震源是通过施加力或释放能量来产生地震波的装置。
常见的地震源包括震源车、爆破和振动器。
震源车是一种装有震动源的车辆，通过车辆行驶产生地震波。
爆破则是利用爆炸产生的冲击波来生成地震波。
振动器则是通过振动设备产生地震波。
除了传统的地震勘探仪器，还有一些新技术被应用于地震勘探中。
其中之一是地震反演技术。
地震反演是利用地震波的传播特征来推断地下物质的属性和结构的方法。
它基于波动理论和数值模拟，通过对地震波的观测数据进行反演分析，得到地下介质的速度、密度和衰减等物理属性。
另一个新技术是多次反射地震勘探。
多次反射地震勘探是利用地震波在地下遇到不同介质界面反射产生多次反射波的原理来获取地下信息的方法。
它通过分析不同反射波的时间延迟和振幅变化，可以推断出地下结构的层次和反射界面的位置。
此外，地震勘探中还有其他一些技术和仪器，如地震井探测技术、地震电磁法和地形扫描仪等。
这些新技术和仪器的不断发展，不仅提高了地震勘探的精度和效率，也促进了地球科学的发展和地下资源的开发利用。
综上所述，地震勘探仪器是研究地球内部结构和地下地质构造的重要工具。
基于波动方程的目标导向观测系统设计方法研究
（ ． 国 科 学 院地 质 与地 球 物理 研 究所 ，北 京 １ ０ ２ ； ２ 中 原 油 田 物 探 公 司采 集 方 法 研 究 所 ，濮 阳 ４ ７０ ） １中 ０ ０ ９ ． ５０ １
摘 要 本 文提 出 了 复 杂 构造 地 区 的 目标 导 向观 测 系统 的 设 计 方 法． 用 波动 方 程 正 演模 拟 来 指 导 并 在 二 雏 声 波 方 使
维普资讯
第 ２ ３卷
第 ２期
地
球
物
理
学
进
展
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ２ １２ ．
Ａ ｐ ． ２０ ｒ ０８
２０ ０ ８年 ４月 （ 页码 ： ５ ～３ ７ ３９ ６）
ＰＲＯＧ ＲＥＳＳ Ｉ Ｎ Ｇ ＥＯＰＨ Ｙ ＳＩ ＣＳ
基 于 波 动 方 程 的 目标 导 向观 测 系统 设 计 方 法研 究
ｅ ，ｗ ｅ ｉｌ ｉ ｔ ｗ Ｏ ｍ ａ ｃ ｈｅｓ ｆｃ ｅｓ ｉ ｅ ｐ ｌ ｌｕｍ ｎａ ｅ ｈｏ ｔ ｔ ｈ ｔ ｕｒａ ｅ ｓ ｉｍ ｃ ｒ ｓ ｏｎｓ ｉｈ ｔ ｄｅ ｇｒ ｎｄ ｔ ｇ ｔ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ． Ｂｙ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｗ ｔ ｈｅ ｕｎ ｒ ｏｕ ａｒ ｅ ｔ ｕ ｔ ｅ ｎ ｌ ｚｎｇ ｎｕ—
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波动方程正演在地震勘探设计中的应用
① 中 国教 育； ｔ ｌ ｔ ［ Ｎ］ ． ２ ０ ０ ７ — ０ ９ 。
参 考 文献 ：
［ １ 】 劳动社会保 障部职业技 能鉴定 中心组《 职业社会 能力》 训练 手册【 Ｍ】 ． 北京； 人 民出版社 ， ２ ０ ０ ８ ． ［ ２ 】 解志斌． 高职 思想政 治理论课职业核心能力项 目化教 改的实 证考量 Ｕ ］ ． 牡丹江大学学报 ， ２ ０ １ ０ ， （ ８ ） ． ［ ３ 】 李飞． 浅谈 思想政 治理论课教学模式与高职学生核 心能力培 养Ｕ １ ． 中国轻工教 育， ２ ０ １ １ ， （ ６ ） ．
越重要 ， 利用现 有的地震 资料 ， 结合地震反 演建立合理 的地 质模型 ， 运用波动方程 正演技 术设计地震勘探采集方法 ． 研 究偏移成像效果 ， 分析采 集结果 能否达到地质 目标的需求 ， 通过反复模拟处理分析 ， 优化观 测方案 ， 使得 最终确定的采
集方法能够解决地质 问题 ， 获得 高质量的地震资料 ， 减低勘探风险。
采用高阶差分法得到声波方程 的数值解为：
ｃ 筹 ： 去 Ｉ Ｖ Ｉ
。
（ △ｘ ２ Ｍ ）
高阶差分系数 ：
１ ２ ３
４ ４ ４
…
Ｍ。
４
ｃ 【 Ｍ ）
（ Ｍ）
二、 波 动 方程 原 理
ｌ ２ ３
６ ６ ６
… Ｍ ｃ ２
一
Ｏ ｘ
Ｏ ｘ
） ＋ 茜 （ 吉 等） ＋ ｏ （ １ ０ ｚ ） ＝ 亡 鲁
（ ｘ ＋ ｍ△ｘ ） ＿ ２ ｆ （ ｘ ） ＋ ｆ （ ｘ — ｍ△ ｘ ） ］ ＋ ０
（ ｘ ， Ｙ ， ｚ ， ｔ ） ８（ Ｘ － Ｘ ｏ ， Ｙ － Ｙ ｏ ， Ｚ － Ｚ ０ ）
基于小波变换的信号处理在地震预警中的应用
基于小波变换的信号处理在地震预警中的应用一、前言近年来，地震频繁发生，给人们的生命财产造成严重威胁。
因此，地震预警系统成为了解决这个问题的重要手段之一。
然而，地震信号具有高噪声、复杂非线性等特性，如何处理这些信号成了地震预警系统的难点。
本文将介绍基于小波变换的信号处理在地震预警中的应用。
二、小波变换的基本概念小波变换是一种基于多分辨率的信号分析方法，它具有时频分析的优点。
它将信号分为尺度（scale）和位置（position）两个方面，采用不同的小波基将信号从时域（time domain）变换到小波域（wavelet domain）。
小波变换的基本公式如下：其中，x(t)和y(a,b)分别表示在时域和小波域中的信号，ψ(u)是小波基。
三、小波变换在地震预警中的应用1.小波变换在地震信号中的作用地震信号由于其高噪声、复杂非线性等特性，传统的傅里叶变换等处理方法难以处理这些信号。
而小波变换则可以有效地对地震信号进行处理，具体表现在以下几个方面：（1）时频分析小波变换可以将信号从时域转换到小波域，这使得我们可以同时观察到信号在时间和频率上的变化情况。
这对于地震信号的分析具有重要意义，可以更加准确地捕捉地震信号的时空特性。
（2）信号去噪地震信号中的噪声往往是比较大的，这会对地震预警系统的准确性产生较大的影响。
小波变换具有去噪的作用，可以将地震信号中的噪声滤除，发挥更好的作用。
（3）特征提取地震预警系统需要提取一些特征来判断地震的发生与否。
小波变换可以提取信号的一些重要特征，如能量、频率、相位等，这对于地震预警系统的准确性具有较大的帮助。
2.小波变换在地震预警系统中的应用在地震预警系统中，小波变换可以用于地震信号的预处理、特征提取、模式识别等方面。
具体来说，可以采取以下几个步骤：（1）对地震信号进行小波分解，得到不同尺度的小波系数。
（2）去除小波系数中的噪声，提高信噪比。
（3）利用小波系数中的特征进行模式识别，以判断地震的发生与否、其发生位置及强度等参数。
地震预测系统设计与实现
地震预测系统设计与实现地震是一种极具破坏性的自然现象，能够给人类带来非常大的灾难。
在这个信息时代，人们进行科学研究和技术开发，利用现代计算机和网络技术，开发出了一些地震预测系统。
这些系统能够准确地预测地震的发生时间、地点、震级等重要信息，有效的防止人们遭受地震带来的危害。
一、背景地震预测系统是一种可以预测地震可能性的系统。
在地震未来发生前，地震预测系统采用一系列的算法和方法来监测和分析地球的震动状况、大气环境、地质构造等数据，从而得出预测结果。
通常情况下，地震预测系统可分为三大类：一类是基于地震学研究的专业地震仪器，如地震监测网络和地震实验室；另一个类别是基于机器学习技术的地震预测系统，可以自动识别地震波形并进行预测；第三类是利用人工智能和大数据技术，采用多种方法对地震数据进行分析和模拟，从而得出相对准确的预测结果。
二、地震预测系统的原理地震预测系统通常依靠三种类型的数据来进行地震的预测：地震数据、大气数据和人工干预数据。
地震数据是指地震仪器监测到的地震波形和震源机制等数据。
大气数据则是指大气环境的变化，如大气压力、温度、湿度等因素。
这些数据都会影响地震的发生和发展。
人工干预数据是指使用各种措施来减少或避免地震的概率，如控制水库水位等。
地震的预测不仅仅依靠实验数据，还需要依靠科学理论。
地震学是研究地震的一个分支学科，它通过对地壳运动和震源机制的研究，来解释地震的产生和发展规律。
我们可以通过地形地貌、地下水的流动、地磁场的分布、地下岩石变形等现象判断地震的风险。
还可以通过地震预警系统对地震事件进行及时、准确地预测。
三、地震预测系统的设计地震预测系统的设计需要考虑以下几个方面：1. 数据采集：地震数据的准确采集和处理是地震预测系统的重要组成部分。
传感器和数据采集器是地震预测系统中最基础的组件，其质量和性能直接影响地震预测的准确度。
地震预测系统通常会选择多个数据源进行数据采集，借助现代计算机和云计算技术进行集中式、分散式的数据处理。
《地震勘探原理》复习总结——石油大学
第一章绪论1.地球物理勘探的概念及分类概念：利用物理学原理和相关技术获取某些地质参数、特征及变化规律, 从而对地质问题经行切实合理的分析和解释的油气勘探手段。
分类: 地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探2.地震勘探的概念利用人工激发的地震波来定位矿藏, 确定考古位置, 获取工程地质信息的勘探方法, 它是地球物理勘探中最重要、解决油气勘探问题最有效的一种方法。
3.地震勘探的基本原理人工激发的弹性波在岩石中传播时, 遇到岩层的分界面便产生反射波或折射波, 在它们返回地面时用高灵敏度的仪器记录, 根据波的传播路程和旅行时间, 确定发生弹性波反射或折射的岩层界面的埋藏深度和形状, 从而认识地下地质构造, 寻找油气圈闭。
4.地震勘探的三个环节野外资料采集、室内资料处理、地震资料解释第二章地震波运动学理论1.基本概念●各种介质的概念（1）均匀介质与非均匀介质均匀介质: 介质内每一点的物理特性参数均相同非均匀介质: 介质内的物理特性参数随空间位置的变化而变化（2）弹性介质与非弹性介质弹性介质: 介质卸载后能够完全恢复到加载前状态非弹性介质: 卸载后不能够完全恢复到加载前状态（3）各向同性介质与各向异性介质各向同性介质: 介质参数与方向无关各向异性介质: 介质参数随方向变化而变化（4）单相与双相、多相单相: 固体、流体（油、气、水）双相: 固体骨架以及孔隙内的流体实际地下介质的特征: 非均匀、非弹性、各向异性、多相●波动、弹性波、地震波、波前、波后、波面、振动曲线（地震记录）、波形曲线（波剖面、波场快照）波动: 振动在介质中传播形成波动；弹性波: 振动在弹性介质中传播形成弹性波；地震波: 地层中传播的弹性波；波前: 在某一时刻, 介质中刚刚开始振动的点连接起来形成的面；波后：在某一时刻, 介质中刚刚停止振动的点连接起来形成的面；波面: 介质中同一时刻开始振动的点连接起来形成的曲面；振动曲线: 即地震记录, 在某一点处质点位移和时间的关系(同一点不同时刻的位移形成的曲线)；波形曲线：又叫波剖面、波长快照, 某一时刻各点的位移（同一时刻各点的位移形成的曲线）；●波长、视波长、速度、视速度、周期、频率波长: 波在一个振动周期内传播的距离；视波长: 不是沿波的传播方向确定的波长；速度：在沿波的传播方向上, 波在单位时间前进的距离；视速度: 不是沿波的传播方向确定的速度；周期: 波传播一个波长的距离所需要的时间；频率: 周期的倒数；●体波、面波、纵波、横波体波: 振动能够在整个介质区域内传播形成的波。
地球物理学中的地震波动理论与应用
地球物理学中的地震波动理论与应用地球上的地震波动是由地球内部的构造变化和地质活动引起的，它是地球物理学的重要研究对象。
地震波不仅可以研究地球的内部结构和物质性质，还可以应用于地震预测、资源勘探、地下水位监测等方面。
本文将介绍地球物理学中的地震波动理论与应用。
一、地震波动理论地震波通过地球内部的不同介质传播，包括固体、液体、气体等，这些介质对地震波的传播速度和传播方向都产生影响。
因此，地震波有多种类型，包括纵波、横波、面波等。
其中，纵波是沿着波传播方向的压缩波，横波是沿着波传播方向的横波，面波则是按照地面表面传播的波。
地震波要在地球内部传播，需要满足一些条件。
首先，地球内部必须存在弹性介质。
其次，介质的物理性质必须满足线性、各向同性、稳定等条件。
最后，地震波的频率必须符合介质的谐振条件，才能在介质内传播。
在地震波的传播中，可以用地震地质学、地震物理学和地震勘探等科学方法对其进行研究和分析。
地震波的有效应用需要利用物理、数学、计算机科学等多学科知识共同推进。
二、地震波动应用1.地震预测地震波是地震预测研究的重要手段之一。
通过监测地震波的传播速度、传播方向和振幅等数据，可以判断地震的发生时间、地点和规模。
从而为地震预报提供科学依据和有效手段。
2. 资源勘探地震勘探是现代地球物理勘探的重要手段之一。
地震波传播在地下形成的反射和折射波，可以反映地下各物质层的构造和分布情况。
利用地震波勘探技术，可以获得地下结构、矿产、油气藏等资源的信息。
3.地下水位监测地震波也可以用于地下水位监测。
水位变化会引起地下岩体的应力和变形变化，从而改变地震波的传播速度和传播方式。
利用地震波传播的各种特性，可以对地下水位进行实时监测。
总之，地震波动理论和应用都是地球物理学中非常重要的研究方向。
它不仅有助于研究地球内部的构造和物质性质，还可以为人类社会的生产和生活提供重要的服务。
深入挖掘地震波动作用机制和应用方法，将有利于推动地球物理学等科学领域的进一步发展。
地震勘探中的二维波动方程 带源函数
二维波动方程是地震勘探中常用的数学模型，用于描述地震波在地下传播的行为。
它是基于弹性理论的方程，可以用来模拟地震波的传播速度、传播路径和传播特性等。
二维波动方程的一般形式如下：∂²u/∂t² = c²(∂²u/∂x² + ∂²u/∂z²)其中，u是波函数，t是时间，x和z是空间坐标，c是波速。
该方程描述了波函数u随时间和空间的变化情况，左边的时间偏导数描述了波函数的加速度，右边的空间偏导数描述了波函数的曲率。
波函数u的数值解可以通过数值方法求解，从而得到地震波的传播模型。
为了模拟实际的地震勘探情况，二维波动方程中通常加入了源函数。
源函数是用来模拟地震源产生的波动的函数，常用的有脉冲函数、正弦函数和高斯函数等。
不同的源函数可以模拟不同类型的地震源，从而得到不同性质的地震波。
脉冲函数是一种窄脉冲信号，定义为：f(t) = A * exp(-t2/τ2)其中，A是振幅，τ是时间常量。
脉冲函数可以模拟短周期的地震波，常用于浅层地震勘探。
它的优点是计算简单，但缺点是波形模拟精度相对较低。
正弦函数是一种周期性信号，定义为：f(t) = A * sin(2πft)其中，A是振幅，f是频率。
正弦函数可以模拟较长周期的地震波，常用于深部地震勘探。
它的优点是波形模拟精度高，缺点是计算较为复杂。
高斯函数是一种钟形分布的信号，定义为：f(t) = A * exp(-(t-μ)2/2σ2)其中，A是振幅，μ是平均值，σ是标准差。
高斯函数可以模拟宽频段的地震波，常用于全频段地震勘探。
它的优点是能够模拟多种频率的地震波，缺点是计算复杂度较高。
源函数通过将波动方程中的源项设置为对应的函数来模拟地震源的产生。
源函数的作用是在地下产生一个初始波场，然后根据波动方程的解析解或数值解的方法，模拟出地震波在地下的传播过程。
通过对模拟结果的观测和分析，地震勘探人员可以推断出地下的地质构造和物理特性等信息。
物理学在新地震预警中的应用
物理学在新地震预警中的应用地震是一种具有破坏性的自然灾害，严重威胁人们的生命和财产安全。
因此，研究发展地震预警系统具有重要意义。
物理学作为一门研究力、能量及其相互作用的科学，为新地震预警的应用提供了关键性的技术支持。
在本文中，将探讨物理学在新地震预警中的应用，包括地震波传播速度的监测、地震预警系统的建立以及预警技术的应用等方面。
1. 地震波传播速度的监测地震波传播速度是地震预警系统中的一个重要参数。
物理学中的波动理论可以用来描述地震波在地壳内的传播过程。
通过监测地震波在不同介质中的传播速度变化，可以及时判断地震的强度和传播方向，从而提前发出预警信号。
物理学家们通过实验室研究和地震观测数据分析等手段，不断提高对地震波速度变化的准确把握，有效地推进了地震预警系统的发展。
2. 地震预警系统的建立地震预警系统是基于物理学原理的一种技术手段，旨在通过收集并分析地震前兆信息，及早发出预警信号，给人们足够的时间做出应对措施。
物理学家们通过利用地震传感器网络，收集地震波信号并进行实时处理，不断改进地震预警算法，提高预警系统的准确度和可靠性。
同时，物理学还通过研究构造地震发生机制，提供了预测和预警地震的科学依据。
通过物理学的研究，地震预警系统得以建立和完善，为减少地震灾害的损失发挥了重要作用。
3. 预警技术的应用地震预警技术是物理学在地震灾害防控领域的重要应用之一。
现代地震预警技术借助物理学原理，结合先进的传感器技术和数据处理算法，可以在地震波传播到达目标区域之前，提前几秒到几十秒甚至几分钟发出预警信号，为民众撤离和采取防护措施争取宝贵时间。
在发达国家，地震预警技术已广泛应用于公共交通系统、工作场所、学校和住宅等重要场所。
该技术的应用不仅大大降低了地震灾害造成的人员伤亡和财产损失，还提高了公众对地震的认识和应对能力。
总结起来，物理学在新地震预警中的应用涵盖了地震波传播速度的监测、地震预警系统的建立以及预警技术的应用等多个方面。
地球物理学中的地震波传播理论分析
地球物理学中的地震波传播理论分析地震是一种自然现象，是地球内部因各种原因而产生的震动。
它不仅对人类社会产生直接影响，还是研究地球内部结构和地球科学的基础。
地震波传播是研究地震的重要内容之一，地球物理学中已有较成熟的理论分析方法。
地震波类型根据振动方向、传播速度和产生地点不同，地震波可分成P波、S波、L波和R波。
P波：即纵波，是指振动方向与波传播方向一致的波动。
它具有压缩性和弹性，传播速度较快，可以通过任何物质传播。
S波：即横波，是指振动方向垂直于波传播方向的波动。
它只具有弹性，没有压缩性，传播速度比P波慢，只能通过固体介质传播。
L波：即面波，是指在地表或地壳上传播的波动。
它的传播速度介于P波和S波之间，既有弹性也有压缩性。
R波：即径向波，是指振动方向垂直于地心方向的波动，主要产生于深部地震。
地震波传播理论分析地震波传播的理论分析是地震学的重要内容之一。
在地球物理学中，传播理论可以通过针对特定问题和地质情况的模型计算，得到传播速度、方向和部分振动参数。
传播速度地震波的传播速度取决于介质的密度、弹性模量和泊松比。
在任意介质结构中，速度都随深度变化，到达地下水平面时发生反射和折射，这些过程也会改变波速。
传播方向地震波在地球内部的传播方向受到介质类型、脆-塑性变形和地球结构的影响。
在大型地震中，地震波的传播方向通常是为三维结构，这需要通过计算机模拟进行处理。
部分振动参数地震波的部分振动参数包括振幅、频率、波长和位移。
在地球科学研究中，这些参数对测量物理现象和分析数据具有重要意义。
进一步应用在地震学中，地震波传播理论分析不仅适用于地质结构探测和地震预测，还适用于天体物理学、大气物理学和宇宙学等领域。
例如，利用地震波理论和观测数据，可以研究地球内部的物理性质、地球的演化历史以及宇宙大爆炸等问题。
结语地震波传播理论分析是地球物理学的重要组成部分，可以为地球内部结构的研究和地震灾害的预警提供有力支持。
通过深入理解地震波的传播机制和物理特性，可以进一步拓展对地球和宇宙的认识。
地震监测理论模型推演
地震监测理论模型推演地震是地球上一种非常常见且具有巨大破坏力的地球物理现象。
为了更好地理解和预测地震活动，地震监测理论模型推演成为了地震学领域中的重要研究方向。
本文将探讨地震监测理论模型推演的概念、方法和应用。
一、地震监测理论模型推演的概念地震监测理论模型推演是指通过收集和分析地震活动的监测数据，建立地震活动的数学模型，并用推演方法对地震活动进行预测和分析的过程。
这个过程包括了对地震源的特征、地震波传播的规律以及地震灾害的影响等方面的研究。
地震监测理论模型推演的目的是为了揭示地震活动的本质规律，并为地震预测和灾害减轻提供科学依据。
二、地震监测理论模型推演的方法1. 监测数据收集与分析地震监测理论模型推演的第一步是收集地震活动的监测数据，在全球范围内建立起密集的地震观测网络，并通过地震仪、地磁仪、地形仪等设备对地震活动进行连续监测。
随着科技的发展，地震监测的数据量不断增大，数据种类也越来越丰富。
研究人员利用这些数据，通过统计学和数据挖掘等方法，对地震活动的时空分布、震源机制、能量释放等进行分析和建模。
2. 地震活动的物理机制研究地震监测理论模型推演需要深入研究地震活动的物理机制。
通过分析地震波形、震源破裂过程等数据，揭示地震活动形成的地球物理过程和机制，如应力积累、能量释放和断层滑动等。
这些研究对于建立准确的地震监测理论模型至关重要。
3. 地震活动的数学模型建立基于对地震物理机制的研究，研究人员可以建立地震活动的数学模型，描述地震活动的发生和演化过程。
这些模型可以是以时间、空间和能量为参数的动力学模型，也可以是基于地震波传播理论的波动模型。
通过对这些模型进行参数拟合和优化，可以获得更加准确的地震监测理论模型。
4. 地震预测和灾害减轻应用地震监测理论模型推演的最大应用是地震预测和灾害减轻。
通过对建立的地震监测理论模型进行实时监测和分析，可以提前预测地震活动的发生时间、地点、强度等。
这样的预测信息对于地震灾害的减轻和社会应急响应具有重要意义。
地震地震前兆的观测与分析
地震地震前兆的观测与分析地震是地球表面的一种自然现象，而地震前兆则是地震发生之前可以观测到的一系列现象。
正确观测和分析地震前兆对于预测地震、减轻地震灾害具有重要意义。
本文将介绍地震前兆的观测方法和分析手段。
一、地震前兆的观测方法1. 地震仪器观测地震仪器是地震前兆观测的主要工具之一。
其中最常用的是地震仪，通过地震波的记录和分析，可以探测到地震前兆的信号。
地震仪器可以分布在地震活动频繁的地区，对地震的震级、震源位置和震源机制等进行观测和记录。
2. 环境参数观测地震前兆观测还可以通过观测环境参数来获取。
例如，地下水位的变化、地磁场的异常、地壳形变、地下孔隙压力的变化等。
这些环境参数的异常波动可以被理解为地震前兆的信号，提醒人们可能即将发生地震。
3. 动物观测动物在地震发生前会展现出一些异常行为，例如鸟群的飞行轨迹变化、牲畜的异常叫声等。
这些异常行为往往与地震前兆有关，对于地震前的预警具有一定的参考意义。
二、地震前兆的分析方法1. 统计学分析通过对大量历史地震数据和前兆观测数据的统计学分析，可以获取地震前兆与地震发生的关联关系。
例如，某个特定的前兆信号出现的频率越高，与地震发生的时间越接近，那么这个前兆信号就越可能是地震的预警信号。
2. 机器学习方法随着人工智能技术的发展，机器学习被应用于地震前兆的分析中。
通过对大量前兆观测数据的训练，机器学习模型可以学习出地震前兆与地震发生之间的模式和规律。
这种方法具有较高的自动化程度和准确性。
3. 数值模拟利用计算机模拟地震前兆与地震发生的过程，可以更深入地理解地震前兆的本质。
数值模拟可以通过建立地震活动的物理模型，模拟地震前兆的产生和传播过程，为地震前兆的观测和分析提供理论依据。
三、地震前兆的意义和应用1. 地震预警通过对地震前兆的观测和分析，可以提前预警可能发生的地震，为人们采取适当的防灾减灾措施争取宝贵时间。
地震预警系统的建立可以在地震发生前几秒到几十秒内发出警报，为人们躲避危险、切断电力和气体供应等提供了关键信息。
地震波速度模型构建与更新
地震波速度模型构建与更新地震波速度模型是地震研究中的关键参数，对于准确预测地震烈度、震源定位以及地震波传播具有重要意义。
构建和更新地震波速度模型不仅能提高地震监测的准确性，还能为地震灾害防范和减灾提供科学依据。
本文将探讨地震波速度模型的构建方法，以及如何根据监测数据对地震波速度模型进行更新。
一、地震波速度模型构建地震波速度模型的构建通常包括地震仪器观测和数据处理两个阶段。
地震仪器观测主要是通过地震台网获取地震数据，包括地震波到达时间和波形等信息。
数据处理阶段则是针对观测数据进行处理，利用不同的算法和方法来推导地震波速度模型。
1. 数据采集和质量控制在地震仪器观测阶段，需要布设合理的地震台网，保证地震仪器间的覆盖范围和分布均匀性。
数据采集时需要确保仪器的运行正常，以及数据传输的可靠性和实时性。
同时，还需要对观测数据进行质量控制，剔除可能存在的噪声和异常数据。
2. 地震波传播模拟在数据处理阶段，地震波传播模拟是构建地震波速度模型的关键步骤之一。
地震波传播模拟可以基于不同的波动方程和数值方法，模拟地震波在地下介质中的传播过程。
通过与实际观测数据进行对比和匹配，可以推导出更精确的地震波速度模型。
3. 反演方法反演方法是构建地震波速度模型的常用手段之一。
通过对地震数据进行反演，可以得到地下介质的速度分布信息。
反演方法包括层析成像、全波形反演等，这些方法可以通过迭代计算，逐步优化地震波速度模型，提高模型的准确性和可靠性。
二、地震波速度模型更新地震波速度模型并非静态不变的，随着不同阶段的地震活动和监测数据的积累，需要对模型进行更新和修正。
1. 监测数据收集地震波速度模型的更新需要大量的地震监测数据作为支撑。
因此，及时收集和整理地震监测数据是更新地震波速度模型的重要步骤。
监测数据包括地震台网观测数据、地震波到达时间、震源机制等多种信息。
2. 数据处理和分析收集到的监测数据需要进行处理和分析，剔除噪声和异常值，确保数据的准确性和可靠性。
地震观测系统评价的波动方程方向照明方法_陈生昌
( 7)
ห้องสมุดไป่ตู้
j= 1
为了使地下方向照明矩阵的地质意义更明确,
利用图 2 所示的角度关系, 可把方向照明矩阵
I D ( x , z , Hin , HS C) 中的角度 Hin 和 HS C转换为( x , z ) 处反
射面的倾角 Hn 和反射开角 Hr , 即 Hn = ( Hin + HSC ) / 2,
( 2) 在炮点和检波点位置摆放频率为主频的单 频脉冲;
( 3) 用单程波传播算子将脉冲震源波场延拓到 地下各个深度;
( 4) 对深度上的传播波场做窗 口 F ourier 框架 展开, 并把它们转换成局部角度域波场;
( 5) 计算出单个炮点及其对应的检波点的构造 倾角和反射角域的炮检结合地下方向照明;
由于高斯窗口函数在 H eisenberg 测不 准原理 意义下具有在相空间最优的局部特性, 而且在 Fo u-
【毕业论文】基于地震数据处理的三维地震观测系统设计_泌阳凹陷南部陡坡带三维地震观测系统设计实
·采集技术·基于地震数据处理的三维地震观测系统设计——泌阳凹陷南部陡坡带三维地震观测系统设计实例刘学伟① 尹军杰① 王德志② 贾烈明②(①中国地质大学·北京;②中国石化集团公司河南油田分公司地调处)摘 要刘学伟,尹军杰,王德志,贾烈明.基于地震数据处理的三维地震观测系统设计——泌阳凹陷南部陡坡带三维地震观测系统设计实例.石油地球物理勘探,2004,39(4):375～380,387为查明泌阳凹陷南部陡坡带内边界大断裂的位置及断裂带的内幕结构,本文针对该区的地震地质条件,从静校正、速度分析、三维DM O和偏移等四项关键处理环节对原始地震数据的要求出发,设计了三维地震观测系统。
在权衡各项处理要求和工作效率情况下,确定了每一排列片线数、满覆盖测线长度、面元尺度、纵横向覆盖次数及排列类型。
应用结果表明,采用上述观测方法所获得的地震资料质量较原资料有明显的改善,断裂位置成像清晰,目的层及其以上各反射层特征清晰可靠,分辨率和信噪比均有提高,基本达到了预期的效果。
关键词 观测系统设计 三维地震 断裂带勘探引 言工区概况南襄盆地是叠置在秦岭褶皱带之上的一个中新生代断陷盆地,泌阳凹陷是南襄盆地内发育的一个次级小型山间断陷。
泌阳凹陷的主要勘探目的层为下第三系核桃园组,其中核三段为主要的生油层段和目的层,核二段和大仓房组上部为次要的生油层段和目的层。
表层地震地质条件工区由南向北地表类型为山体段—山前丘陵—小丘陵—三夹河—平原(农田)。
北部多为平坦的农田,但也有少量的岗地,向南是三夹河冲积区,三夹河以南山前带地形起伏加大,并进入基岩出露区,高差为100m左右。
地表起伏变化影响潜水面深度的变化。
深层地震地质条件南部陡坡带是泌阳凹陷南缘与山体相接的断裂带,主断面倾角约为45°,地表有基岩出露,下盘为基岩,上盘是以上第三系为主的沉积地层,靠近物源,砂体较厚、岩石颗粒较粗,大、小断裂发育,有多组反射波,断面成像不清,核三段下部以下反射信噪比低。
反射波地震勘探
了这个计算问题）
3、费马原理 （又叫射线原理，最小时间原理） 波在各种介质中传播路径，满足所用时间为最短。
这种满足一定边界条件的源函数极值问题称之为变分问题。
由变分发求解：
取极 max
解：
按照惠更斯原理，可以把滑行波经过界面的每一点看作向上发射子波的新震源，于是在介质Ⅰ中产生了一种子波， 称为折射波。（有时称为首波或初至波）
自震源 O 到 m 点的范围内，不存在折射波，这个范围叫折射波的盲区。
折射波形成的基本物理条件：界面下覆介质的波速应大于上覆介质的波速。 在实际的地质剖面中，v 是随地层的深度增加而增加，但上、下地层速度倒转的情况也会出现，因此，在同一剖面
b、入射角的正弦和透射角的正弦之比，等于入射波和透射波的速度之比，即： （2）对于水平层状介质，可综合反射定律和透射定律内容推出
斯奈尔定律（snell） （3）透射系数：
…….透射波振幅
…..入射波振幅
a、在入射波能量不变的情况下，反射波振幅越强，则透射波振幅越弱。 b、 透射系数 T 总是正值，故透射波的相位与入射波的相位总是保持一致。 3、折射波：
V*=T V*= V*/f λ =TV=V/f K=1/ λ * =1/T V*=f/ V*
本节主要讨论地震波在传播过程中所遵循的两个基本原理（惠更斯——菲涅尔原理，费马原理 ）和地震波在介 质分 界上产生的反射波，透射波，折射波，全反射等传播特点。
一、 地震波的传播原理 1、惠更斯原理（huygens） 1690 年
如: T*=0.02 秒， f *=50 赫兹。图中的极值（正或负称为相位） 其中，振动的正向极值或负向极值的个数，称之为相位数。 第一正向极值叫做第一相位。 单道地震记录，多个振动图形的总和就是地震波形记录。 地震资料对比中所说的“波形特征“：
关于利用一维波动理论计算土层地震反映传递函数的讨论
关于利用一维波动理论计算土层地震反映传递函数的讨论曾心传;龚平;王岚
【期刊名称】《地壳形变与地震》
【年(卷),期】1996(16)1
【摘要】对利用一维波动理论计算土层地震反应时，将基岩假定为具有自由边界的半无限空间，输入地震记录、计算传递函数，进而计算土层地表的地震反应这一方法步骤的合理性进行了讨论。
理论推演表明，从基岩面输入地震记录和计算传递函数时，应当考虑基岩和上覆土层的相互作用影响。
数值算例表明，考虑与不考虑基岩和上覆土层相互作用的影响，算得的土层地面地震反应，无论加速度时程、峰值和反应谱，均存在不可忽视的差异。
【总页数】8页(P64-71)
【关键词】地震反应;土壤力学;传递函数;浓动理论
【作者】曾心传;龚平;王岚
【作者单位】国家地震矩地震研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
【相关文献】
1.关于利用一维波动理论计算土层地震反映传递函数的计论 [J], 曾心传;龚平
2.用波动光学方法计算光学系统的传递函数 [J], 于维洲
3.土层地震反应传递函数的模拟 [J], 丁海平;金星
4.利用连续渗流理论构造股市指标波动模型及其讨论(英文) [J], 王宁;王军;董广华
5.关于“挡水坝地震反应上限基于动水压力影响矩阵的估算”一文的讨论——利用幂函数计算挡水结构的上界地震荷载 [J], 王珞珈
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第44卷第1期2010年1月浙 江 大 学 学 报(工学版)Journal of Zhejiang University (Engineering Science )Vol.44No.1J an.2010收稿日期:2008212218.浙江大学学报(工学版)网址:/eng基金项目:国家自然科学基金资助项目(40674065);国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2006AA09Z307).作者简介:李佩(1981-),男,四川成都人,工程师,硕士生,主要从事数值模拟正演、采集设计研究.E 2mail :lipei_mail @通信联系人:陈生昌,男,教授.E 2mail :chenshengc @hot DOI :10.3785/j.issn.10082973X.2010.01.036基于波动理论的地震观测系统设计李 佩1,2,陈生昌1,常 鉴2,徐国庆2(1.浙江大学地球科学系,浙江杭州310027;2.中国石油化工股份有限公司南京石油物探研究所,江苏南京210014)摘 要:基于波动方程的照明分析可以直观地反映在确定的地震观测系统下地下介质中地震波能量的分布,但是难以深入分析弱照明区域的成因并提出解决措施.针对该问题,提出一种新的复杂构造地区地震观测系统设计方法.利用波动方程照明技术定量评价不同观测系统在目标层的照明能量分布;通过波动方程正演模拟分析目标层位弱照明的成因,提出针对性的解决措施;对模拟数据的叠前深度偏移成像结果进行定量分析,优选最有利于成像处理的观测参数.将该方法应用于Z B 地区逆掩推覆构造模型,结果表明,在该地区8km 的排列长度最有利于提高信噪比;在地面30.0～3015km 进行炮点加密,并采用6km 的排列长度进行接收,可以明显改善弱照明区域的成像质量.关键词:地震观测系统设计;波动方程;照明;叠前深度偏移;正演模拟中图分类号:P 631.4 文献标志码:A 文章编号:10082973X (2010)0120203206W ave theory based seismic survey designL I Pei 1,2,C H EN Sheng 2chang 1,C HAN G Jian 2,XU Guo 2qing 2(1.De partment of Earth S ciences ,Zhej iang Universit y ,H angz hou 310027,China ;2.N anj ing I nstitute of Geophysical Pros pecting ,China Pet roleum and Chemical Corporation ,N anj ing 210014,China )Abstract :Wave equation based illumination analysis can directly give t he seismic wave energy distribution in subsurface for a given seismic geomet ry ,but it cannot deeply analyze t he cause to t he weak illumination zone ,or give solutions.A new seismic survey design met hod for complex st ruct ural area was p resented.The illumination energy dist ribution in target layer was evaluated by using t he wave equation illumination met hod ;t he causes to t he weak illumination were analyzed by using wave equation forward modeling ,and efficient solutions were presented ;t he best acquisition parameters were selected according to a quantitative comparison between different prestack dept h migration result s of t he modeling data.Application of t his met hod for overt hrust nappe st ruct ural model in ZB area showed t hat a spread lengt h of 8km is optimal to improve t he signal noise ratio in t his area ;to add shot point s in t he range of 30.0—3015km on t he ground and receive by 6km spread lengt h can noticeably imp rove t he imaging quality of t he weak illumina 2tion zone.K ey w ords :seismic survey design ;wave equation ;illumination ;prestack depth migration ;forward modeling 对地震勘探而言,复杂探区的断裂和逆掩推覆构造发育,地层倾角大,地质目标埋藏深,导致地下地震波场极为复杂、成像困难.多年来,针对复杂构造地区设计合理的观测系统、改善成像效果,一直是地震勘探工作者关注的主要问题之一.传统的基于层状介质及射线追踪的地震观测系统设计方法已经不能适应该类地区勘探的需要.波动方程数值模拟正演技术的快速发展和广泛应用为复杂地区的地震观测系统设计提供了多种手段,如何有效地利用这些技术,设计出适合探区特点的观测系统是必须面对的问题.基于波动方程的照明分析是近年来发展起来的一项新技术,能够有效地克服射线追踪法在复杂构造地区应用中的不足[1].利用波动方程照明分析指导采集设计是当前的一个重要研究内容[224].波动方程有限差分照明由于忽略了地震波传播的方向信息,只能进行整体照明分析,且昂贵的计算开销限制了该方法的实际应用[5].基于单程波算子的照明方法由于具有快速、高效、能够提供地下构造倾角方向的能量分布等优势而得到广泛应用,但是单程波算子存在忽略反射、透射、多次散射损失以及广角反射振幅近似误差等方面的不足,因此在计算复杂地区的照明度时存在一定的误差[6].同时,采用波动方程照明方法难以深入分析地下层位弱照明的成因,不利于提出针对性的解决措施.本文提出一种基于波动理论的地震观测系统设计方法,将波动方程双程照明分析、波动方程弹性波数值模拟正演、波动方程偏移等方法结合为一体,在照明分析的基础上,利用正演模拟研究地震波在弱照明区域的传播特征,提出改善弱照明区域中地震反射波能量接收的方法,并通过偏移成像结果的定量对比选择对实际处理最有利的观测参数.利用提出的方法对南方ZB工区复杂地质模型进行观测系统论证,以验证方法的效果.1 波动理论论证方法1.1 波动方程照明技术地震波地下照明分析的实质是研究在确定的观测系统下,地震波在地下介质传播过程中受介质结构影响的能量分布.双程照明分析不仅需要计算炮点激发的地震波在地质目标上的能量分布,同时需要计算地震波与地质目标体作用后传播到检波点的能量情况.对一个给定的观测系统,所有炮点对地下x点的角度域照明能量可以表示为D a(x,θs)=6s|G(s,x,θs,ω)|2.(1)式中:ω表示角频率,s表示炮点.地下x点在检波点r处的波场G(x,r,ω)可以表示为G(x,r,ω)=6θg G(x,θg,r,ω).(2)根据波场互换原理,分别在炮点位置和检波器位置放置单频脉冲作为震源激发地震波,观测系统中所有炮2检对在地下点x的角度域照明能量为E(x,θn,θr)= 6s G(s,x,θs,ω)26r G(x,θg,r,ω)2.(3)式中:θs、θg为在2个布点激发的地震波的传播方向与垂直方向的夹角,θn为反射面倾角,θr为反射角,θn=(θs+θg)/2,θr=(θs-θg)/2.1.2 弹性波数值模拟正演技术波动方程数值模拟是将速度(应力)对时间的奇数阶高阶导数转化为应力(速度)对空间的导数,通过交错网格与高阶差分的结合,求解二维各向同性介质一阶速度,即应力弹性波方程[7].这种求解一阶弹性波方程的交错网格高阶差分法,与常规的有限差分法以及交错网格低阶差分法相比,具有网格频散小、精度高、稳定性好的特点.1.3 广义屏叠前深度偏移技术广义屏传播算子是一种在双域中实现的广角单程波传播算子[8].这一方法略去了在非均匀体之间发生的交混回响,但是它可以正确处理包括聚焦、衍射、折射和干涉在内的各种多次前向散射现象.通过背景速度下的相移和扰动速度下的陡倾角校正,广义屏算子能够适应地层速度的强烈横向变化.本文采用基于单平方根算子展开的高阶广义屏叠前深度偏移算法[9],该方法在计算精确性和速度强横向变化介质的适应性方面优于常规的一阶广义屏算法.2 应用实例图1是南方Z B地区的地质2地球物理模型,图中虚线范围内(地面30～75km)是此次设计的目标区域.该区域老地层直接出露到地表,上盘速度较高,断裂构造复杂,横向速度变化剧烈,多次波发育,波场反射路径复杂,目标层位反射能量弱,信噪比低.图1 ZB地区逆掩推覆构造模型及设计目标区域Fig.1 Overthrust nappe structural model in Z B region and target area for designing2.1 排列长度分析排列长度是地震观测系统设计的重要参数.过小的排列长度不利于深层有效信息的接收,过大的402浙 江 大 学 学 报(工学版) 第44卷 排列长度在处理时受动校拉伸的影响,使主频频率降低并且远排列可能接收到更多的噪音,这些均不利于提高成像的质量.在复杂构造地区,构造的剧烈变化引起地下有效反射传播路径发生巨大的改变,利用照明分析和模型采集数据的叠前深度偏移分析可以检验不同排列长度对地下层位照明情况以及实际成像效果的影响.图2 不同排列长度观测系统的整体照明结果及目标层照明能量Fig.2 Total illumination result and target layer illumi 2nation energy for surveys with different off sets对不同排列长度的地震观测系统在地下层位的照明能量及成像效果进行对比分析.照明分析的首激发点位于地表30km 处,炮间距为200m ,总激发点数为200炮,采用20m 道距、中间对称接收的观测方式,排列长度L 分别为6、8、10km.图2是不同排列长度的地震观测系统的整体照明结果及目标层位的照明统计结果.图2(a )～(c )中的黑色虚线表示目标层位置.从图2可以看出,不同的排列长度对深度小于5km 地层的照明效果基本相同,在逆掩推覆构造下方,3种观测方式均存在照明阴影,随着排列长度的增加,照明阴影区的能量有所提高.目标层的照明能量对比结果表明,排列长度为8和10km 的观测系统的照明强度差异较小,与6km 排列长度的观测系统的照明强度相比有着较大幅度的提高,因此,8与10km 的排列长度更有利于逆掩下伏层位信息的接收.为了对比不同排列长度的观测系统的实际成像效果,采用弹性波数值模拟方法对模型进行模拟采集,数值模拟的观测方式与照明的观测方式相同,并对模拟数据进行叠前深度偏移成像处理.图3是不同排列长度的地震观测系统数值模拟数据的叠前深度偏移结果及目标层位偏移振幅值对比,其中A 表示目标层同相轴的振幅.在叠前深度偏移剖面中,照明阴影区的同相轴成像后能量较弱,8与10km 排列长度对目标层成像效果基本没有差别,与6km 排列长度的观测系统相比目标层能量有所提高,但是由于大偏移距含有的浅层有效信息较少,折射干扰严重,在没有切除的情况下直接偏移会产生偏移噪音(图3虚线圆框内),随着排列长度的逐渐增加,浅层的信噪比有所降低.根据照明分析及偏移成像效果对比分析,认为该区域采集的最佳排列长度应该为8km 左右.图4(a )是在1400ms 地震波前通过高速层底界面时的弹性波波场模拟快照,图4(b )是在1700ms 目标层的反射波通过高速层底界面时的波场快照,图中箭头处为高速层底界反射,方框内是目标层反射波.可以看出,当地震波前通过高速层底界面时发生的强反射作用使得透射到目标层的波前能量发生了大幅衰减,而当目标层的反射波通过高速层时再次产生强衰减,这使得当目标层的有效反射传到地表时能量较弱.高速地层的屏蔽作用是造成推覆下伏层位照明能量弱、成像质量差的主要原因.2.2 炮点加密设计通过分析波场快照可知,推覆高速地层的屏蔽以及复杂断裂构造的散射作用,造成高速层底界透射能量弱,深层有效反射能量弱,是推覆下方存在照明阴影的主要原因.由图3可知,当排列长度达到8km 时,通过加大排列长度来改善目标层的成像质量效果已经不明显.采用地面加密炮点,增加目标层覆盖次数的方法可以提高阴影区的照明度,选取地面最有利的加密范围是该方法实施的关键.根据地震波传播的互换原理,目标层界面上均匀分布的震源产生的地震波到达地面,如果根据地面不同位置接收到的地震波能量进行激发,就能够502第1期李佩,等:基于波动理论的地震观测系统设计图3 不同排列长度观测系统的模拟数据叠前深度偏移结果及目标层位偏移振幅Fig.3 Prestack depth migration result of modeling data and target layer migration amplitude for surveyswith different off sets对该目标层界面达到最理想的照明.在地面接收到的地震波能量越强的地表位置处激发,对该目标层界面的照明越有利.因此,根据该原理,利用波场上传照明法确定地面加密炮的最有利范围[10].2.211 炮点加密范围选择 选定逆掩断面下一弱照明地层(图5(a)中黑色虚线处),采用有限差分照明法计算目标层位激发对地表的照明,结果如图5 (a)所示,地表检测到的照明能量如图5(b)所示.可以看出,在地表4317～5217km(图5中实线方框内)进行炮点加密最有利于提高该地层的照明能量,而在地表3010～3515km(图5中虚线方框内)激发地震波虽然可以对该地层进行照明,但对目标层照图4 波场数值模拟不同时间的单炮快照记录图Fig.4 Snapshots of wave field numerical modeling of different times for oneshot图5 目标层位激发对地面的照明及地表照明能量统计Fig.5 Illumination map when shots on target layer and illumination statistics on surface明的能量主要是不能成像的层间多次波,在该区域进行加密并不能提高目标层的成像效果.因此,选择在地表4317～5217km加密180炮,炮点距为50m.2.212 加密炮最大排列长度分析 为了使加密炮的地震观测系统最大程度地接收到目标层的反射信息,选取6、8、10km排列长度进行模拟采集和偏移成像处理,观测方式为中间激发、对称接收,道距为20m.从图6可以看出,在炮点加密区域激发,采用6km的排列长度观测与采用大于6km排列长度观测对目标层的成像效果基本是相同的.6km的排列长度可以很好地接收到来自目标层的反射信息,所以加密炮的采集采用6km的排列长度.图7(a)是炮点加密后所有炮数据的叠前偏移成像结果,图7(b)是炮点加密前(见图3(b))与炮点加密后目标层偏移振幅值对比.可以看出,在炮点加密后目标层位的偏移振幅值与成像质量有较大幅度的提高.602浙 江 大 学 学 报(工学版) 第44卷 图6 不同排列长度的加密炮数据叠前深度偏移结果及目标层位偏移振幅值Fig.6 Prestack depth migration result of infilling shots data and target layer migration amplitude for sur2veys with different off sets3 结 论(1)在复杂构造地区,采用基于波动理论的炮点加密设计方法可以在较小的成本投入情况下最有效地提高弱照明区域的成像质量,避免了野外炮点加密区域选择的盲目性.(2)利用波动方程照明分析指导观测系统设计,并通过正演模拟分析及模拟数据的叠前偏移成像处理结果对比优选采集参数的方法,将地震采集与处理环节有效的结合在一起,提高了观测系统设计的针对性.图7 炮点加密后叠前深度偏移成像结果及加密前后目标层位偏移振幅Fig.7 Prestack depth migration result after infilling shots and target layer migration amplitudes be2fore and after infilling shots(3)基于波动理论的观测系统设计方法在复杂构造地区勘探及地下结构精细探测中都有着良好的应用前景.参考文献(R eferences):[1]陈生昌,马在田,吴如山.波动方程双程地下方向照明分析[J].同济大学学报:自然科学版,2007,35(5):6812684.CH EN Sheng2chang,MA Zai2tian,WU Ru2shan.Two2 way subsurface directional illumination analysis by wave equation[J].Journal of Tongji U niversity:N atural Sci2 ence,2007,35(5):6812684.[2]吕公河,尹成,周星合,等.基于采集目标的地震照明度的精确模拟[J].石油地球物理勘探,2006,41(3):2582261.L V G ong2he,YIN Cheng,ZHOU Xing2he,et al.Pre2 cious simulation of seismic illumination based on acquired targets[J].Oil G eophysical Prospecting,2006,41(3): 2582261.[3]李万万.基于波动方程正演的地震观测系统设计[J].石油地球物理勘探,2008,43(2):1342141.L I Wan2wan.Design of seismic geometry based on wave equation forward simulation[J].Oil G eophysical Pros2 pecting,2008,43(2):1342141.[4]尹吴海,甄文胜,魏国显,等.三维地震采集观测系统设计技术:以柴达木盆地西部地区为例[J].勘探地球物理进展,2007,30(2):1112118.YIN Wu2hai,ZHEN Wen2sheng,WEI Guo2xian,et al.Case study of32D geometry design in Qnidam Basin[J].P rogress in E xploration G 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[5]XIE Xiao2bi,J IN Sheng2wen,WU Ru2shan.Three2702第1期李佩,等:基于波动理论的地震观测系统设计dimensional illumination analysis using wave equation based propagator[C]∥Exp anded Abstracts of73rd SEG Annu al I nternational Meeting.Tulsa:Society of Exploration Geophysicists,2003:9892992.[6]L UO Ming2qiu,CAO J un,XIE Xiao2bi,et pari2son of illumination analyses using one2way and f ull2wave propagators[C]∥Expanded Abstracts of74th SEG An2 nu al I nternational Meeting.Tulsa:Society of Explora2 tion Geophysicists,2004:67270.[7]董良国,马在田,曹景忠.一阶弹性波方程交错网格高阶差分法稳定性研究[J].地球物理学报,2000,43(6): 8562864.DON G Liang2guo,MA Zai2tian,CAO Jing2zhong.A staggered2grid high2order difference method of one2order elastic wave equation[J].Chinese Journal of G eophys2 ics,2000,43(6):8562864.[8]陈生昌,马在田.叠前时间偏移的广义屏方法[J].浙江大学学报:工学版,2008,42(6):109721100.CH EN Sheng2chang,MA Zai2tian.G eneralized screen method for prestack time migration[J].Journal of Zhe2 jiang U niversity:E ngineering Science,2008,42(6): 109721100.[9]陈生昌,马在田.波动方程的高阶广义频叠前深度偏移[J].地球物理学报,2006,49(5):144521451.CH EN Sheng2chang,MA Zai2tian.High order general2 ized screen propagator for wave equation prestack depth migration[J].Chinese Journal of G eophysics,2006,49(5):144521451.[10]董良国,吴晓丰,唐海忠,等.逆掩推覆构造的地震波照明与观测系统优化[J].石油物探,2006,45(1):40247.DON G Liang2guo,WU Xiao2feng,TAN G Hai2zhong, et al.Seismic wave illumination for overthrust nappe structures and optimal seismic survey design[J].G eo2 physical P rospecting for P etroleum,2006,45(1):40247.下期论文摘要预登基于审查不确定性的预见式软件自适应王 华1,2,应 晶1,蒋 涛1(1.浙江大学计算机科学与技术学院,浙江杭州310027;2.杭州电子科技大学管理科学与信息工程研究所,浙江杭州310018)摘 要:为了解决传统的被动式自适应(RSA)模型自适应不可预期的问题,提出预见式的自适应(PSA)方法.PSA 方法解决的重要问题是:模型如何能够从环境中学习.通过使用隐Markov模型(HMM),系统能够从历史行为中进行学习并生成预见式的动作.和传统的RSA模型相比,PSA方法能够预见式地调整系统的运行时行为以适应新的环境.基于对系统管理的观察和PSA方法的认知能力,应用系统能够做出合理的决策.应用程序能够实现预见性的自主管理过程,减少了人工干预.实验结果表明,PSA方法为应用提供了预见式的自适应管理机制,提高了应用的可管理性和服务质量(QoS).关键词:自适应软件;隐Markov模型(HMM);不确定性802浙 江 大 学 学 报(工学版) 第44卷 。