地震活动状态的量化分析方法及其在华东地区的应用探讨
地震如何利用地震波频谱分析震级
地震如何利用地震波频谱分析震级地震是地球上常见的自然灾害之一，它给人类社会造成了巨大的破坏和伤害。
了解地震的强度和规模是地震研究的重要方向之一，而地震波频谱分析是一种常用的方法，可以用来评估地震的震级。
本文将介绍地震波频谱的概念和分析方法，并说明它在地震监测和预测中的应用。
一、地震波频谱的概念地震波频谱是描述地震波能量随频率变化的图像，可以反映地震的频率特征。
根据地震波的传播路径和地质构造，地震波会以不同频率和振幅传播，形成地震波频谱。
地震波频谱通常是以频率为横坐标、能量或振幅为纵坐标绘制的曲线图。
二、地震波频谱分析方法地震波频谱分析主要有两种方法：时域分析和频域分析。
时域分析是指通过观测地震波的时域振幅变化，直接计算地震的震级。
频域分析则是通过对地震波在频域上的分解，计算地震波的频谱特征并评估地震的震级。
时域分析方法包括震级矩法和震源谱法。
震级矩法是根据地震波振幅的时间积分值，直接估计地震的总释放能量。
该方法需要对地震波形进行多次积分，计算复杂而耗时，但可以提供较为准确的震级估计。
震源谱法则是通过测量地震波振幅在不同频率范围内的衰减情况，进行频谱拟合，进而估算地震的震级。
频域分析方法主要包括功率谱法和频谱比较法。
功率谱法是通过地震波信号的傅里叶变换，得到地震波的频谱密度函数，计算地震波在各频率上的能量分布情况。
频谱比较法则是将地震波的频谱与已知震级的标准地震波进行比较，找到最佳匹配的标准地震波，从而推断地震的震级。
三、地震波频谱分析的应用地震波频谱分析在地震监测和预测中发挥着重要的作用。
首先，地震波频谱分析可以提供准确的地震震级估计，为地震研究和防灾准备提供重要依据。
震级是描述地震强度的指标，它可以反映地震的能量释放量和破坏规模。
地震波频谱分析能够通过分析地震波的频谱特征，计算出地震的震级，为灾害预警和紧急救援提供实时准确的信息。
其次，地震波频谱分析可以对地质构造和地震活动进行研究。
通过对不同地震事件的频谱特征进行比较和分析，可以揭示地震活动的规律和模式，进一步了解地球内部结构和地震产生机理。
地震小区划
“地震刚度”是地震时抵抗岩石内形变传 播的特征指标。在某种意义上，“刚度”可 解释为抵抗“松散”。地震刚度愈大的岩石， 则地震震级增量较小；地震刚度愈小的松散、 饱和水堆积土，则地震震级增量较大。如果 地震震级增量用花岗岩作为标准，地震刚度 不同的岩土，其震级增量差可达1～3级。
不同类型岩土的地震震级增量
地震小区划实质上是地震效应的详细分 区， 即依据强震时的破坏效应与土层条件、 地下水位、弹性波传播速度的关系以及与层 状结构有关的地面波谱特征的关系进行分区。 对于城市来说，用定性方法进行地震小区划 是必要的，然而更重要的是用定量方法进行 地震小区划工作。目前用于地震小区划工作 的定量方法有多种，与应用地球物理有关的 方法主要有综合物探法，平均剪切模量法、 地震刚度法、常时微动法和一维反应分析法 等。
1.2 - 1.6 1.3 - 1.7 1.4 - 1.8 1.7 - 2.1
亚粘土 亚砂土 亚粘土和砂土 Ⅵ 、含水岩层 砾石和卵石
0.9 - 1.3 1.0 - 1.5
砂类土 粘性土 ( 亚砂土、亚粘土 ) Ⅶ 、填土和土壤 填土 土壤
1.6 - 2.0 2.0 - 2.4 2.4 - 2.8
1.2 - 1.4 1.3 - 1.6 1.4 - 1.8
四川松潘-平武地震
• 1976年8月16日，松潘、平武之间发生 7.2级地震。地震属震群型，主震之后又发 生22日6.7级地震和23日7.2级地震。这次 地震有感范围较大，西至甘肃高台，南至 昆明，北至呼和浩特，东至长沙，最大半 径1150公里。震后连降暴雨，造成山崩、 塌石、泥石流等，致使农田、道路、河床 等破坏严重，通讯中断。
历史资料：河北邢台地震
• 1966年3月8日至29日，连续发生多次6、7级 地震。首次地震发生于邢台地区隆尧县以东，震 级为6.8级，此后，又发生5次6级地震，以22日发 生于宁晋县东南的7.2级地震为最大。由于灾区土 质松散，地下水位较高，古河道等因素影响，地 震造成破坏损失严重，破坏范围大。6.8级地震波 及142个县市，7.2级地震破坏范围包括136个县 市。有感范围北到内蒙多伦，东到烟台，南到南 京，西到铜川等广大地区。地震共造成8182人死 亡
华东地区地震活动加速指数AI算法应用探讨
第 ３期
地
震
Ｖ ｏ ． ０，Ｎ ｏ １３ ．３
２１ ０ ０年 ７月
ＥＡＲＴＨ ＱＵＡＫＥ
Ｊ １ ，２ １ ｕ． ０ ０
华 东 地 区地 震 活 动 加 速 指 数 Ａ 算 法应 用探 讨 Ｉ
郑建 常 ， 东 普 ， 冀 王 鹏 王 峰 吉 ， 金 花 ， 赵
的地震 ， 据此计 算 出的背景值 记为 Ｕ 。 于和大 地震无关 的记 录的选择 ， 照 以下原 则 ： Ｍ 对 遵 ① 时间上舍弃 发生 Ｍｓ ． ≥５ ０地震之 后 ｔ 时段 内的地震记 录 ，假设 这段 时 间内发 生 的地震 为大地震 的“ 震” 余 ；② 空间上考 虑邻近 大地震震 中的地 震可能 为余震 ， 由于范 围大小不 但
１Ｏ ３
地
震
３ Ｏ卷
法 ，用于描 述地震 活动相对 于背 景状态 的异常 ， 并对 台湾地 区进行 了应 用研究 ， 果表 明 ， 结
ＡＩ 算法 对 台湾东北沿 岸地 区的大地震 有较好 的预测效 果口 引。
本 文基于 Ｍａｌｂ对 ＡＩ ｔ ａ 算法 进行 了实现并做 了部分 改进 ，通过对 华东地 区 中强地 震前
（ ． 国地 震 局 地 球 物理 研 究 所 ， 京 １中 北 １０８ ； ． ０ ０ １ ２ 山东 省 地震 局 ，山东 济南 ２０１ ５ ０ ４）
摘 要 ： 用 改 进 的 地震 活动 加 速 指 数 ＡＩ 法 对 华 东 地 区 １ ７ 应 算 ９ ０年 以 来 Ｍｓ ５ ０地 震 进 行 了 回 ≥ ． 顾 性 统 计 检 验 。结果 表 明 ，Ａ 指 数 能够 量化 地 给 出 中 强 地 震 前 小 震 活 动 的 相 对 增 强 或 减 弱 变 Ｉ 化程 度 ； 小 震 目录较 为 完 整 的 情 况 下 ，中强 地震 震 中 区及 其 附 近 地 区震 前 １年 的小 震 活 动 与 在 之前 三 年 的活 动 背 景 相 比 ， 出现 较 明 显 的 “ 速 ” “ 速 ” 象 。 会 加 或 减 现
时程分析法中有关地震波选取的几个注意问题
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左右另外从随机过程观点来看最大加速度作为一个随机量增加持时相当于增加取样方差不变的情况下最大加速度会加大从而产生较大的破坏地震动持时对结构反应的影响同时存在于非线性体系的最大反应和能量损耗积累这两种反应之中现代建筑抗震设计中采用最大反应强度或变形和积累的非线性能量损耗指标作为设计依据提出结构的双重破坏标准使过去一直被忽略或无法加以考虑的持续时间得到重视统计证明地震波持续时间与地震的强度震中距及场地土类别有一定的关系地面运动预测结构地震反应最难或最不确定的因素就是如何合理确定地面运动的过程地震地面运动通常用三个平动加速度分量来表示任何线性体系对于这三个分量的反应可以通过分别计算每个分量反应然后叠加得到于是标准的分析问题就转化为计算由于单个平动分量所引起的反应更一般的情况下当地震波通过基础传播时支座除了平动运动外还有转动运动因此地震输入的全面考虑原则上应包括平动和三个支座转动分量但是由于目前难以测定地面转动分量的大小和特性这种作用只有根据平动分量推测的量级分析对旋转运动做出假定来估计确定由地震引起结构中的有效力时最后应考虑的一个因素是在结构基底处的地面运动可以受结构自身运动的影响即在结构基底处产生的运动可能与无结构情况下观察到的自由场地的运动不同若柔软建筑物在坚固的基岩上则土与结构相互作用的影响甚小结构传给土壤的能量很少自由场地的运动可以作为基底位移的一个适合的度量
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地震活动性及地震预报讲解
震源深度
≤30km 30~70km ≥70km
逆冲和 走滑
走滑 为主
走滑兼 正断层
走滑 为主
中国及其邻区地震震源机制解及区域特点
我国长白山天池火山千年前的喷发为 2000年来全球最大的喷发之一
喷发体积
0.2km3 4km3 7km3
18km3
喷发时间 喷发地点 喷发级别
土耳其伊斯坦布尔（Istanbul）地震空区
地震活动的特点
6.震源的时一空变化图像 ③地震条带
“条带”的展市与近期活动构造带基本一致。 “条带”是突出于全区的。 条带”上地震活动水平有增强的过程，其应变释 放明显加速。
1973年炉霍、1976年龙陵地震的地震条带
地震活动的特点
6.震源的时一空变化图像 ④震中迁移
新京疆1西伽919北9师宣978张辽.化.51宁1宁.家029.岫52蒗云9口92岩南.0-1云云-0宁1海.12南2南蒗城.0甘94施0.间肃14甸2.1民主 加0.5乐要 卸2.356依载.4据响主地5：应电要.9主震地比、依要主 震 明 主前6震。体据依.要 前 显 要半1序应据：依 提 减 依震受主个：列变据 灾 据出小月前到要地： 实 ：准参等作震作中依下主震受主地 效 地确出数。活国据出水震 震，的前要到要短（动、地：临序 序受临作依中依期h宏、列 列到震地震震预、出据国据观中。预水局震预.测b：地：临、国测值氡通序测，平震空震地地意）并、报列，震静局区震预见向小水表并活局，和、、测当震动位彰向和并省地条，地、辽平和、在当政震带并政水宁震静奖水地府府活、向温省前、励汞政通、的动地当政2地。报、府天形府通、 震地倾，通变通形表报前 活政取报、斜彰报变表兆 动府辽得地。、，、彰异、通宁磁显取电和常地省。著报得磁政减奖、电，府显灾辐励水 、取，实著射。 应库得取效减、发力显得。灾浑著实。减效灾。实效。
基于地震活动图像的机器学习地震预测方法及其在华北地区的应用
基于地震活动图像的机器学习地震预测方法及其在华北地区的
应用
尹晓菲;李文军;许英才;张晓东;蔡晋安
【期刊名称】《地震学报》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】本文开展了基于地震活动图像预测华北地区地震的机器学习方法研究。
根据华北地区M≥5.0中强震、强震及大震的地震平均时间间隔,采用1970年以来华北地区M≥5.0中强震、强震及大震震前大量不同时窗长的M_(L)≥3.0地震活动图像作为输入数据集,提出了基于地震活动图像预测地震的机器学习方法,并进行了
震例回溯。
利用本文提出的方法选取“未拓展图像数据集”和“含拓展图像数据集”对华北地区发生中强地震进行预测对比,结果显示,数据集样本量的增加有利于提高
地震预测模型的精度,其中“含拓展图像数据集”预测地震的准确率可达77%;对于华北地区无震区、少震区的M≥5.0地震,可采用非1年窗长的较大时间间隔(3年、7年以上)的M_(L)≥3.0地震活动图像验证。
【总页数】16页(P257-272)
【作者】尹晓菲;李文军;许英才;张晓东;蔡晋安
【作者单位】中国地震局地震预测研究所;宁夏回族自治区地震局
【正文语种】中文
【中图分类】P315.75
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陈厚群院士-有关大坝场地地震动输入问题
PGA=0.424g
反应谱形状相似
PGA 下降 38%
反应谱减小仅 8%
PGA=0.260g
Cape Mendocino/Petrolia Earthquake in California U.S.A. (1992 04 25 )
原始 降低 PGA 峰值
PGA 1.300 g
PGA = 1.468g
设防水准，但一些国家如英国、瑞士等实际都
只按MDE进行大坝抗震设计，在重要大坝抗震 设计中，重现期为100年至200年的OBE，在其一
般不起控制作用。对低等级的大坝，其MDE就
取OBE。对于不同等级的大坝，取不同的设防 水准的‘分类设防’，有别于对同一个大坝采 用‘多级设防’的概念。
3. 对于重要大坝，多取MCE作为MDE，MCE
主要设计地震动参数
大坝抗震设计的主要设计地震动参数
峰值加速度 反应谱 加速度时程
峰值加速度(Peak Ground Acceleration PGA )的脉冲型 高频尖峰对反应谱和破坏后果影响不大 历时短 衰减快 离高坝基频远 中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) 加拿大新的建筑规范(NBCC 2005) 采用了与地震动加速度反应谱对应的 有效峰值加速度(Effective Peak Acceleration EPA )
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
R＞30km Ms≥6.5 R>30km Ms≥6.5
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
浅谈地震频谱分析
bn ：正弦分量的分量
注：这种类型与前表中一般函数以 2l 为周期的函数情况一致，不同之处在于此式为等式，
将
l
T 2
带入原式得到（1）式
3、复数形式的傅里叶级数
由公式
sin(t)
1 2j
(e
jt
e
jt
)
cos(t)
1 2
(e
jt
e
jt
)
得
sin(nt)
1 2j
(e
jnt
e
jnt
)
cos(nt)
1 2
x(t) A0 An sin(n0t n ) n1
（6）
或 x(t) B0 Bn cos(n0t n ) （将（1）式中所有三角函数用cos表示出来） n1
将（6）式展开
x(t) A0 [ An cosn sin(n0t) An sinn cos(n0t)] n1
将（7）式与（1）式对比
这种类型与前表中一般函数以2l为周期的函数情况一致不同之处在于此式为等式带入原式得到1式3复数形式的傅里叶级数由公式为负频率是由复数引起的从实数的傅里叶级数过渡到复数形式的傅里叶级数是由用复数表示正余弦引起的
浅谈地震频谱分析
在地震勘探中经常要对单道地震数据进行频谱分析，目的是为了将复杂地震波曲线时 域显示转换为频域显示的一种过程。比较简单的一种理解是：复杂地震波可以分解成为许 多许多不同振幅、频率和初相位角的正弦波之和，将其中的两项作为自变量和因变量画在 一个直角坐标系中，由振幅和频率组成的为振幅谱，由初相位和频率组成的为相位谱。下 面详细介绍频谱分析公式推导过程。
an
bn
0 2 l
l f (x) sin n
我国地震断层土壤气流动观测调查
SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETIC OBSERV ATION AND RESEARCH 第41卷 第5期2020年 10月Vol.41 No. 5Oct. 2020地震地磁观测与研究doi: 10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2020. 05. 0180 引言地球是一个巨大的开放系统。
地壳放气现象是岩石圈与大气圈进行物质、能量交换的一种重要形式。
它是一种无时不有、无处不在的自然现象。
但无论是时间上或空间上，地壳放气现象并非恒定、均速地进行着，它们具有强烈的不均一特点。
地壳放气部位在空间上主要集中在洋脊、火山口、活断层、温泉出露点及大震震中区，其他地区则显著减少；主要放气时段多集中出现在火山活动、构造活动、地震活动强烈的时期，其他时间则明显减弱（蔡祖煌等，1981；马宗晋等，1982；汪成民等，1988）。
已有研究认为，构造演化和地震孕育过程中地球内部物质迁移、能量释放及应力变化可能是导致活动断裂带释放气体地球化学异常的重要原因（King et al ，1996；Italiano et al ，2009）。
因此，这些经由活动断裂带释放的气体必然携带着丰富的地球内部动力学过程及孕震介质物理、化学演化等重要信息，其气体地球化学特征及异常变化可为地球内部地震孕育及断层活动监视提供重要的科学依据。
近年来，随着气体地球化学观测技术的快速进步，活动断裂带土壤气体地球化学流动观测与研究得到突飞猛进的发展（周晓成，2011）。
大量研究（如：马向贤等，2012；郭正府等，2017；王喜龙等，2017）发现，活动断裂带土壤气体地球化学特征及释放强度常与区域构造演化及地震活动密切相关，如：唐山地区土壤气Rn 、Hg 和CO 2高浓度区我国地震断层土壤气流动观测调查苏荣托雅1），2） 高小其1）1）中国北京100085中国地震局地壳应力研究所 地壳动力学重点实验室2）中国内蒙古010050内蒙古自治区地震局呼和浩特基准地震台摘要 地球是一个巨大的开放系统，地壳放气现象是地壳不同层次进行物质、能量、信息交换的重要形式。
地震属性含义及其应用综述
地震属性含义及其应用一、 瞬时属性 19假定复数道表示为：)t (iy )t (x )t (u +=，则1. 瞬时实振幅 IReAmp ( Instantaneous Amplitude )是在选定的采样点上地震道时域振动振幅。
是振幅属性的基本参数。
广泛用于构造和地层学解释。
用来圈定高或低振幅异常，即亮点、暗点。
反映不同储集层、含气、油、水情况及厚度预测。
2. 瞬时虚振幅 IQuadAmp (Inst. Quadrature Amplitude)是复数地震道的虚部，与复数地震道的相位为90º时的时域振动振幅。
即正交道，为虚振幅。
因它只能在特定的相位观测到，多用来识别与薄储层中的AVO 异常。
3. 瞬时相位IPhase ( Instantaneous Phase)))t (x )t (y tan(A )t (=γ, 定义为正切，输出相位已转换为角度，数值范围是[-180o ,180o ]。
为q(t)/f(t)的一个角，是采样点处地震道的相位。
有助于加强储层内部的弱反射同相轴，但同时也加强了噪声，可用于指示横向连续性；显示与波传播有关的相位部分；用于计算相速度；因为没有振幅信息因此能够显示所有同相轴；用于显示不连续；断层、显示层序边界。
由于烃类聚集常引起局部相位变化，也可以做烃类直接指示之一。
4. 瞬时相位余弦 CIP ( Cosine of Inst. Phase )是瞬时相位导出的属性。
其计算式为))t ((Cos γ常用来改进瞬时相位的变异显示。
并用于相位追踪和检查地震剖面对比、解释的质量。
多与瞬时相位联用。
5. 瞬时频率 IFreq (Inst. Frequeney)定义为瞬时相位对时间的函数 dt )t (d γ（以度/毫秒或弧度/毫秒表示），其量纲为频率的量纲(Hz)，是地震道在频率方面的瞬时属性。
用来计算、估算地震波的衰减。
油气储层常引起高频成分衰减及杂乱反射显示，所以横向上可用于碳氢指示。
地震波数值模拟与分析
地震波数值模拟与分析地震波是地震活动中最重要的研究对象之一。
而地震波数值模拟和分析则是地震学领域中的重要研究方向之一。
在地震波数值模拟和分析的过程中，人们可以通过计算机模拟地震波的传播过程，并从中获取有关地震特征及其引起的地表破坏和建筑物结构变形等各种信息。
这对于地震灾害的预防、预测和减轻有着重要的意义。
地震波的数值模拟方法主要有有限差分法、有限元法、边界元法和谱元法等。
其中，有限差分法是目前地震波数值模拟中应用最为广泛的一种方法。
有限差分法在解决非线性、多维度和非静态问题方面表现尤为出色。
其基本思想是将地震波场离散成网格，并利用二阶精度差分公式计算各个时刻在网格点处的地震波场值。
有限差分法的优点在于精度高、计算速度快，同时可以对复杂地质构造及其他复杂条件进行模拟分析。
地震波的数值分析方法主要有PTA和TFI等。
其中，PTA是计算地震波传播中频谱组成的一种方法。
PTA方法基于傅里叶变换，将地震波在频域中进行分析，主要考虑波振幅和频率之间的关系。
通过对地震波的频谱进行分析，可以得出波传播路径、应变速率及层间的速度等信息。
而TFI则是通过时间域内的雷克子波分析地震波的能量分布，从而得出地表加速度和地震破坏信息。
当我们研究地震波数值模拟的同时，还要重视地震波分析的意义。
地震波的分析能够帮助我们对地震发生的原因、机制及它们对地表的影响进行研究。
同时，地震波分析也可以帮助我们评估地震对建筑物和基础设施的破坏。
这项工作通常涉及结构动力学模拟、震害评估、震害预测等研究领域。
此外，通过地震波分析，我们也可以了解地震所带来的生态影响和异常现象（如水波、地陷等）。
在地震波数值模拟和分析过程中，实际数据采集十分必要。
地震数据采集主要分为地震观测和近场强动观测两种方法。
地震观测是通过装置地震仪器等方法获得的数据。
而近场强动观测则是通过现场安装观测设备，获取地震波传播的信息。
同时，人工模拟地震波也是一种可行的方法，但其对于地震波的形态和波速等方面需进行较为精确的估计。
地震属性分析技术
地震属性分析技术地震属性分析技术是地震学研究中的一种重要手段，用于研究地震震源的性质、地震波传播的特征以及地下地震波通过地壳和地球内部介质的响应过程。
本文将从地震属性的定义、地震属性分析方法以及地震属性对地震学研究的意义三个方面展开介绍，以期全面了解地震属性分析技术的基本概念和应用。
地震属性是指与地震波传播性质有关的物理量或特征。
地震学研究中常用的地震属性包括地震波振幅、频率谱、速度和极性等。
这些地震属性可以通过对地震观测数据（地震图像）进行分析和处理得到，进而揭示地震震源机制、地壳介质特性以及地球内部结构等信息。
地震属性分析方法主要分为时域方法和频域方法。
时域方法是指通过对地震波形振幅随时间变化的分析，获取地震属性信息。
常用的时域分析方法有包络函数、短时傅里叶变换、小波变换等。
频域方法则是通过对地震波频率谱的分析，获得地震属性。
频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱估计、谱比法等。
这些地震属性分析方法能够提取地震波的特征参数，从而揭示地震事件的本质特征。
地震属性分析技术在地震学研究中具有广泛的应用。
首先，它可以帮助我们深入了解地震震源的机制。
地震源机制研究是地震学的一个重要分支，通过分析地震属性可以获取地震震源的矩张量、震中距依赖性以及非正常破裂机制等信息，从而推断地震发生的构造背景和应变状况，有助于了解地震的发生机理。
其次，地震属性分析可以揭示地壳介质的性质。
地壳介质特性对地震波的传播和反射会产生明显影响，通过对地震属性的分析，我们可以了解地震波在地壳中的传播速度、衰减系数和散射特性等信息，从而推测地下地质构造、介质类型以及岩性等地质参数。
这对油气勘探、地质灾害预测等领域具有重要意义。
最后，地震属性分析还可以研究地震波的能量衰减过程和相位变化。
地震波的能量在传播过程中会出现衰减和散射，地震属性分析可以定量评估这些过程，并通过反演方法还原地震源处的能量分布以及介质的方向性响应。
这对地震工程和地震预测等应用具有指导意义。
地震学中的地震波信号处理与分析
地震学中的地震波信号处理与分析地震学是一门研究地球内部物理特性和地震现象的学科。
地震波信号处理和分析是地震学中非常重要的一部分，可以帮助我们更好地了解地球深处的运动规律和地震发生的机理。
一、地震波地震波是研究地震学的基础，它是由地震震源产生的带有能量的辐射波。
地震波分为三种类型：纵波、横波和面波。
纵波是一种能够在固体、液体和气体中传播的波，其传播速度最快。
横波只能在固体中传播，其传播速度比纵波慢。
面波是由纵波和横波叠加形成的，其传播速度比纵波和横波都慢。
二、地震波信号处理地震波信号处理是将地震记录数据中包含的地震波信息提取出来的过程。
这个过程非常复杂，需要经过多个步骤才能得到最终的地震信息。
（一）地震记录数据处理地震记录数据是地震学家在地震发生时，使用地震仪器记录下来的地震波信号。
这些数据需要进行预处理，包括校正仪器响应、去除一些常见的地球物理噪声和人造噪声等，以获取更准确的地震波信号。
（二）滤波滤波通常是在地震记录数据中进行的，其目的是提高地震信号的信噪比。
地震信号往往掩盖在大量的杂乱信号中，通过滤波可以剔除不需要的低频或高频信号，使地震信号更加清晰。
（三）分段为了方便分析和处理地震信号，通常会将一段时间内的信号按照一定的规则进行分段。
这样可以针对性地对每一个分段信号进行分析处理，并得到更准确的地震数据。
三、地震波信号分析地震波信号分析是指针对地震波信号的分析和处理，以获得更多的地震信息和了解更多的地震特性。
（一）计算震级震级是地震大小的基本指标，地震学家通过计算地震波信号的震级，来了解地震的大小和强度。
（二）计算地震台站间距地震波在不同地方的传播速度是不同的，通过计算不同地震台站接收到同一地震信号的时间差，可以计算出不同地震台站之间的距离。
（三）确定地震震源通过分析多个地震台站接收到的地震波信号，可以计算出地震的震源，也就是地震发生的具体位置。
（四）确定地震类型地震波信号分析还可以帮助地震学家确定地震的类型，如深源地震、浅源地震和地壳深度地震等。
一般地震时程分析的步骤如下
一般地震时程分析的步骤如下：1. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载函数”中选择地震波。
时间荷载数据类型采用无量纲加速度即可。
其他选项按默认值，详细可参考用户手册或联机帮助。
2. 在“荷载/时程分析数据/时程荷载工况”中定义荷载工况。
结束时间：指地震波的分析时间。
如果地震波时间为50秒，在此处输入20秒，表示分析到地震波20秒位置。
分析时间步长：表示在地震波上取值的步长，推荐不要低于地震波的时间间隔（步长）。
输出时间步长：整理结果时输出的时间步长。
例如结束时间为20秒，分析时间步长为0.02秒，则计算的结果有20/0.02=1000个。
如果在输出时间步长中输入2，则表示输出以每2个为单位中的较大值，即输出第一和第二时间段中的较大值，第三和第四时间段的较大值，以此类推。
分析类型：当有非线性单元或非线性边界单元时选择非线性，否则选择线性。
分析方法：自振周期较大的结构(如索结构)采用直接积分法，否则选择振型法。
时程分析类型：当波为谐振函数时选用线性周期，否则为线性瞬态(如地震波)。
无零初始条件：可不选该项。
振型的阻尼比：可选所有振型的阻尼比。
3. 在“荷载/时程分析数据>地面加速度”中定义地震波的作用方向。
在对话框如果只选X方向时程分析函数，表示只有X方向有地震波作用，如果X、Y方向都选择了时程分析函数，则表示两个方向均有地震波作用。
系数：为地震波增减系数。
到达时间：表示地震波开始作用时间。
例如：X、Y两个方向都作用有地震波，两个地震波的到达时间(开始作用于结构上的时间)可不同。
水平地面加速度的角度：X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入0度，表示X方向地震波作用于X方向，Y方向地震波作用于Y方向；X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入90度，表示X方向地震波作用于Y方向，Y方向地震波作用于X方向；X、Y两个方向都作用有地震波时如果输入30角度，表示X方向地震波作用于与X轴方向成30度角度的方向，Y方向地震波作用于与Y方向成30度角度的方向。
地震资料品质的量化分析
储层地震预测基础理论方法研究乐友喜,杨丽1地震资料品质的量化分析衡量地震资料的品质有多种方法,如频谱特征分析方法、相对分辨率估计方法、信噪比估计方法等。
3. 1 频谱分析频谱分析是描述地震记录特征的重要方法,它有2 种形式,一是傅立叶谱分析,二是功率谱分析。
前者用于确定函数,后者用于随机过程。
当用于分析的地震数据是一个均值为零的随机过程,功率谱为它的一个统计特性时,可以较好地表示反射波特征;当用于分析的地震数据是一个确定的时间函数,记录信噪比较高,分析时窗中有稳定的反射波脉冲出现时,使用傅立叶谱分析描述反射波特征较为适宜。
3. 2 相对分辨率分析所谓分辨率指的是分辨由相距很近的分界面来的反射波信号的能力,它主要决定于反射脉冲的延续时间。
由于在地震记录上不可能直接测量反射脉冲的延续时间,所以分辨率的量度可按地震记录自相关特征参数来定义。
设θ为自相关函数主极值半周期的宽度; S1 为主极值半周期自相关曲线所包含的面积; S2 、S3 、S4 ,简记S2-4 为自相关曲线依次3个旁极值面积之和。
地震记录分辨率参数定义为:λ=S1 /(θ·S224 );θ与反射波脉冲视周期有关,视周期越长,分辨率越低,所以参数λ与θ成反比;自相关函数的面积表示地震脉冲能量分布情况。
脉冲越窄、相位个数越少,则地震脉冲分辨率越高,对这类脉冲主极值半周期面积S1 越大;相反, 脉冲延续时间长、相位个数多, 则地震脉冲分辨率越低,而自相关函数旁极值面积S224 越大。
3. 3 信噪比分析地震记录是物理观测得到的试验数据,反射信号是在干扰背景上记录到的。
分析反射特征、拾取地震属性,来研究油气储层,就不能不考虑干扰的影响。
在使用地震资料进行储层预测前,对资料的信噪比作定量评价是必要的。
另一方面,地震记录的干扰背景也是地震记录特点的一部分。
在一定的地震地质条件下,记录的干扰背景很强;在另外的地震地质条件下,记录的干扰背景可能较平静。
地震多属性分析及其在储层预测中的应用研究
地震多属性分析及其在储层预测中的应用研究一、概述地震多属性分析及其在储层预测中的应用研究，是近年来地球物理勘探领域的一个重要研究方向。
随着油气勘探开发的不断深入，对储层的精细刻画和准确预测已成为提高勘探成功率、降低开发成本的关键所在。
地震多属性分析作为一种有效的技术手段，能够从地震数据中提取出多种与储层特征相关的信息，进而实现对储层的定量评价和预测。
地震属性是指从地震数据中提取的能够反映地下介质某种物理特性的量度。
这些属性可以包括振幅、频率、相位、波形等多种类型，它们与储层的岩性、物性、含油气性等因素密切相关。
通过对地震属性的分析，可以揭示出储层的空间展布规律、物性变化特征以及含油气性等信息，为储层预测提供重要的依据。
地震多属性分析也面临着诸多挑战。
地震数据本身受到多种因素的影响，如噪声干扰、地层非均质性等，这可能导致提取出的地震属性存在误差或不确定性。
不同地震属性之间可能存在一定的相关性或冗余性，如何选择合适的属性组合以最大化预测效果是一个需要解决的问题。
如何将地震属性分析与其他地质、工程信息相结合，形成综合的储层预测模型，也是当前研究的热点和难点。
本文旨在通过对地震多属性分析及其在储层预测中的应用研究进行综述和探讨，分析现有方法的优缺点及适用条件，提出改进和优化策略，以期为提高储层预测的准确性和可靠性提供有益的参考和借鉴。
同时，本文还将结合具体实例，展示地震多属性分析在储层预测中的实际应用效果，为相关领域的科研人员和实践工作者提供有益的参考和启示。
1. 研究背景：介绍地震勘探在石油勘探中的重要性，以及储层预测对于油气开发的关键作用。
地震勘探作为石油勘探领域的一种重要技术手段，其在揭示地下构造、地层岩性以及油气藏分布等方面发挥着不可替代的作用。
随着石油勘探难度的不断增加，对地震勘探技术的精度和可靠性也提出了更高的要求。
深入研究地震勘探的多属性特征，并将其应用于储层预测中，对于提高油气开发的成功率具有重要意义。
工程抗震韧性定量评估方法研究进展综述
工程抗震韧性定量评估方法研究进展综述作者：毕熙荣冀昆宗成才任叶飞温瑞智来源：《地震研究》2020年第03期摘要：“韧性城乡”已成为我国防灾减灾领域的研究热点和未来指导方向，韧性定量评估方法是保证其落地和应用的重要基础。
首先结合国内外不同工程领域下的抗震韧性研究进展，梳理总结了韧性评价的7个要素：鲁棒性、可靠性、快速性、恢复时长、恢复程度、恢复策略和级联效应;再将现有的韧性定量评估方法按照是否考虑不确定性分为两类，每种方法还可根据是否考虑时间的影响分为静态和动态性能评估方法;进而将现有的国内外面向不同工程对象的韧性量化评估方法进行了系统地分类和评价，指出了各类评估方法的优缺点及适用范围。
建议结合目前已经较为成熟的易损性、耐久性、地震风险区划的研究成果、系统特点和行为，因地制宜地改进评估方法在具体工程中的应用。
关键词：韧性城乡;韧性量化评估;工程韧性;灾后恢复;韧性评价0 引言我国作为世界上自然灾害最为严重的国家之一，随着经济社会发展和城市化进程的加快，在保障地震灾后安全的基础上，衡量现代城市乃至整个社会灾后维持或者恢复原有功能的“韧性”成为热门课题。
“韧性”这一概念十分贴合我国现阶段的防灾减灾需求，2017年中国将“韧性城乡”列为“国家地震科技创新工程”四大计划之一，也是“自然灾害防治九大工程”建设的重点指导方向，对于提高我国城市抵御地震风险和灾后恢复能力，保障国家重大战略的实施和人民生命财产安全具有重大意义。
“韧性城乡”的落地离不开对韧性这一概念的量化评估，这也是本文的重点研究方向。
抗震韧性的本质可以定义为降低地震风险、减轻地震破坏和缩短震后恢复时间的能力，那么量化韧性的本质就是对性能恢复过程的评估。
目前影响最大、受众最广的韧性定量评估框架是Bruneau和Reinhorn（2006）提出的韧性三角形法，此法常用于社区韧性的定量评估。
一般认为韧性应该包括4个属性：鲁棒性（Robustness）、快速性（Rapidity）、冗余性（Redundancy）和智慧性（Resourceful），即4R属性。
地震前兆观测与地震活动的时间序列分析
地震前兆观测与地震活动的时间序列分析地震是地球内部能量释放的结果，给人们的生命与财产安全带来严重威胁。
因此，地震的预测一直以来都备受关注。
地震前兆观测作为一种常见的地震预测方法，通过监测地震前兆现象来识别地震可能发生的时间与地点。
然而，由于地震的复杂性和不确定性，地震前兆观测仍然存在一定的局限性。
为了更好地理解地震前兆与地震活动之间的关系，需要进行时间序列分析。
时间序列分析是一种研究时间顺序中数据之间的变化趋势与规律的方法，它可以帮助我们探索地震前兆的信号特征、分析其统计特性以及建立地震活动的模型。
通过对地震前兆观测数据的时间序列分析，我们可以更好地了解地震与前兆现象之间的时序关系，为地震预测提供科学依据。
首先，地震前兆观测数据需要进行预处理。
由于地震前兆观测数据通常包含大量的噪声与杂乱信息，预处理可以帮助我们去除无关信息，提取出地震信号。
预处理的过程包括去噪、滤波、数据插值等步骤。
通过预处理后的数据，我们可以更加准确地分析地震前兆与地震活动之间的关系。
接下来，我们可以使用时间序列分析的方法来探索地震前兆与地震活动的关联性。
时间序列分析包括自相关函数、谱分析、滑动平均等方法。
例如，自相关函数可以帮助我们了解地震前兆信号的周期性或趋势性，从而揭示地震发生可能的规律性。
此外，我们还可以使用时间序列分析的方法来建立地震活动的模型。
地震活动是一个复杂的非线性系统，通过建立合适的数学模型，我们可以模拟地震活动的发展趋势。
常用的数学模型包括自回归模型（AR）、滑动平均模型（MA）、自回归滑动平均模型（ARMA）等。
这些模型可以帮助我们预测地震的发生时间和强度。
然而，需要注意的是，地震是一种高度不确定性的自然灾害，地震前兆观测与时间序列分析都存在一定的局限性。
首先，地震前兆的观测与分析仍然存在误报与漏报的问题，其中一些前兆信号可能与其他地质或人为因素有关，无法准确识别出地震前兆。
其次，地震活动的模型建立也存在一定的困难，因为地震活动受多种因素的综合影响，包括板块运动、地壳结构等。
地震动特性
M x Cx K x M 1 xg
{x} q j j
j 1 n
([M ] q
j 1 j
n
j
[C ] j q j [ K ] j q j ) [ M ]{1}xg
([M ] q
0
2 绝对加速度 x(t ) D
t
0
xg ( )e (t ) sin D (t ) 2 d
tan
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 2
如果阻尼很小
1
1
0
0
t
相对位移 x(t )
xg ( )e (t ) sin (t ) d
T
F 0
T Ij i
第 j阶振型产生弹性恢复力在第 i 阶振型上做功为零。
对于无阻尼多自由度体系，各阶振型间无能量交换。
2、振型分解法
由振型的正交性，体系地震位移反应向量可表示成:
{x} q j j
j 1 n
其中 q j 称为振型正则坐标。 多自由度体系有阻尼运动方程为：
同一地点在不同地震中记录到的地震动不同；
一般认为，地震动主要特征可以通过三个基本要 素来描述：幅值、频谱和持时。
1 地震动的幅值
定义：地震动振幅可以是地震动加速度、速度 或位移三者之一的峰值、最大值或某种有意义的有 效值。 由于现在加速度时程都是按等间距给出的，因 而常常不能给出真实的最大值，对竖向加速度而言， 不等间距与等间距最大加速度值之比最大可达到 1.5:1，对于水平加速度而言可达到1.3:1（基岩场 地），或1.2:1（硬土场地）。 问题： 不等间距与等间距速度最大值如何？ 不能间距与等间距位移最大值如何？
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２ 期
郑 建 常 等 ： 震 活 动 状 态 的量 化分 析方 法及 其 在 华东 地 区 的应 用探 讨 地
１３ ２
地 震 活 动 状 态 变 化 的 方 法 ， 以华 东 地 区 为 例 对 该 方 法 的应 用 进 行 尝 试 和 探 讨 。 并
ｌ 原 理 与 算 法
１ １ 地 震 活 动 相 对 强 度 ．
＊
收 稿 日期 ：２ ｌ ２２ ；修改 回 日期 ： ０ ０１ — ５ Ｏ ｏ０—３ ２ １ －０ ２ 基 金项 目 ：山东 省 地 震局 合 同制 项 目资助
作 者 简介 ： 建 常 （ ９ ８） 郑 １ ７ ，山东 聊 城人 ，２ ０ ０ ４年获 硕 士 学 位 ，主 要从 事 地 震 预 测 等研 究 。
引 言
震 例 研 究 表 明 ，较 强 地 震 发 生 前 ， 中 区及 附 近 地 区 的 中 小 地 震 活 动 在 时 间 和 空 间 上 震 通 常会 发 生 明 显 的 变 化 。这 种 变 化 可 能 表 现 为 地 震 活 动 的 空 间 上 集 中 增 强 或 明 显 减 弱 ，也
可 能表 现 为时间上 的丛 集或平 静 ，还有 可能在 分布 上从 随机变 为相对 简单 或规则 ，从而 出
现条带 、 区等异 常图像 。如何量 化表述 这种 活动 状态 的变化 ， 为 地震 学家 所关 心 的 问 空 成
题 。吴佳翼 等口 提出将 Ａ（ ） ６ 值作 为描述 各地 区地震 活动性 的定 量参数 ， 该参 数考虑 了一个 地 区的地震活 动性 、 级和频 次各方 面 的因素 ，可 以直 接定 量地 反 映地震 活动 的“ 震 增强 ” 或
ｒ 一 Ｓ ｍ ａ Ｓ ｘ（ ）， ｉ一 １， ２， … ， ｍ （） １
式 中 ， 反 映 了 各 小 区 地 震 活 动 在 整 个 大 的 区域 ， 到 ７个小 区间 ，然后统 计 落在 每一 个 小 区间 里 的 ｒ 值 的 Ｏ ］ 得 ２ ｔ 个数 再 除 以 ｍ，就得 到各 小 区之 间地 震 活 动相 对 强 度 的频 次 直 方 图 （ ｓｏ ｒｍ） 该 直方 Ｈｉ ｇ ａ ， ｔ
图反 映 了 研 究 区 域 内 地 震 活 动 相 对 强 度 的 分 布 情 况 。
１ ２ 算 法 的 数 值 检 验 ．
为 了 研 究 上 述 频 次 直 方 图 对 地 震 活 动 状 态 的 反 映 程 度 ， 合 成 数 据 进 行 检 验 。假 设 在 用 ５ ×５空 间 内 发 生 了 １ ０次 地 震 ， １ ０次 地 震 在 时 间 上 均 匀 分 布 ， 空 间 以 ０ ５ ×０ ５ 网 。 。 ０ 这 ０ 将 ．。 ． 。
第 ３ １卷
第 ２期
地
震
Ｖｏｌ １， Ｎｏ ｜３ ．２
Ａ ｐ ．， ２ １ ｒ ０１
２ １年 ４月 Ｏ１
Ｅ ＡＲＴＨＱＵＡＫＥ
地 震 活 动 状 态 的 量 化 分 析 方 法 及 其 在 华 东地 区 的应 用 探 讨
郑 建 常 ， 王 鹏
（ ． 东 省地 震 局 ，山东 济南 １山 ２ ０ １ ；２ 中 国地 震 局 地 球 物理 研 究 所 ， 京 １ ０ ８ ） ５０ ４ ． 北 ００ １
～
１０Ｅ １ ７ ２ 。 ） ９０年 以来 地 震 活 动 情 况进 行 了 研 究 ，结果 表 明 ：研 究 区 内 的 ４次 中强 地 震 都 发 生
在 地 震 活动 状 态 的相 似 度 曲线 低 值 回 升 阶段 ；中强 地 震 前 ２ ３年 的 中期 阶段 ，相 邻 期 的 相 似 ～
度 曲线 和 以 １ ７ ９ ０年 为 参 照 的相 似 度 曲线都 存 在 显 著 低 值 。
关 键词 ： 对 强 度 ；直方 图 ；相 似 度 ；华 东 地 区 相
中 图分 类 号 ： ３ ５ ７ Ｐ １ ．
文献标识码： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ０３ ７ （ ０ １ ０ １ ２ ０ １ ０ — ２ ４ ２ １ ） ２０ ２ — ７
摘 要 ： 于相 对 强 度算 法 提 出 了一 种量 化 地 震 活 动 状 态 变 化 的方 法 ， 值 试 验 表 明 ，该 方 法 可 基 数 以综 合 反 映 地震 活 动 在 空 间 上和 强 度 上 的 某些 特 征 。 用 该 方 法 对 华 东 地 区 （ ０～ ３。 应 ３。 ７Ｎ，１４ １。
“ 静 ” 王 炜 等 平 。 提 出 了 地 震 空 间 集 中度 Ｃ值 、 震 危 险 度 Ｄ 值 和 地 震 强 度 因 子 Ｍ ， 地 值
以分别表 征地震 活动在 时间和空 间上的丛 集及在 强度上 的增强 特 征 。 志雄 等ｌ 认 为 单位 李 ５ ］
时 间 内发 生 是次 地 震 的 概 率 服 从 泊 松 分 布 ， 取 拟 合 优 度 检 验 的 实 际 值 与 一 定 置 信 水 平 下 并
的 ｙ 分 布值之 比定义 为地震 非 均 匀度 Ｇ 。 Ｌ值 。陆 远 忠等 ］ 义 了地震 活动 演 化 指数 ｙ 定 Ｈ
值， 认为该 参数综 合反应 孕震 阶段 地震 活动 时空 强 的演化 规律 。近年 来 ， 于统 计 物理 的 基
算 法 得 到 了发 展 和 应 用 ， 海 昆 等 引 入 并 改 进 了 Ｒ 蒋 ＴＬ算 法 ，蒋 长 胜 等 ＿ 引 人 Ｐ 算 法 并 ８ ］ Ｉ 对 川 滇 地 区进 行 了 回顾 性 预 测 检 验 。 本 文 基 于 地 震 活 动 相 对 强 度 （ ，Ｒ ｌｔ ｅＩｔｎｉ ） 法 ＿ ，提 出 一 种 新 的 量 化 描 述 ＲＩ ｅａｉ ｎｅ ｓ ｙ 算 ｖ ｔ ９ ｊ
一
定 范 围 的大 区域 （ 如华 北地 区 ， 者 中强地 震 震 中周 围数 百公 里 ） 或 ，将该 区域 网格划
分 为 ｍ 个 边 长 ｓ 的 小 区 域 ， 第 ｉ 小 区 域 在 一 定 时 间 尺 度 ｔ 如 １年 ） 发 生 Ｎ 地 ｓ ｘ 设 个 （ 内 次
震 ，累计 的应 变 释放 为 Ｓ ； 各 小 区（ 将 一共 个 小 区） 累计应变 除 以其 中的最 大值 ，得 到 的 个［ ，１ 之间 的数 ： Ｏ ］