第四章 地震数据采集
地震监测中的数据采集与分析系统设计
地震监测中的数据采集与分析系统设计地震是一种自然灾害，对人类的生命和财产安全造成严重威胁。
为了提前预警和准确评估地震的危险程度，地震监测中的数据采集与分析系统是至关重要的。
本文将介绍一个地震监测中的数据采集与分析系统的设计。
一、系统概述地震监测中的数据采集与分析系统旨在实时采集地震相关数据，并通过数据分析和处理，提供地震事件的准确信息和预警。
该系统主要包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和信息展示模块。
1.数据采集模块数据采集模块负责收集地震相关的数据，包括地震波形数据、地震仪器数据、地震灾害数据等。
该模块可以通过多种方式获取数据，如地震仪器、传感器、卫星遥感等。
数据采集模块需要具有高灵敏度和高准确度，能够捕捉到微小的地震信号。
2.数据传输模块数据传输模块负责将采集到的地震数据传输到数据处理模块。
传输方式可以采用有线或无线方式，如以太网、无线电通信等。
数据传输模块需要保证数据传输的稳定和可靠性，并具备一定的数据压缩和加密功能，以确保数据的安全传输。
3.数据处理模块数据处理模块是整个系统的核心，负责对采集到的地震数据进行处理和分析。
数据处理模块包括数据预处理、数据分析和模型建立等环节。
数据预处理主要包括数据去噪、滤波、校正等操作，以提高数据的质量。
数据分析主要采用信号处理和统计学方法，提取地震事件的特征参数，如震级、震源深度、震源位置等。
模型建立是基于历史数据和现场观测数据建立地震预警模型，进一步提高地震预警的准确性和可靠性。
4.信息展示模块信息展示模块负责将处理和分析得到的地震信息以直观、易懂的方式呈现给用户。
该模块可以通过图表、地图、文字等形式展示地震预警信息，包括地震震级、震源位置、预计影响范围等。
信息展示模块还可以提供实时的地震数据监测和地震警报功能，以便用户及时采取相应的安全措施。
二、系统设计要点1.硬件设备选择在地震监测中的数据采集与分析系统中，需要选择适合的硬件设备来进行数据采集和处理。
地震资料采集实验
震源类型
• • •
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• • •
用于地震勘探的震源基本上分为两大类：炸药震源和非炸药震源。 1．炸药震源 炸药是一种特殊的化合物或混合物，它能在外界的影响(如用电雷管起爆)下放出气体和 高热，形成高压气团而急剧膨胀，在很短的瞬间将压缩作用施用于周围物体，即所谓的 冲击波。在爆炸中心，物体将被粉碎和破坏，形成破坏带。在破坏带以外，物体只产生 弹性形变，形成岩石的震动带，此时冲击波变成弹性波。 在陆地地震勘探时，多数情况下在注满水的浅井中爆炸激发地震波，无法钻井或钻井困 难的地区多采用坑中爆炸。在水面地震勘探时，采用水中爆炸。 井中爆炸是地震勘探中最常用的一种激发方式，它的主要优点有两条：一是减小面波的 强度，基本不产生声波；二是反射波能量强、频率高，可以减少药量。要确保这些优点 的实现，需要选择良好的激发条件。首先要考虑的就是爆炸介质的岩性，若在松软的干 燥沙层或淤泥中激发，地震波频率很低，且爆炸能量大部分被吸收；若在坚硬的岩石中 激发，地震波频率很高，但是随着地震波在岩石中的传播，高频振动很快地被吸收。因 此，激发最好选在潮湿的可塑性岩层，如胶泥、粘土等。其次要考虑的是激发井深，通 常选择在潜水面以下2~3m。为了使能量集中向下传播及减小声波干扰，井中要注满水、 泥浆或用土填塞。 2．非炸药震源 非炸药震源有很多种，煤田地震勘探中主要使用可控震源、空气枪和电火花震源。 可控震源是一种机械震源，由安装在汽车上的振动器冲击地面产生频率可以控制的波列 作为地震震源。空气枪震源是将压缩空气在瞬间释放于水中，从而产生地震波。电火花 震源是利用高压电极在水中的放电效应，产生脉冲震动。
第四章 地震数据采集
4.滤波参数
• 图4-10中所给出的Ac、As、fc、fs四个参数是设计滤波器时必须知道的几项技术指标，只要知 道了这些指标和选用的滤被器类型，就可用查表或套公式的办法计算出满足这些指标的滤波 器的各个元件值。 一般，高低通滤波器的截止频率和陡度两个参数． 而且截止频率通常规定为幅颠特性曲线下降至最大值的－3dB处频率。 截止频率被认为是通领带的边界频率。若两个频率f1和f2满足以下关系； • • •
2．最大允许输入幅度
3 地震仪的动态范围
四、前放增益的设计和选择
• 1．前放增益的设计
• • A 离震源的远近 B 检波器组合的灵敏度G会因使用的检波器型号及组合方式不同而不同。 因此采集系统固定增益Kg应分为几档.
2．前放增益的选择
• 地震仪的固定增益有好几档供仪器操作员选择，那么实际使用时，究竞 选高档好还是选低档好
高通滤波器对面波的压制效果
3、低通滤波器
• 采集电路中设置低通滤器的目的是为了让所需要记录的地震信号 频率全部通过而且不受采样产生的假藏干扰。 • 低通滤波器又称为去假频滤波器。
假频现象
•
截频和陡度应满足的技术要求
1、在采样周期不变即不增加数据采集和处理工作量的情况下，选取较小
的截频系数q可设计截频fh较高的去假频滤波器 ，这有利于提高勘探分辨率。 2、滤波器陡度取得太大，就会使薄层反射的分辨率降低。70dB/oct 3、假频衰减D可选取在70dB左右。 4、地震仪的采样周期和去假频滤波器截频fh都应分为几档供选择。
1、最小允许输人幅度
• 当检波器送来的地震信号比采集系统的等效输入噪声还低时，那 么，这个地震信号就势必被采集系统内部吸声所淹没。 • 因此通常把采集系统的等效输入噪声定为地震仪的最小允许输 • 入幅度．即 VIMIN＝VIN
第四章地震资料的野外采集
2
试验工作
野外地震数据采集是一个复杂的工作，因为它受野外的 地质条件、地下构造等因素的影响，所以需要进行实际 的试验来选取最适合本工区的野外采集技术，了解这一 地区的地持构造特点和干扰波的情况。试验工作包括以 下几个方面： 1.干扰波的调查，了解工区内干扰波的类型和特性； 2.地震地质条件的了解，低速带、潜水面、地质构造 特性等；(低速带--在地表附近一定深度范围内，其地 震波的传播速度往往要比它下面的地层地震波速度低得 多的地层。) 3.选择激发的最佳条件，浅层岩性、激发方式和炸药 量； 4.选择接收和记录地震波的最佳条件，观测系统、检 波器放置和仪器参数。
6m
9m
12m
15m
18m
21m
井深试验 （药量4kg） 40-80Hz分频记录
14
组合井试验工作
组合井对比试验
井 数 单井 9 / 4 3井 6 10 1*3 3井 9 10 1*3 3井 12 10 1*3 3井 15 10 1*3 3井 18 10 1*3 2井 15 10 2*2 4井 15 10 1*4 5井 15 10 1*5
4
2、干扰波的调查方法
主要是调查工区内的干扰波类型和特点。 观测干扰波的几种方法： 1.小排列－土坑炸药，短道距（3－5米），单个检波器；使务种规 则的干扰波被追踪出来。 2.直角排列－查明干扰方向，确定沿地表面传播的波。 3.方位观测－确定三维方向和振动方向，如识别面波中乐夫波和瑞 利波。 4.三分量观测－在井中用VSP（垂直地震剖面）。
26
3、卫星导航系统
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第三节
1、观测系统概念
数据采集观测系统
在具体施工中，每条测线都分成若干观测段，逐段进行观测，每次 激发时所安置的多道检波器的观测地段称为地震排列。 观测系统是指地震波的激发点和接收点的相互位置关系。或激发点 与接收排列的相对空间位置关系。 为了了解地下构造形态，必须连续追踪各界面的地震波，就要沿测 线要许多个激发点分别激发进行连续多次接收。 观测系统的选择决定于地震勘探任务，工区地震地质条件和采用的 方法。
《地震资料采集》课件
地震仪器的组成和工作原理
地震仪：用于记录地震波信号，包括加速度计、速度计和位移计等
地震计：用于测量地震波的振幅和频率，包括机械式地震计和电子式地 震计
地震波接收器：用于接收地震波信号，包括地震波接收天线和地震波接 收器
地震波处理系统：用于处理地震波信号，包括地震波滤波器、地震波放 大器和地震波记录器
地震监测系统：实时监测地震活动，为 地震预警提供数据支持
地震应急响应系统：在地震发生后，提 供应急响应和救援支持
地震资料采集系统的关键技术
地震波信号采集技术：通过地震波信号采集设备，如地震仪、地震传感器等，实时监测地震 波信号。
数据传输技术：通过有线或无线网络，将地震波信号传输到数据处理中心。
数据处理技术：对采集到的地震波信号进行预处理、特征提取、模式识别等数据处理，以获 取地震参数和地震预警信息。
目的：地震资料采集的目的 是为了更好地了解地震的发 生机制、预测地震、减轻地 震灾害损失。
地震资料采集的方法和流程
地震资料采集的方法：包括地震波观测、地震震源观测、地震震中观测等。
地震资料采集的流程：包括地震资料采集前的准备、地震资料采集过程中的操作、地震 资料采集后的处理等。
地震资料采集的设备：包括地震仪、地震波接收器、地震震源观测仪等。
地震资料采集的重要性：地震资料是地震科学研究的基础，对于地震预测、预警 和防灾减灾具有重要意义。
地震资料采集的发展历程：从早期的人工观测到现代的自动化观测，地震资料采 集技术不断发展，提高了地震资料的准确性和时效性。
地震资料采集的现状：目前，地震资料采集技术已经广泛应用于地震科学研究 和防灾减灾领域，但仍然存在一些挑战和问题，需要进一步研究和改进。
地震资料采集的应用：包括地震预测、地震预警、地震灾害评估等。
第四章地震数据采集系统及相关技术.doc
第四章 地震数据采集系统及相关技术第一节 地震数据采集系统组成地震勘探技术、电子技术、计算机技术及信息技术共同推动了地震数据采集仪器的不断发展和更新换代，共经历了模拟光点地震仪、模拟磁带地震仪、集中式数字地震仪和分布式遥测地震仪。
一、 集中式地震数据采集系统：上个世纪70年代中期，数字地震仪的出现，把地震勘探带入了一个崭新的时代， 出现了以DFS －V 和SN338为代表的集中式数字地震仪。
集中式地震数据采集仪器成功用于野外地震勘探约20年。
集中式地震勘探数据采集系统的最大特点是：采用IFP 与14位逐次逼近型A/D 转换器，IFP 采用3～4位增益码，A/D 转换器采用15位（1位符号位，14位尾数）逐次逼近型，集中式数字地震仪动态范围理论上可达168dB ，但实际考虑仪器噪声等因素的影响，仪器的系统动态范围一般不超过120dB 。
()20log DR =⨯记录的最大不失真电平理论（dB ）最小有效电平()max min ()20log 6DR G n =⨯+⨯理论()20logDR =⨯记录的最大不失真电平系统（dB ）仪器系统等效输入噪声电平其中：min max ~G G 为IFP 放大器的增益范围，n 为模数转换器的位数。
二、分布式遥测地震数据采集系统把数据采集系统中的放大器、滤波器、A/D转换器、数据传输控制逻辑以及整个控制用CPU做在一个小箱体内，称为“采集站”，将采集站放置在检波点上，每个采集站用小线与1～8道检波器连接，各采集站用数字大线或以无线方式与中央控制主机相连，构成分布式（Distributed）数据采集系统。
⒈由于受到采样间隔和大线重量的限制，集中式地震仪生产道数一般不超过120道，适应不了三维地震勘探对道数的要求。
而分布式遥测地震仪的道数可达到上千道甚至上万道，完全能够满足三维地震勘探的需要。
⒉集中式数字地震仪的检波器通过大线与采集系统连接，由于大线上传输的是模拟信号，传输的距离又比较远，因此，信号易受各种干扰因素的影响。
地震勘测方法和数据采集工作分析
地震勘测方法和数据采集工作分析张美华摘要地震是不可预测的突发性灾害，会对社会的生产生活造成巨大的负面影响，比如各种建筑的倒塌、设施的损坏、交通的中断，甚至还会对人民的生命健康造成危害。
因此我国一直致力于地震勘测方法和数据采集工作的研究。
随着我国科技水平的提高，地震勘测的技术水平也得到了提升，科学的勘测方法能够有效的预防地震的灾害，对社会的稳定和人民的生命健康安全有着至关重要的作用。
本篇将围绕地震勘测方法的内容和数据采集工作进行分析讨论。
关键词地震灾害地震勘测方法数据采集：P315.6 ：A ：1007-0745（2021）09-0063-02我国自改革开放以来，经济飞速发展，科学技术的水平得到了巨大的进步。
对于地震勘探技术而言，科学技术的进步有利于自身的发展，无论是人工技术的实践、精密仪器的开发以及地震勘测方法的研究，都是地震勘测技术的重要组成部分。
其中地震勘测方法结合了各种不同的先进技术，能够根据不同的地质特征选用不同的地震勘测技术，在一定程度上提高地震勘探的准确度。
地震灾害一直是人们恐惧的突发性灾害，震级越大对人民和社会的危害越大，比如唐山大地震，对唐山人民的生产生活造成了巨大的危害，使唐山笼罩在地震的阴影中，中国发生的多次严重的地震灾害更加坚定了我国对地震勘测方法的研究。
另外地震勘测方法不仅能够提高预测地震的精准度，也能够在矿产勘察、地下水开采、核电站建设等其他领域大展手脚。
数据采集工作是地震勘测工作中重要的一环，能够为地质的勘测提供解释资料的保障。
下面将介绍地震勘测方法的具体内容及重要意义。
1 地震勘测方法的重要内容1.1 地震勘测的资料收集首先要对勘测的地质进行全面的勘察，收集该地质的资料，并实施的监测地质的情况，充分了解地质的结构、底层的硬度及厚度、地下蕴藏的矿产资源等，这些搜集的资料信息能够为地震勘测技术提供勘测方法的选择依据。
在科技不先进的时期，地质资料的收集只能依靠人工技术，在野外进行信息的采集，对地下的情况了解的并不清晰。
(4)地震勘探
x sin(i ) 2h2 cos i t上 v1 v1 ( 2.2.11)
倾斜界面的折射波时距曲线特征为： （1）倾斜界面的折射波时距曲线仍然为一直线， 但它的斜率倒数不等于v2，下倾方向和
上倾方向两支时距曲线的斜率是不等的，
它们的视速度不同，下倾方向的曲线陡， 视速度小，而上倾方向的曲线较缓，视 速度大。
（2）i+<900 时，方可接收到倾斜界
面的折射波时距曲线。见图2.2.6
（3）上倾和下倾接收的视速度分别为
v下
v
* 上
*
v1 sin(i )
v1 sin(i )
4.隐伏层对折射波时距曲线的影响
由图中几何关系可得式中h是图中s点法线深度由234可得界面法线深度h为235可写为hkt关于k值的求取根据斯奈尔定律可将k值表达式写成下列形式由公式237可看出只要求得波速v通常可根据表层的直达波速度来确定因此关键是v的求取为此引出差数时距曲线方程并以x表示dxdtdxdtdx对上式求导可得其中dxdtdxdt因此只要根据238式在相遇时距曲线图上构制x曲线根据斜率的倒数可值之后则可根据236式计算出各点的界面深度h
(4)电火花震源:电火花震源是利用电容中
储存的高压电能通过在水中电极间隙进行 瞬时放电而激发地震波的装臵。这种激发 方式波形的重现性较好，能量大小可以调 节，激发方式灵活、使用安全，适合在江、 河、湖、海等水中和井中使用。
• 此外，还有密尼索西系统的可控震源 (一种振动频率范围和振动持续时间 可以调节控制的震源)，以及用于产 生横波或面波的各种专用震源等
折射波法和反射波法由于两者波的 形成和传播特征的不同，观测系统 的设计也各有异，现将几种常用的 观测系统分别介绍如下
地震资料采集
开发自主产权的设计软件
1.优化采集设计、合理选择采集参数
接收点距：20m； 接收线距：100m； 炮 点 距：40m； 炮 线 距：100m； 最小炮检距：10m； 最大炮检距：785m； CMP网格：10m×10m（指纵波）； 接收排列：6线（每线32个接收点 ，每个接收点均为三分量接收）； 接收道 数： 576 道 （6 线 ×32 道 ×3 分 量）； 激发线数：6条； 块激发点数：96个； 块移动距：320m； 满覆盖次数：18次（纵向6次，横向3 次）
地震资料采集
• 地震勘探第一阶段即野外数据采集阶段的最终 成果，就是地震勘探仪器产生的野外地震记录， 这些野外地震记录是地震勘探的资料处理和资 料解释的原始依据和工作基础。地震勘探仪器 本身性能好坏和使用是否恰当，直接影响地震 记录质量，也就必然影响到后期资料处理和资 料解释工作，最终势必影响地震勘探效果。所 以，地震勘探仪器是地震勘探装备中最基础的 设备，也是最关键最重要的设备。
与采集有关的专业术语
• LVL(低速带)队 • 当使用地面震源时，一个专门的小队 (LVL队)， 用来获得低速带资料以补充 地面震源所得的资料。低速带队采用浅 井和小炸药量工作方法记录折射资料， 从而计算低速带的底界。
与采集有关的专业术语
• 电缆
– 沿测线各处的检波器通过电缆(大线)与记录仪相连接，大线由 工厂生产，可以有半英寸粗，大线内的缆芯对数和检波器组 数一样．有24对芯的，48对芯和更多对芯的。 在交通方便的 地区，大线由装有放线器的卡车投放。卡车沿着测线慢慢行 驶，大线从卡车大线卷上放下来。炮放过后，又由放线器把 大线卷到卡车上。大线也可以绕在线架上。由放线工扛着线 架沿测线收放。 – 电缆按一定间隔抽头，用来连接检波器组。 每组中的检波 器事先用导线连在一‘起。检波器插在地面上，每组检波器 的连结线具有一定长度、以使组内各检波器按预定距离埋放。
地震数据处理的常规处理流程
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地震野外数据采集技术与方法演示文稿
（1）h>0 称为过阻尼，使接收到的信号 减弱，甚至失真，见图3.4-3(b) (2) h<0 称为欠阻尼，见图3.4-3(a)
（3）实际工作中选择之间，一般把h/0 =0.7称最佳阻尼，见图3.4-3(c)
第十二页，共141页。
• 3. 加速度检波器的固有频率很高； • 4．灵敏度是检波器的重要参数； • 以上各参数在检波器出厂时就有标定。 • 5.寄生共振特性是检波器的重要特性，见图
第三十四页，共141页。
• 三、对影响分辨率的几个因素的讨论
无论是垂向分辨率还是横向分辨率，
都是与子波的频率成分、频带宽度和相位
特征等因素有关，子波的波长越短，分辨率
越高，频带越宽，分辨率越高，在频谱相同
的情况下，零相位子波具有较高的分辨率， 这是因为零相位子波，频带较宽，振动延续 时间最短所致。
3. 深层速度大，频率明显降低，同样厚度 的地层在浅层可以分辨，深层可能不能分 辨。
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一、记录长度与时间采样率
1.记录长度的选择必须保证记录到最深目
的层来的反射波, 并留有一定的余量； 2. 记录长度=地震仪的采样点数采样
率（采样间隔），采样点数确定了， 采样率高，测量精度高，但勘探深度 变浅；
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这是组合的相位特性,如果n是奇数,组合后 的相位延迟是组合内中间那个检波器的值, 如果n是偶数,则是中间两个检波器的平均值.
（二）确保足够的空间采样率
即要求在一个波长内至少两次采样，避免陡倾 界面的假频化；
（三）对反射界面进行充分采样
选择道间距应保证第一菲涅尔带内至少有
两道四个CDP点接收，也就是x应小于第一菲 涅尔带的半径。例如：
地震勘探
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GeoPen
地震勘探的基本原理
为了描述地震波还常用以下术语： 周期T和频率f：在振动图形上相邻极大值间的间隔称 为周期T。周期的倒数叫做频率f。 波长λ和波数K：在波剖面上相邻极值间的距离称为波 长λ。波长的倒数为波数K。频率、周期、波长及波的传播 速度V之间的关系为： T =1 / f V＝λ / T 振幅A：在振动图形上极值的大小称为振幅，它表示质 点离开它的平衡位置的最大位移。振动的能量与振幅的平 方成正比，振幅越大，表示波的能量越强。 初至时间：在振动图形上质点刚开始振动的时间。 等时面：在地震波传播过程中，将地震波到达时间相 等的各点连接起来，构成一个面，称之为等时面。
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地震勘探的基本原理
波前面---等时面 波射线
波射线
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地震勘探的基本原理
二、介质吸收 前面的讨论是假定波的能量在传播过程中不转变为其 他形式，实际地层并不是完全弹性和均匀的，因此振动质 点间会产生摩擦而使波的能量转变为热能，这一过程称为 介质吸收。介质的弹性性质愈明显则能量损失就愈小．胶 结好的颗粒致密的地层比质地疏松未固结的地层吸收要弱、 因而地表低速带对能量吸收较大。 地震勘探中，用品质因子和吸收系统来表示地层对地 震波的吸收。其中吸收因子是描述波传播一个波长的距离， 能工程地震勘探中，除震源四周附近的岩性由于受到 震源作用（如爆炸、锤击等）而遭到破坏，远离震源的介 质，由于所受的作用力都非常小，且作用时间短，因此地 震勘探中，绝大多数岩土体都可以视为理想的弹性体来研 究，既然岩土体可作为弹性体来讨论，那么弹性力学中的 许多基本理论可以顺利地引用到工程物探中来。
地震预报事业单位的现场监测与数据采集
地震预报事业单位的现场监测与数据采集地震是自然界的一种常见现象，对人们的生活和财产造成了巨大的损失。
为了更好地预测和监测地震，地震预报事业单位扮演着重要的角色。
在地震预报事业单位中，现场监测与数据采集是至关重要的环节。
本文将介绍地震预报事业单位现场监测与数据采集的重要性，并探讨一些主要的方法和技术。
一、现场监测的重要性地震预报事业单位通过现场监测可以实时了解地震活动的情况，从而更好地评估地震风险和可能产生的破坏。
现场监测可以提供地震发生时的各种参数，包括震级、震中位置、震源深度等，这些参数对于灾后救援和灾害评估具有重要意义。
同时，现场监测还可以帮助地震预报事业单位进行长期的地震活动统计分析，为地震预测和风险评估提供支持。
二、数据采集的方法地震预报事业单位采用各种方法进行数据采集，以获取地震相关参数和信息。
以下是一些常用的数据采集方法。
1.地震仪器监测地震仪器是现场监测和数据采集的重要工具。
地震仪器通过测量地震波的传播和振动，可以获取地震活动的信息。
常见的地震仪器包括地震仪、加速度计、地磁仪等。
地震预报事业单位会在地震活跃地区部署这些仪器，进行长期的监测和数据采集。
2.人工观测和报告除了地震仪器监测，地震预报事业单位还会进行人工观测和报告。
经过专业训练的观测人员会定期进行地震活动的观测，包括量级、震时、震源位置等信息。
观测人员会及时报告观测结果，提供给地震预报事业单位进行数据采集和分析。
3.地质调查和研究地质调查和研究是获取地震数据的重要途径之一。
地震预报事业单位会派遣地质专家前往地震活跃地区进行实地考察和研究。
地质调查可以获取地震活动的历史记录和地质构造的特征，为地震预测和风险评估提供参考依据。
三、数据采集的挑战和技术创新在现场监测和数据采集过程中，地震预报事业单位面临着一些挑战。
例如，地震仪器的布设和维护需要大量的人力和物力投入。
此外，地震活动的复杂性也增加了数据采集的难度。
为了应对这些挑战，地震预报事业单位不断进行技术创新。
地震仪器知识
地震仪器知识第一节地震仪器发展简介第二节地震数据采集系统原理介绍第三节目前常用地震仪器简介第四节可控震源与气枪第五节地震仪器日、月、年检记录第六节电缆检波器地面站管理规定第四章地震仪器知识第一节地震仪器发展简介地震勘探就是用人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质情况，为寻找油、气田或实现其它勘探目的服务的一种物探方法。
与其它物探方法相比，地震勘探具有精度高、分辨率高、勘探深度大等优点，因此，已成为石油勘探中一种最有效的勘探方法。
地震勘探工作基本包括激发地震波、接收记录地震波和处理解释地震资料三个方面。
每一项工作都需要使用特定的设备，才能完成预期的任务。
地震勘探仪器就是为了接收和记录地震波专门设计的一种集精密传感器技术、近代电子技术和计算机技术为一体的组合装置。
最早的地震仪器是1914年Mintrop的机械式地震仪器。
近半个世纪以来，随着电子技术、计算机技术、通讯技术和地震勘探技术的迅速发展，石油地震勘探仪器也在不断地发展、完善和提高。
从地震仪器的记录内容和方式来看，大致分为四代：一、第一代：模拟光点记录仪㈠发展时间：30年代到50年代，经历了30多年。
我国从50年代初到60年代末，应用光点记录地震仪，简称51型地震仪。
㈡主要特点：1.地震记录为模拟波形光点感光照相记录。
2.采用电子管电路。
㈢存在问题：1.此种记录不能作回放处理，故不可作多次覆盖地震勘探。
在现场进行生产时，接收记录前必须选好激发和接收因素，否则无法补救。
2.地震资料的处理只能用手工进行，工作效率低，质量难有保证。
3.记录仪器动态范围小，一般只有20dB左右。
4.地震仪器记录频带窄，一般为30Hz左右。
使大量有效波丢失。
5.地震道数少，一般只有26道，只能进行二维地震勘探。
6.只适用于地震地质条件简单的地区工作，在复杂地区不能获得好的地震资料。
二、第二代：模拟磁带记录地震仪㈠发展时间：从50年代初到60年代末，经历了约十几年的时间。
地震野外数据采集技术与方法 ppt课件
4. 当地层厚度 h>/4 时，才能由波形 特征分辨夹层顶、底界面的存在；
5. 当地层厚度 h</4 时,称为薄层， 不能由波形特征分辨夹层顶、低界面的 存在；
6. 在地层厚度 h=/4 时，出现相 对振幅的极大值，这种现象称为薄 层的调谐效应。
此时的地层厚度称调谐厚度，利用 调谐效应可以分辨四分之一波长的 波层的厚度。见图3.5-2
CDJ高灵敏度系列检波器
1．由于检波器接收到的信号很微弱，需将 信号送至前置放大器进行放大；
2．放大器对来自浅、中、深层的反射信号 自动调节放大倍数；
3．地震仪中的瞬时浮点增益放大器以二进 制增益控制方式为基础，以6分贝为阶跃台 阶,即以2的整数次幂跳变。
三、记录系统
地震数据经模数转换为数字形式，记录在 磁盘上。
• 一、检波器
• 1. 是将地震波返回到地表时所引起的地面 振动转换成电信号的一种装置；
• 2. 有动圈电磁式（用于陆地工作）和压电 式（用于海洋和沼泽地）
• （一） 动圈式地震检波器工作原理
• 1. 当线圈在磁板间隙内运动时，线圈切割 磁力线，在线圈内产生感应电动势；
2. 电动势的大小与与切割磁力线的速度成 正比，故又叫速度检波器；见图3.4-1
检波器的特性及参数
3. 该结构对于水平方向的运动，线圈与磁铁 之间没有相对运动，因此没有输出。
(二）检波器的特性及参数 1．检波器具有自己的固有频率，固有频率
高，可以消除低频噪声 2. 阻尼系数h是检波器的另一特性指标，设
检波器的固有频率为0
图3.4-1 动圈式检波结构草图
（1）h>0 称为过阻尼，使接收到的信号 减弱，甚至失真，见图3.4-3(b)
(2) h<0 称为欠阻尼，见图3.4-3(a)
地震流动观测数据的采集与传输技术研究
地震流动观测数据的采集与传输技术研究地震是地球内部的一种自然现象，对人类社会和生态环境造成了巨大的影响。
了解地震活动的规律和趋势对于减轻地震灾害、保护人民的生命财产具有重要意义。
地震流动观测数据的采集与传输技术研究是地震研究的重要组成部分，通过对地震流动观测数据的有效采集和快速传输，可以及时准确地了解地震活动的情况，为预测地震、减轻灾害提供科学依据。
本文将从地震流动观测数据采集和传输技术的背景、数据采集方法、数据传输技术三个方面进行探讨。
一、地震流动观测数据采集技术地震流动观测数据的采集技术是地震研究的基础，其关键在于准确有效地采集地震数据。
地震流动观测数据包括地震震级、震源深度、震中位置等信息，通过对这些数据的采集和分析，可以了解地震活动的规律和趋势，为地震预测和灾害减轻提供科学依据。
目前，常用的地震流动观测数据的采集技术主要包括以下几种方法：1.地震台网观测技术地震台网观测是最常见的地震流动观测数据采集方法之一。
通过在地震活跃地区布设一系列地震台站，利用地面仪器和设备记录地震的振动信号，并将这些信号传输到地震台网中心进行处理和分析。
地震台网观测技术通过多个观测点的联合观测，可以提高地震活动数据的可靠性和精度。
2.移动观测技术移动观测技术是一种灵活的地震流动观测数据采集方法。
通过在车辆或船只上安装地震仪器和设备，实时记录地震的振动信号，并将数据传输到数据中心进行处理和分析。
移动观测技术可以快速部署和撤离观测点，适用于地震频繁发生的地区和复杂地形的环境。
3.遥感观测技术遥感观测技术是一种无接触式的地震流动观测数据采集方法。
通过卫星和航空遥感技术，可以获取地震活动区域的地表形态、地貌和其他相关信息。
遥感观测技术可以覆盖大范围的地震活动区域，获取大量的地震流动观测数据，为地震研究提供了宝贵的资源。
二、地震流动观测数据传输技术地震流动观测数据的传输技术是确保地震数据能够准确、及时地传输到数据中心进行处理和分析的关键环节。
地震应急监测点选址数据采集技术规范
地震应急监测点选址数据采集技术规范1范围本规范规定了在震中区应急监测选址时采集数据的基本要求，包括数据种类、数据类型、格式、字段定义和表达方式，以及存储及应用技术要求。
本规范适用于3级以上地震发生后应急监测点数据的采集。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T18207.1—2008防震减灾术语第1部分：基本术语GBZT18207.2—2005防震减灾术语第2部分：专业术语GB/T17798—2007地理空间数据交换格式GB17740—1999 地震震级的规定DBZT58地震名称确定规则3术语和定义GB/T18207.1—2008›GB/T18207.2—2005sGB/T17798—2007界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
为了便于使用，以下重复列出了GB/T18207.1—2008、GBfr18207.2—2005、GB/T17798—2007中的某些术语和定义。
3.1矢量数据vectordata由几何元素所表示的数据。
[GB/T17798—2007,定义3.34]3.2地震earthquake大地震动。
包括天然地震（构造地震、火山地震）、诱发地震（矿山采掘活动、水库蓄水等引发的地震）和人工地震（爆破、核爆炸、物体坠落等产生的地震）。
一般指天然地震中的构造地震。
[GB/T18207.1—2008,定义3.1]3.3地震应急EarthquakeEmergency破坏性地震发生前所做的各种应急准备以及地震发生后采取的紧急抢险救灾行动。
[GB/T18207.1—2008,定义6.1]3.4测震台（站）seismographstation布设固定观测的地震仪，用于连续观测地面运动的地震台。
3.5基岩bedrock底岩上面最主要的牢固固结的地质层，它的力学性能不同于覆盖层，而且是匀质的。
地震预警数据采集设计流程
·地震预警数据采集设计流程·下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!·并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!·Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can becustomized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!·In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays,diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!序号流程阶段具体内容1 需求分析明确地震预警数据的类型、精度、实时性等要求2 传感器选择根据需求选择合适的地震传感器，如加速度计等3 安装部署确定传感器安装位置和方式，确保有效监测4 数据传输设置建立稳定的数据传输通道，如无线或有线传输5 数据接收与存储搭建数据接收平台，设计合理的数据存储机制6 数据预处理对采集到的数据进行初步清理、校准等处理7 实时监测模块开发实时监测和数据显示界面8 异常检测算法设计用于判断地震异常情况的算法9 预警触发机制确定预警触发的条件和方式10 测试与优化对整个系统进行测试，不断优化性能以下是一个地震预警数据采集设计流程示例：以下是一些关于地震预警数据采集的资料推荐：·**中国地震台网中心**：该中心发布了各种地震观测数据，包括测震数据、强震动观测数据等。
地震测防管理事业单位的数据采集与处理技术
地震测防管理事业单位的数据采集与处理技术地震测防是一项重要的事业，它涉及到对地壳运动和地震活动的监测与预警。
为了更好地开展地震测防工作，管理事业单位必须具备高效可靠的数据采集与处理技术。
本文将介绍地震测防管理事业单位常用的数据采集与处理技术。
一、数据采集技术1. 仪器设备地震测防管理事业单位在数据采集过程中需要使用各种仪器设备。
例如，测震仪是一种用于测量地震波形信号的仪器，它可以记录地震波在不同位置上的振动情况。
另外，还有测震台网、陀螺仪、剖面测震仪等专业仪器设备，这些设备的性能和准确度对于数据采集至关重要。
2. 传感器传感器是数据采集的重要组成部分，它可以转换各种物理量如振动、压力、温度等为电信号。
在地震测防管理事业单位中，常用的传感器有加速度传感器、位移传感器、压力传感器等。
这些传感器能够实时采集地震活动的数据，并将其转化为计算机可读的电信号。
3. 数据链路数据链路是指连接传感器与数据采集设备的通信通道。
常见的数据链路技术有有线和无线两种。
有线数据链路通常通过数据线连接传感器和数据采集设备，传输速度快且稳定。
而无线数据链路通过无线电波传输数据，安装方便、灵活性高。
管理事业单位需要根据具体需求选择合适的数据链路技术。
二、数据处理技术1. 数据存储与管理数据处理的第一步是数据的存储与管理。
管理事业单位需要建立完善的数据中心，存储和管理来自各个监测点的数据。
传感器采集到的数据可以通过传输设备直接存储在数据中心的服务器中，同时需要制定相应的数据管理策略，包括数据备份、索引、清理等。
2. 数据质量控制在数据处理过程中，数据的质量是至关重要的。
管理事业单位需要针对数据采集环境、传感器性能、数据传输等因素，建立科学合理的数据质量控制方法。
例如，使用滤波算法和降噪技术处理采集到的数据，去除干扰和杂波信号，提高数据的准确性和可信度。
3. 数据分析与预警数据处理的最终目的是提供准确的地震监测数据和预警信息。
管理事业单位需要对采集到的数据进行分析，根据相关算法和模型，提取出有用的信息和特征。
传感器检测地震课程设计
传感器检测地震课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解地震的基本概念，掌握地震波的分类和传播特点。
2. 学生能够了解传感器的原理，掌握传感器在地震检测中的应用。
3. 学生能够运用数学和物理知识分析地震数据，理解地震监测的原理。
技能目标：1. 学生能够运用传感器收集地震数据，并对其进行初步分析。
2. 学生能够通过实验操作，掌握使用传感器检测地震的基本技能。
3. 学生能够运用所学知识设计简单的地震监测方案，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习地震检测知识，增强对自然灾害的防范意识，培养关爱生命的价值观。
2. 学生在学习过程中，培养合作精神，提高团队协作能力。
3. 学生通过了解地震检测技术的发展，增强对科学技术的兴趣，激发创新精神。
课程性质：本课程为自然科学领域的探究性课程，结合物理、数学和地理等学科知识。
学生特点：六年级学生具备一定的科学知识基础，对新鲜事物充满好奇，具备初步的实验操作能力。
教学要求：教师需引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和科学思维，将理论知识与实际应用相结合，提高学生的综合素养。
通过本课程的学习，使学生在掌握地震检测相关知识的基础上，提升自我保护意识，为未来社会发展做出贡献。
二、教学内容1. 地震基础知识：地震的定义、成因、震源、震中、地震波（P波、S波）的分类及传播特点。
- 教材章节：地理课本第五章第三节《地震与火山》2. 传感器原理与应用：传感器的定义、分类、工作原理，以及在地震检测中的重要作用。
- 教材章节：科学课本第八章第二节《传感器及其应用》3. 地震数据采集与分析：学习使用传感器收集地震数据，运用数学和物理知识进行数据分析。
- 教材章节：数学课本第四章《数据处理》；物理课本第七章第三节《波动与振动》4. 实践操作：动手操作传感器，进行地震模拟实验，设计简单的地震监测方案。
- 教材章节：科学课本实践活动《地震监测实验》教学内容安排与进度：第一课时：地震基础知识学习，了解地震波传播特点。
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则我们称这两个颠率之间为m0个倍频程。倍频程的英文缩写为oct
对数幅额特性曲线：(地震仪产品说明书上) 横坐标表示频率，也采用对数刻度，即以倍频程为刻度。那么用这样的坐标表示的波 器的幅频特性，则称为对数幅频特性。
在通频带之外幅颠特性曲线的下降速率称为陡度
将(4－28)式代入上式，可的陡度为一恒定常数。（） 2、切比雪夫滤波器的阻带特性也是单调下降的。切比雪夫型n价低通(或高通)滤 波器的陡也为6ndB／倍频程，但切比雪夫滤波器在阻带内的衰减量比相同阶数 的巴持沃斯滤波器要高约6(n－1)倍。
4.滤波参数
• 图4-10中所给出的Ac、As、fc、fs四个参数是设计滤波器时必须知道的几项技术指标，只要知 道了这些指标和选用的滤被器类型，就可用查表或套公式的办法计算出满足这些指标的滤波 器的各个元件值。 一般，高低通滤波器的截止频率和陡度两个参数． 而且截止频率通常规定为幅颠特性曲线下降至最大值的－3dB处频率。 截止频率被认为是通领带的边界频率。若两个频率f1和f2满足以下关系； • • •
•
根据不同的逼近准则可以得到不同的幅频待性．从而形成不同类型的滤波器。
A 巴特沃斯滤波器，其特点是在通带 和阻带内幅频持性都没有起伏变化
B 切比雪夫滤波器，其特点是幅频特性 在通领带内里等波纹起伏，而在阻带内 则呈单调下降
C 反切比雪夫滤波器，其特点是幅频 特性在阻带内呈等波纹起伏，而在通带内 则没有起伏变化。 D 考尔滤波器，其特点是通带和阻带 内幅频特性都呈等波纹起伏变化。
•
•
三、采集滤波器参数设计和选择
• 1、陷波
为了防止弱信号因面波和交流电干扰过强而记不下来采集系统中就必须设置高通 滤波器和50Hz陷波器。
2、高通滤波器
• 设置高通滤波器的目的主要是为了抑制低频面波干扰 低频面波干扰太强的危害包括两方面： 1、是由于浮点放大器的弊端 2、由于采集系统存在一定的非线性，使得幅度强的低频面波进入采集系统 后产生很多谐波干扰。 高通滤波器的截频和陡度应提出什么样的技术要求？
1 . 高共摸抑制比
前放的两个输入端的电压包括两部分：一部分是检波器送来的地震信号电压，此信 号电压绍由两根连线加至前放的两个输入端之间，故称为差模信号电压。
（很小 很微弱。）
另一部分是干扰电压。天地间，工业，环境
这些干扰电压以两种方式存在； 一种方式是同时存在于两根连线之间，称为差模干扰； 另一种方式是同时存在于两根连线与地之间，称为共模干扰。
1．滤波器的传输函数
2 .逼近方式
•
• • • • • • • 幅频特性呈矩形的理想滤波器是不能用一个实际网络来实现的． 用一个实际的滤波特性来遇近它。 主要指标 通频带内最大衰减Ac 阻带内的最小衰减As， 截止频率fc 滤波陡度(或通带与阻带之间过渡区的大小) 等来表示实际特性与理想特性的通近程度。
3.大线滤波器输入电路
图4—8为DFS-V、SDZ-120、WAVE-II、SK-3等地震仪前放电路框图。 图中共模滤波器用于滤除共模干扰VNC，差模滤波器用于滤除差模干扰 VND．差动放大器用于提供高共模抑制比CMRR和前放增益K1
三、地震仪动态范围的计算
•
地震仪允许输入的幅度范围称为地震仪的动态范围LI， 通常用其最大允许输入幅度VIMAX与最小允许插入幅 度VIMIN之比的分贝数表示：
则我们称这两个频率之间为m0个倍频程。倍频程的英文缩写为oct
对数幅额特性曲线：(地震仪产品说明书上) 横坐标表示频率，也采用对数刻度，即以倍频程为刻度。那么用这样的坐标表示的波 器的幅频特性，则称为对数幅频特性。
在通频带之外幅颠特性曲线的下降速率称为陡度
将(4－28)式代入上式，可计算得n阶巴特沃斯滤波器陡度为6ndB／倍频程。 1、可见，巴特沃斯滤波器的陡度为一恒定常数。（） 2、切比雪夫滤波器的阻带特性也是单调下降的。切比雪夫型n价低通(或高通)滤 波器的陡也为6ndB／倍频程，但切比雪夫滤波器在阻带内的衰减量比相同阶数 的巴持沃斯滤波器要高约6(n－1)倍。
对前放的最基本要求一 :
2．低噪音放大
• 由于电路内部有这样或那样的噪声源存在，使得电路在没有信号输 入时，输出端仍输出一定幅度的被动电压，这就是电路的输出噪声。
• 总噪音
如果不设置前置放大器的话，虽然可减小输出躁声，但等效输入噪声则变为：
要求二：
• • 前放的增益K1必须大于1，即具有放大能力，而且它的输入噪声必须低 于后级的输入噪声，也就是说它必是低噪声放大器。（--大小） 同样用比较的方法还可证明低噪声放大器必须前置即设置在采集电路前 端才能降低输入噪声。 （位置） 设置低噪声前置放大器后虽然会增大总的输出噪声，但却降低了总的等 效输入噪声，增强了仪器接收弱信号的能力。 （结果） 考虑到在不同情况下，地层信号强弱不同，低噪声前置放大器的增益还 应该分几档以供选择。
INA128实际电路
INA128
2．变压器输入单端放大器
图4－7为SN338、SN348、SN368等型号 地震仪的前放电路，由一个变压比为1:N的 升压变压器和一个单端输入单端输出的同相 比例运算放大器构成。检波器的两根输出线 分别连在变压器初级绕组的两端。由于变压 据次级电压只与初级两端电位之差成正比， 而初级两端存在的共模电压几乎不能在变压 器次级形成干扰。因此变压器的共模抑制比 非常大。该电路的差模增益为：
1、最小允许输人幅度
• 当检波器送来的地震信号比采集系统的等效输入噪声还低时，那 么，这个地震信号就势必被采集系统内部吸声所淹没。 • 因此通常把采集系统的等效输入噪声定为地震仪的最小允许输 • 入幅度．即 VIMIN＝VIN
由以上计算可见，采集系统前放增益K1越高，等效输入噪声越小， 地震仪接收深层弱信号的能力就越强。
4.滤波参数
• 图4-10中所给出的Ac、As、fc、fs四个参数是设计滤波器时必须知道的几项技术指标，只要知 道了这些指标和选用的滤被器类型，就可用查表或套公式的办法计算出满足这些指标的滤波 器的各个元件值。 一般，高低通滤波器的截止频率和陡度两个参数． 而且截止频率通常规定为幅颠特性曲线下降至最大值的－3dB处频率。 截止频率被认为是通领带的边界频率。若两个频率f1和f2满足以下关系； • • •
3、可见考尔滤波器的阻带持性呈现起伏，其陡度不是一个恒定常数，因此其阻 带特性应该用它的极点数(阶数)和零点数来描述。
二、采集系统对滤波器的要求
• • • • • 1、采集系统输入电压的频谱分折 采集系统输入电压包含三部分： 差模信号电压VSd、差模干扰电压VNd、共模干扰电压VNC。 其中共模干扰电压基本上被前放电路抑制掉了。 前放后面的滤波器主要用来抑制差模干扰电压 VNd
为了提高地震记录的信噪比，就应尽可能选用较高的前放增益 为了提高地震记录的信噪比和保真度，我们应该在不使模 数转换器溢出的前提下尽可能选用高的前放增益。
第三节 滤波器
• 滤波器定义：通常意义下，滤波器是指一种能允许一些频率的信号通
过而阻止另一些频率的信号通过的装置。 • • 根据滤波器的频率选择特性， 常见的滤波器可以分为低通(高切)滤波器、高通(低切）滤波器、带通滤被器和带 阻滤波器。
有效波与干扰波的频谱
二、对采集滤波器和回放滤波器的不同要求
•
• • •
我们把地震仪采集系统中的波滤器（称做采集滤波器） 监视系统中的滤波器（称做回放滤波器） 二者电路结构虽然相同或相近，但设计要求却是不一样的。 对回放滤波器的要求是：低截频和高强频都要多分几档，以便仪器操作 员根据回放需要随意选择并根据回放效果灵活改变。 采集滤波器滤掉了的话，在磁带记录上也就不复存在，今后资料处理时 也不可能被恢复。
3、可见考尔滤波器的阻带持性呈现起伏，其陡度不是一个恒定常数，因此其阻 带特性应该用它的极点数(阶数)和零点数来描述。
二、采集系统对滤波器的要求
• • • • • 1、采集系统输入电压的频谱分折 采集系统输入电压包含三部分： 差模信号电压VSd、差模干扰电压VNd、共模干扰电压VNC。 其中共模干扰电压基本上被前放电路抑制掉了。 前放后面的滤波器主要用来抑制差模干扰电压 VNd
• 后三种滤波器的频率响应的特点是通带 或阻带内等波纹起伏的峰点数和谷点数 总和等于滤波器的阶数。
3.实现方式
•
实际的滤被器实现有两种方式；
一种是采用数字运算的方式，通过数字电子计算机来实现，称为数字滤波， 另一种是用模拟电路对连续电信号进行滤波，称为电滤波。
在地震仪的采集系统和监视系统中，频率滤波是采用电滤波， 而在地震资料的数字处理阶段，频率滤波则采用数字滤波。
•
根据不同的逼近准则可以得到不同的幅频待性．从而形成不同类型的滤波器。
A 巴特沃斯滤波器，其特点是在通带 和阻带内幅频持性都没有起伏变化
B 切比雪夫滤波器，其特点是幅频特性 在通领带内里等波纹起伏，而在阻带内 则呈单调下降
C 反切比雪夫滤波器，其特点是幅频 特性在阻带内呈等波纹起伏，而在通带内 则没有起伏变化。 D 考尔滤波器，其特点是通带和阻带 内幅频特性都呈等波纹起伏变化。
• 后三种滤波器的频率响应的特点是通带 或阻带内等波纹起伏的峰点数和谷点数 总和等于滤波器的阶数。
3.实现方式
•
实际的滤被器实现有两种方式；
一种是采用数字运算的方式，通过数字电子计算机来实现，称为数字滤波， 另一种是用模拟电路对连续电信号进行滤波，称为电滤波。
在地震仪的采集系统和监视系统中，频率滤波是采用电滤波， 而在地震资料的数字处理阶段，频率滤波则采用数字滤波。
高通滤波器对面波的压制效果
3、低通滤波器
• 采集电路中设置低通滤器的目的是为了让所需要记录的地震信号 频率全部通过而且不受采样产生的假藏干扰。 • 低通滤波器又称为去假频滤波器。
假频现象
•
截频和陡度应满足的技术要求
1、在采样周期不变即不增加数据采集和处理工作量的情况下，选取较小