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基于小波包和峰度赤池信息量准则的P波震相自动识别方法

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地震学报 2016年第1期38卷 71-85,157页

作者：田优平赵爱华湖南省地震局中国长沙410004 中国地震局地球物理研究所中国北京100081

基于小波包变换和峰度赤池信息量准则(AIC),提出了一种新的自动识别P波震相的综合方法,即小波包-峰度AIC方法.首先对由加权长短时窗平均比(STA/LTA)法粗略确定的P波到时前后3s的记录进行小波包三尺度的分解与重构,分别计算每个尺度重构... 详细信息

基于小波包变换和峰度赤池信息量准则(AIC),提出了一种新的自动识别P波震相的综合方法,即小波包-峰度AIC方法.首先对由加权长短时窗平均比(STA/LTA)法粗略确定的P波到时前后3s的记录进行小波包三尺度的分解与重构,分别计算每个尺度重构信号的峰度AIC曲线并将其叠加,叠加曲线的最小值则为P波震相到时;然后对原始地震记录进行有限冲激响应自适应滤波以提高信噪比和识别精度;最后将小波包-峰度AIC方法应用到合成理论地震图及实际地震记录的P波初至自动识别中.结果表明:初至清晰度对识别精度的影响比信噪比对其影响更大;与单独使用加权STA/LTA方法和峰度AIC法相比,小波包-峰度AIC法具有更强的抗噪能力,识别精度更高;当初至清晰时,小波包-峰度AIC法自动识别与人工识别的P波到时平均绝对差值为(0.077±0.075)s.

关键词： P波震相有限冲激响应(FIR)数字滤波震相自动识别小波包-峰度AIC方法

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近震P波震相自动识别方法研究

近震P波震相自动识别方法研究

作者：田优平中国地震局地球物理研究所

学位级别：硕士

地震震相的检测和识别是地震学研究中的重要课题,它是地震定位、地震预警及地球深部结构等研究的基础。地震震相的自动识别可大大提高地震速报和地震预警的速度,为震后应急救援赢得宝贵时间。总结了目前较常用的震相自动识别方法,对比... 详细信息

地震震相的检测和识别是地震学研究中的重要课题,它是地震定位、地震预警及地球深部结构等研究的基础。地震震相的自动识别可大大提高地震速报和地震预警的速度,为震后应急救援赢得宝贵时间。总结了目前较常用的震相自动识别方法,对比分析了三大类方法即单特征法(包括能量分析、偏振分析、高阶统计量、分形分维、赤池信息量和频谱分析等)、多特征法(包括全波震相分析、相关法及人工神经网络等)和综合分析方法的优缺点,并指出了震相自动识别的发展方向。在前人研究的基础上,提出了一种震相自动识别新方法,即小波包-峰度AIC(Akaike Information Criteria,赤池信息准则)方法。该方法由三部分组成：(1)利用加权STA/LTA (short term average/long term average,长短时窗平均比)方法自动检测出有效的地震事件并拾取P波初至的粗略到时;(2)对粗略拾取的到时前后各推3秒的时间窗内的信号进行小波包三尺度分解重构;(3)分别计算三个尺度重构信号的峰度AIC曲线并进行叠加,将叠加的AIC曲线的最小值作为最终拾取到的精细P波初至到时。为检验新方法效果,将其应用于模拟事件的理论地震记录,模拟事件参照云南地区实际震例设计。对理论地震记录加入不同信噪比的高斯白噪声和实际地震噪声,以由射线追踪技术得到的到时为标准,对比了加权STA/LTA法、峰度AIC法和本文方法识别P波的效果。结果表明本文方法具有更强的抗噪能力,P波识别的精度更高。以云南地区722个近震垂直向记录为例,考察了滤波方法、信噪比及初至清晰度对震相识别精度的影响。结果表明：FIR最佳频带滤波方法在提高信噪比及P波识别的精度上优势更突出;相对信噪比的影响,P波识别的精度受初至清晰度的影响更大。以人工拾取的震相到时为标准,与加权STA/LTA、峰度AIC两种方法相比,本文方法效果更好。对比了人工与自动拾取的P波走时曲线,进一步验证了本文方法的可靠性。

关键词：近震 P波震相震相自动识别 FIR滤波小波包-峰度AIC方法云南地区

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湖南省地震灾害风险评估研究

灾害学 2024年

作者：邵磊胡刚田优平旷嘉琦湖南省地震局湖南省震灾风险防治中心中国地震局地球物理研究所

基于最新的地震潜在震源划分成果，该研究对湖南省在不同超越概率水平下的地震危险性进行了分析，并将其作为地震灾害风险评估的关键地震作用输入。通过对湖南省各地区典型建筑典型房屋建筑物进行抽样调查，修正了区域建筑物群体的易损... 详细信息

基于最新的地震潜在震源划分成果，该研究对湖南省在不同超越概率水平下的地震危险性进行了分析，并将其作为地震灾害风险评估的关键地震作用输入。通过对湖南省各地区典型建筑典型房屋建筑物进行抽样调查，修正了区域建筑物群体的易损性，结合房屋、人口和GDP等关键承灾体数据，对全省地震灾害风险可能引发的人员死亡和直接经济损失进行了初步评估。结果表明，除常德等局部地区外，湖南省整体地震危险性相对较低。然而，由于建筑物的抗震能力普遍不足，地震可能带来的人员伤亡和经济损失仍需引起关注。特别是在基本设防烈度下，某些局部地区的人员死亡和经济损失尤为严重，呈现出“中等地震引发重大灾害”的不利局面。

关键词：地震危险性分析地震灾害风险抽样调查抗震能力

基于CF-BPNN耦合模型的益湛铁路沿线滑坡危险性评价

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地质科学 2024年第5期59卷 1470-1486页

作者：唐学武刘耕邵磊姚灯陈东旭田优平湖南省地震局湖南省震灾风险防治中心长沙410000

滑坡是一种比较常见的地质灾害,极易造成严重的人员伤亡和财产损失,特别是铁路沿线发育的一系列滑坡给生命线工程带来了极大的风险隐患。本文以益湛铁路益阳至娄底段沿线为研究对象,基于第一次自然灾害风险普查的地质灾害结果和野外地... 详细信息

滑坡是一种比较常见的地质灾害,极易造成严重的人员伤亡和财产损失,特别是铁路沿线发育的一系列滑坡给生命线工程带来了极大的风险隐患。本文以益湛铁路益阳至娄底段沿线为研究对象,基于第一次自然灾害风险普查的地质灾害结果和野外地质调查数据,从地形地貌、区域地质、水文地质、人类活动等4个方面,提取16类地质环境因子构建滑坡危险性评价体系,引入确定性系数模型(CF)对传统的BP神经网络模型(BPNN)进行改进,开展滑坡危险性评价,以增强BPNN模型的性能,提高预测的准确率。在此基础上总结研究区的滑坡分布规律特征,其中高程、岩性、道路对研究区的滑坡分布具有重要影响。最后通过ROC曲线将改进的耦合模型与单一的CF模型和BPNN模型进行对比分析。结果表明,CF-BPNN模型的AUC值为0.849,CF模型的AUC值为0.754,BPNN模型的AUC值为0.837,这表明改进的耦合模型较单一模型效果更佳,预测结果准确率更高。研究结果可为近场生命线工程的滑坡风险分析提供信息支撑。

关键词：滑坡确定性系数 BP神经网络危险性

基于ArcGIS和SketchUp建模产出地震应急三维专题图

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科学技术与工程 2019年第19期19卷 12-17页

作者：康承旭唐红亮田优平湖南省地震局

当破坏性地震发生后,地震应急人员需要在第一时间得到震中位置的详细地理信息,包括震中所在位置、震区行政区划、交通、人口、经济、地形、活动断裂分布、历史地震等。传统方式是以调取地震应急基础数据库内数据并制作专题地图(二维平面... 详细信息

当破坏性地震发生后,地震应急人员需要在第一时间得到震中位置的详细地理信息,包括震中所在位置、震区行政区划、交通、人口、经济、地形、活动断裂分布、历史地震等。传统方式是以调取地震应急基础数据库内数据并制作专题地图(二维平面图)的形式展示出来,但其无法描述和表达地面的高程和地物的高度。基于此,应急救援决策人员对震中位置的空间认知受限,影响决策者对实地信息的判断,进而影响地震应急救援工作的效率。以SketchUp建模软件制作表达地震应急专题的三维符号入手,结合开源免费软件抓取的遥感影像数据,利用ArcGIS软件产出地震应急三维专题图,实现了地震应急专题信息在二维介质上的三维立体展示,从而为地震应急救援决策者提供更加逼真、更加准确的地图服务。

关键词：地震应急 ArcGIS SketchUp建模遥感影像三维专题图

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三河—平谷地震区地球物理特征研究

地球物理学进展 2014年第4期29卷 1563-1572页

作者：田优平余达远万永革支玲高尔根中国地震局地球物理研究所北京100081 华宁县防震减灾局华宁652899 防灾科技学院三河065201 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249

本文通过收集整理三河—平谷地震区的地震目录、GPS测量和周边台站的地电、地磁、地下水、水温及钻孔形变观测资料,绘制了相应的图件,对该区的地球物理特征进行了研究.结果表明,区内夏垫—三河附近小震活动频繁,震源深度较浅,地震活动... 详细信息

本文通过收集整理三河—平谷地震区的地震目录、GPS测量和周边台站的地电、地磁、地下水、水温及钻孔形变观测资料,绘制了相应的图件,对该区的地球物理特征进行了研究.结果表明,区内夏垫—三河附近小震活动频繁,震源深度较浅,地震活动明显受断裂构造控制;周边台站的电、磁、水、温和形变在地震发生前后大部分有前兆异常现象,且特征各异,其特征和异常与三河—平谷地震区的构造运动及该区的地震活动有着密切关系,这些地球物理场特征可为今后的台站观测提供基础,将各方面的特征综合考虑,会对地震前兆信息的观测和识别具有一定的意义,进而为该区的地质构造运动特征、地震监测预测和防灾减灾工作提供地质和地球物理方面的依据.

关键词：三河—平谷地震区时间扫描 GPS测量地球物理特征

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滇中地区区域应力场研究

云南大学学报（自然科学版） 2017年第S2期39卷 269-275页

作者：余达远田优平毕青续外芬万永革玉溪市防震减灾局云南玉溪653100 湖南省地震局湖南长沙410000 防灾科技学院河北三河065201

选取了滇中地区13个云南区域数字地震台站的地震记录,截取了3.0级以上地震事件原始波形数据175个,读取了424条清晰的P波初动.采用格点尝试法求解该区域的综合震源机制解,得到研究区的应力场.结果表明:该区域P轴方位为334",倾角为1",T轴... 详细信息

选取了滇中地区13个云南区域数字地震台站的地震记录,截取了3.0级以上地震事件原始波形数据175个,读取了424条清晰的P波初动.采用格点尝试法求解该区域的综合震源机制解,得到研究区的应力场.结果表明:该区域P轴方位为334",倾角为1",T轴方位为244",倾角为3",说明该区主压应力优势方向为北北西—南南东向,张应力优势方向为北东东—南西西向.由综合震源机制解中两个节面解参数可知断层破裂面倾角大,说明在滇中地区川滇菱形块体内部及周边区域的地震以水平走滑错动为主.笔者还收集计算了1985—2012年33次中小震震源机制解,采用网格搜索法计算了该区构造应力场.通过对比分析发现2种方法得到的应力状态吻合程度好,与前人的研究一致,因此可信度高.此结果可用于分析该地区的地震地质背景和构造结构,为地球动力学环境的研究提供依据.

关键词：格点尝试法综合震源机制解构造应力场滇中地区

美丽乡村建设背景下应急避难场所标志设置研究

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包装工程 2020年第12期41卷 236-240页

作者：唐红亮田优平康承旭湖南省地震局长沙410004

目的以应急避难场所标志设计为内容,在美丽乡村建设背景下,以应急避难场所标志的最大化应用为核心,从标志建设的现状,标志的作用、分类、功能定位、内容设计、尺寸,以及在应用中的必要性等方面进行研究.方法分析乡村应急避难场所标志... 详细信息

目的以应急避难场所标志设计为内容,在美丽乡村建设背景下,以应急避难场所标志的最大化应用为核心,从标志建设的现状,标志的作用、分类、功能定位、内容设计、尺寸,以及在应用中的必要性等方面进行研究.方法分析乡村应急避难场所标志设置的现状、设置的必要性,并指出相关问题.以理论分析为基础,实用可操作性为模板,结合视觉感官要素,设计应急避难场所标志.通过融入区域地方文化特色,利用感官设计学不仅突显"美",也突显"人情味"的理念,以形造型、以意造型,统筹各应急避难场所标志,分类设计并给出各自侧重点及应用实例.结论以美丽乡村建设为突破口,通过研究应急避难场所标志设置及各标志的设计,探讨其必要性及表现方法,尝试构建针对图形符号设计先理论、后实用的复合性研究.

关键词：应急避难场所标志设计防灾减灾救灾乡村建设

综合震源机制解法反演湖南地区构造应力场的初步结果

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地球物理学报 2020年第11期63卷 4080-4096页

作者：田优平唐红亮康承旭万永革黄骥超姚海东佘旭明湖南省地震局长沙410004 防灾科技学院河北三河065201 河北省地震动力学重点实验室河北三河065201

基于435个地震的1580条P波数据,通过综合震源机制解方法,根据地震与网格点之间的距离不一样来确定P波符号的权重,反演得到了湖南地区0.2°×0.2°的二维构造应力场.相较以往利用震源机制求解应力场的方法,该方法不仅能直接采用P波初动... 详细信息

基于435个地震的1580条P波数据,通过综合震源机制解方法,根据地震与网格点之间的距离不一样来确定P波符号的权重,反演得到了湖南地区0.2°×0.2°的二维构造应力场.相较以往利用震源机制求解应力场的方法,该方法不仅能直接采用P波初动资料反演应力场而略去计算震源机制的中间步骤,而且能够尽可能多地使用本地区小震P波数据对应力场方向进行限定.初步研究结果表明:湖南地区综合震源机制解总体分布特点为逆断型和不确定型;P轴倾角近水平,方位具有一定的分区性,总体上呈NWW-SEE向;T轴倾角偏高,方位在局部地区变化较大,统一性相对较差;湖南地区整体上受NWW向的挤压应力,对该区的活动断裂具有一定的控制,这或许也是该区地震多发生于郴州、娄邵、湘西州所构成的NW向空间条带的主要原因之一;湖南地区主要受菲律宾海板块NWW向的推挤作用,其次才受太平洋板块向西俯冲的影响,西面虽受印度洋与欧亚板块的水平碰撞,但由于碰撞主要引起青藏高原向东扩张,同时又受到云贵高原的阻隔,其影响至本区已大为减弱.

关键词：湖南构造应力场 P波初动符号综合震源机制解方法