1
گروه ژئوفیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه خلیجفارس، بوشهر، ایران
2
گروه مهندسی برق، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه خلیجفارس، بوشهر، ایران
چکیده
تشخیص خودکار و برداشت دقیق زمان ورود فازهای لرزهای در تعیین مکان رویداد زلزله و تجزیهوتحلیل در سیستمهای تشخیص زودهنگام زلزله دارای اهمیت ویژهای است. در حال حاضر یکی از فرایندهای متداول برای شناسایی شروع فازهای لرزهای روش دستی میباشد. این کار توسط یک تحلیلگر انجام میشود که به بررسی لرزهنگاشت میپردازد و سپس زمان شروع فازهای P و S را تشخیص میدهد. اینروش بسیار وقتگیر و تحت تأثیر نظر یا تجربه شخصی کاربر میباشد. جهت تجزیهوتحلیل دادههای حجیم تولید شده در شبکههای لرزهنگاری ارائه یک الگوریتم خودکار و قابل اطمینان ضروری است. از اینرو در این مطالعه یک الگوریتم خودکار برای تعیین و قرائت زمان رسید فاز P از ترکیب نسخه حداکثر همپوشانی تبدیل موجک گسسته[i] و روش تشخیص لبه[ii] و برای تعیین زمان رسید فاز S از ترکیب این نسخه از تبدیل موجک (MODWT) و روش خود برگشتی[iii] ارائه شده است. جهت ارزیابی الگوریتمهای فاز خوانی، زمینلرزه 21/08/1396 سرپل ذهاب با بزرگای مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از قرائت موج P با برداشتهای دستی و روش STA/LTA و برداشتهای حاصل از موج S تنها با برداشتهای دستی مقایسه شدهاند. الگوریتمهای فازخوانی خودکار نتایج قابل قبولی را نشان میدهند.
Billings, S.D., Sambridge, M.S., and Kennett, B.L.N. (1994) Errors in hypocenter location: picking, model, and magnitude dependence. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(6), 1978-1990
Engdahl, E.R., van der Hilst, R., and Buland, R. (1998) Global teleseismic earthquake relocation with improved travel times and procedures for depth determination. Bulletin of the Seismological Society of America, 88(3), 722-743.
Horiuchi, S. (2003) Automatic hypocenter location at times of extremely high seismic activity. In Methods and Applications of Signal Processing in Seismic Network Operations (pp. 209-219). Springer, Berlin, Heidelberg.
Bondar, I., and Storchak, D. (2011) Improved location procedures at the International Seismological Centre. Geophysical Journal International, 186(3), 1220-1244.
Hardebeck, J.L., and Shearer, P.M. (2002) A new method for determining first-motion focal mechanisms. Bulletin of the Seismological Society of America, 92(6), 2264-2276.
Zhao, D., Hasegawa, A., and Horiuchi, S. (1992) Tomographic imaging of P and S wave velocity structure beneath northeastern Japan. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 97(B13), 19909-19928.
Oye, V., and Roth, M. (2003) Automated seismic event location for hydrocarbon reservoirs. Computers & Geosciences, 29(7), 851-863.
Zhang, H., Thurber, C., & Rowe, C. (2003) Automatic P-wave arrival detection and picking with multiscale wavelet analysis for single-component recordings. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(5), 1904-1912.
Stollnitz, E.J., DeRose, T.D., DeRose, A.D., and Salesin, D.H. (1996) Wavelets for Computer Graphics: Theory and Applications. Morgan Kaufmann.
Kulesh, M., Holschneider, M., and Diallo, M.S. (2008) Geophysical wavelet library: Applications of the continuous wavelet transform to the polarization and dispersion analysis of signals. Computers & Geosciences, 34(12), 1732-1752.
Botella, F., Rosa-Herranz, J., Giner, J.J., Molina, S., and Galiana-Merino, J.J. (2003) A real-time earthquake detector with prefiltering by wavelets. Computers & Geosciences, 29(7), 911-919.
Capilla, C. (2006) Application of the Haar wavelet transform to detect microseismic signal arrivals. Journal of applied geophysics, 59(1), 36-46.
Struzik, Z.R. (2001) Wavelet methods in (financial) time-series processing. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 296(1-2), 307-319.
Kanasewich, E.R. (1981) Time Sequence Analysis in Geophysics. University of Alberta.
Karamzadeh, N., Doloei, G.J., and Reza, A.M. (2013) Automatic earthquake signal onset picking based on the continuous wavelet transform. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 51(5), 2666-2674.
Aki, K., and Richards, P.G. (2002) University Science Books. Sausalito, California.
Tibuleac, I.M., and Herrin, E.T. (1999) An automatic method for determination of Lg arrival times using wavelet transforms. Seismological Research Letters, 70(5), 577-595.
Lervik, J.M., Rosten, T., and Ramstad, T.A. (1996, September) Subband seismic data compression: optimization and evaluation. 1996 IEEE Digital Signal Processing Workshop Proceedings (pp. 65-68). IEEE.
Leonard, M. (2000) Comparison of manual and automatic onset time picking. Bulletin of the Seismological Society of America, 90(6), 1384-1390.
Kulesh, M., Diallo, M.S., Holschneider, M., Kurennaya, K., Krüger, F., Ohrnberger, M., and Scherbaum, F. (2007) Polarization analysis in the wavelet domain based on the adaptive covariance method. Geophysical Journal International, 170(2), 667-678.
Mallat, S.G. (1989) A theory for multiresolution signal decomposition: the wavelet representation. IEEE Transactions on Pattern Analysis & Machine Intelligence, 7, 674-693.
Ahmed, A.M.L.S., Sharma, M.L., and Sharma, A. (2007) Wavelet based automatic phase picking algorithm for 3-component broadband seismological data. Journal of Seismology and Earthquake Engineering, 9(1-2), 15-24.
Allen, R.V. (1978) Automatic earthquake recognition and timing from single traces. Bulletin of the Seismological Society of America, 68(5), 1521-1532.
Gendron, P., Ebel, J., and Manolakis, D. (2000) Rapid joint detection and classification with wavelet bases via Bayes theorem. Bulletin of the Seismological Society of America, 90(3), 764-774.
Akram, J., and Eaton, D.W. (2016) A review and appraisal of arrival-time picking methods for downhole microseismic data Arrival-time picking methods. Geophysics, 81(2), KS71-KS91.
Daubechies, I. (1992) Ten Lectures on Wavelets (Vol. 61). Siam.
Addison, P.S. (2005) Wavelet transforms and the ECG: a review. Physiological measurement, 26(5), R155.
Bogiatzis, P., and Ishii, M. (2015) Continuous wavelet decomposition algorithms for automatic detection of compressionalâand shear- wave arrival times. Bulletin of the Seismological Society of America, 105(3), 1628-1641.
Langet, N., Maggi, A., Michelini, A., and Brenguier, F. (2014) Continuous KurtosisâBased Migration for Seismic Event Detection and Location, with Application to Piton de la Fournaise Volcano, La ReunionContinuous KurtosisâBased Migration for Seismic Event Detection and Location. Bulletin of the Seismological Society of America, 104(1), 229-246.
Mousavi, S.M., Horton, S.P., Langston, C.A., and Samei, B. (2016) Seismic features and automatic discrimination of deep and shallow induced-micro earthquakes using neural network and logistic regression. Geophysical Journal International, 207(1), 29-46.
Canny, J. (1987) âA computational approach to edge detectionâ. In: Readings in computer vision (pp. 184-203). Morgan Kaufmann.
Han, L. (2010) Microseismic monitoring and hypocenter location (Doctoral dissertation, University of Calgary).
Gomberg, J.S., Shedlock, K.M., and Roecker, S.W. (1990) The effect of S-wave arrival times on the accuracy of hypocenter estimation. Bulletin of the Seismological Society of America, 80(6A), 1605-1628.
Ouali, M.A., Ghanai, M., and Chafaa, K. (2018) Upper envelope detection of ECG signals for baseline wander correction: a pilot study. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 26(2), 803-816.
Ohtsu, K., Peng, H., and Kitagawa, G. (2015) âTime series analysis through AR modelingâ. In: Time Series Modeling for Analysis and Control (pp. 7-56). Springer, Tokyo.
Nissen, E., Ghods, A., Karasözen, E., Elliott, J.R., Barnhart, W.D., Bergman, E.A., Hayes, G.P., JamalâReyhani, M., Nemati, M., Tan, F., and Abdulnaby, W. (2019) The 12 November 2017 Mw 7.3 EzgelehâSarpol Zahab (Iran) Earthquake and Active Tectonics of the Lurestan Arc. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 124(2), 2124-52.
شکری کاوه, محمد, منصوری, رضا, & کشاورز, احمد. (1399). تعیین فازهای P و S با استفاده از حداکثر هم پوشانی تبدیل موجک گسسته (مطالعه موردی زمینلرزه 21 آبان 1396 سرپل ذهاب). فصلنامه علوم و مهندسی زلزله, 7(2), 1-20.
MLA
محمد شکری کاوه; رضا منصوری; احمد کشاورز. "تعیین فازهای P و S با استفاده از حداکثر هم پوشانی تبدیل موجک گسسته (مطالعه موردی زمینلرزه 21 آبان 1396 سرپل ذهاب)". فصلنامه علوم و مهندسی زلزله, 7, 2, 1399, 1-20.
HARVARD
شکری کاوه, محمد, منصوری, رضا, کشاورز, احمد. (1399). 'تعیین فازهای P و S با استفاده از حداکثر هم پوشانی تبدیل موجک گسسته (مطالعه موردی زمینلرزه 21 آبان 1396 سرپل ذهاب)', فصلنامه علوم و مهندسی زلزله, 7(2), pp. 1-20.
VANCOUVER
شکری کاوه, محمد, منصوری, رضا, کشاورز, احمد. تعیین فازهای P و S با استفاده از حداکثر هم پوشانی تبدیل موجک گسسته (مطالعه موردی زمینلرزه 21 آبان 1396 سرپل ذهاب). فصلنامه علوم و مهندسی زلزله, 1399; 7(2): 1-20.