地震學中的例行數據處理：實例數據、練習和軟件 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[丹] 延斯·哈夫斯科夫（Jens Havskov） 著，劉俊民，硃國富 等 譯

圖書標籤:

• 地震學
• 數據處理
• 實例分析
• 練習
• 軟件應用
• 地球物理學
• 地震波
• 信號處理
• 科學計算
• 高等教育

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118109917

版次：1

商品編碼：12147967

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙

頁數：308

字數：390000

正文語種：中文

內容簡介

　　在當今大數據時代，麵對越來越多可公開獲取的地震數據，睏擾著一般有數據處理需求的讀者，乃至專業人士的一個重要問題，是缺乏對地震數據處理技術的全麵、係統地瞭解掌握。專門針對該問題目前還未見有其他書籍，而在許多專業書籍中，涉及該問題的內容常散布在各章節中，缺乏係統性和實踐操作內容。
　　《地震學中的例行數據處理：實例數據、練習和軟件》的內容側重於地震數據處理實踐，全麵涵蓋瞭當前的人工方法和計算機輔助方法。
　　《地震學中的例行數據處理：實例數據、練習和軟件》共十章，內容包括：地球結構和地震震相、儀器和波形數據、信號處理、地震定位、震級、震源機製和地震圖建模、頻譜分析、颱陣處理、運行等。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
1．1 地震
1．2 記錄地震事件和檢選震相
1．3 定位地震
1．4 震級
1．5 斷層麵解
1．6 進一步的數據分析
1．7 軟件

第二章 地球結構和地震震相
2．1 地球結構
2．2 地震射綫
2．3 地震震相
2．4 走時
2．5 不同震中距的地震震相
2．6 結構確定
2．7 練習

第三章 儀器和波形數據
3．1 地震傳感器
3．2 地震記錄儀
3．3 儀器響應校正
3．3．1 如何存儲響應信息
3．3．2 現實中的響應
3．3．3 使用響應
3．3．4 如何製作響應文件
3．4 波形數據
3．4．1 GSE
3．4．2 SEED
3．4．3 SAC
3．4．4 SEISAN
3．4．5 CSS
3．4．6 波形格式中需共同關注的問題
3．4．7 格式的使用
3．5 地震噪聲
3．6 練習

第四章 信號處理
4．1 濾波
4．2 譜分析與儀器校正
4．3 判讀地震震相
4．3．1 第一個初至
4．3．2 濾波與震相漂移
4．3．3 繪圖分辨率
4．4 相關
4．5 質點運動和分量鏇轉
4．6 重采樣
4．7 軟件
4．8 練習

第五章 地震定位
5．1 單颱定位
5．2 多颱定位
5．3 計算機實現
5．3．1 格點搜索
5．3．2 迭代定位方法
5．3．3 均勻模型下定位實例
5．4 誤差量化和統計
5．4．1 誤差計算實例
5．5 相對定位法
5．5．1 主事件定位技術
5．5．2 聯閤震源定位
5．5．3 雙差地震定位法
5．6 地震定位中的實際考慮
5．6．1 震相
5．6．2 震源深度
5．6．3 開始定位
5．6．4 遠震事件P震相的識彆
5．6．5 異常值和權重規則
5．6．6 時間誤差
5．6．7 異常值和時間問題的例子
5．7軟件
5．8練習

第六章 震級
6．1 振幅與周期測量
6．2 近震震級ML
6．3 尾波震級Me
6．4 體波震級mb
6．5 寬頻帶體波震級mB
6．6 麵波震級Ms
6．7 寬頻帶麵波震級Ms
6．8 Lg波震級
6．9 矩震級帆
6．10 能量震級Me
6．11 各種震級標度的比較
6．12 總結
6．13 震級平均和颱站校正
6．14 在地方或區域條件下調整震級標度
6．14．1 從其他區域選擇震級標度
6．14．2 導齣ML標度
6．14．3 導齣MC震級標度
6．14．4 確定地方性衰減來計算Mw
6．15 練習

第七章 震源機製和地震圖建模
7．1 斷層的幾何形態
7．2 源輻射
7．3 實用的斷層麵解
7．4 極性獲取
7．5 使用區域數據和極性的斷層麵解
7．6 復閤斷層麵解
7．7 使用全球數據的斷層麵解
7．8 利用振幅獲得斷層麵解
7．8．1 利用振幅比
7．8．2 針對遠震利用振幅比的例子
7．8．3 利用頻譜振幅
7．9 矩張量
7．10 矩張量反演
7．10．1 近震和區域震距離的矩張量反演
7．10．2 遠震距離
7．11 地震圖建模
7．11．1 射綫法
7．11．2 完整地震圖的近似
7．11．3 運用射綫法的全球事例
7．11．4 震源時間函數
7．11．5 使用射綫法的近震例子
7．11．6 完整的地震圖
7．12 軟件
7．13 練習

第八章 頻譜分析
8．1 衰減
8．2 震源模型
8．3 幾何擴散
8．3．1 近震和區域震距離
8．3．2 遠震距離
8．4 自相似性和震源譜
8．5 近震和區域震距離上的頻譜分析
8．6 遠震頻譜分析
8．6．1 衰減
8．6．2 何擴散
8．7 Q的確定
8．7．1 確定K
8．7．2 來自頻譜建模的O和K
8．7．3 尾波Q
8．7．4 確定Q的兩颱站方法
8．7．5 確定Q的多颱站方法
8．8 土壤放大率
8．9 練習

第九章 颱陣處理
9．1 基本颱陣參數
9．1．1 三個子颱颱陣計算P波的例子
9．1．2 利用地震颱網作為一個颱陣
9．2 聚束
9．3 頻率一波數分析（fk
9．4 颱陣響應
9．5 處理軟件
9．5．1 手動處理
9．5．2 fk處理
9．6 利用颱陣方法識彆震相
9．7 練習

第十章 運行
10．1 數據和數據存儲
10．2 日常處理
10．2．1 檢測篩進
10．2．2 事件分類
10．2．3 分析
10．2．4 震中和震源地圖
10．2．5 有感地震
10．2．6 質量控製
10．2．7 地震目錄
10．3 數據交換
10．4 地震統計
10．5 軟件
10．5．1 用於日常操作的處理係統
10．5．2 繪製地圖軟件
10．6 練習

參考文獻
軟件參考
索引翻譯
原著勘誤

前言/序言

　　寫這本書的目的是為地震學中最常見的處理技術提供一個實用的描述。本書將論及手工方法和計算機輔助方法，思路是每個主題先介紹理論，然後是實例和練習。書中會有完全基於本書印刷材料的手動練習以及基於公用軟件的計算機練習，而大部分練習是基於計算機的。使用的軟件和測試數據可以從網址http：//ex.tras.springer.com獲得。
　　本書是為從事地震觀測和與之相關的研究工作領域的地震數據處理人員編寫的。通過這些練習，本書也可以用作地震處理領域的大學課程基礎。由於重點強調的是處理，理論將作為在一定程度上理解處理步驟所必需的基礎知識對待，而參考資料將給齣更深入解釋的齣處。
　　當前，在其他主題中涉及地震數據處理的一本書是《地震學觀測實踐新手冊》（NMSOP），由PeterBormann（2002）編輯，多名作者（包括本書作者）參與編寫。完整的手冊放在www.seismo.com/msop/msopjntro.html網頁上。NMSOP為本書提供瞭最廣泛的背景知識，本書的目標也以NMSOP為基礎。在信號處理中，最詳盡的著作是Scherbaum的《論極點和零點》（2001），而儀器方麵都包含在Havskov和Alguacil的《自然地震學儀器》（2006）中。作為地震和地震學上的一般教科書，Stein和Wysession的《地震學、地震和結構入門》（2003）提供瞭豐富的材料，並被我們大量引用。因此，為什麼還要另一本書？因為我們覺得有必要寫一本在數據處理實用方麵更詳盡且比上述書中有更多實例和練習的書。不管怎樣，上述書籍給我們提供瞭廣泛的背景材料，且會經常被引用到。
　　我們的目標是把地震處理背後的原理，以前所未有的方式，與實例和練習相結閤，以方便讀者能夠通過包括使用一組數據和軟件在內的動手經驗，得到對大部分與處理地震數據相關的問題的答案，即“一本如何做的書”。
　　本書是基於作者多年處理來自地震颱網的數據、編寫處理軟件以及使用NMSOP和其他書籍教授地震數據處理知識的經驗。作者的軟件SEISAN（SEISmic Analysis system）已經在全球運行瞭近20年，日常所遇問題及許多用戶反饋意見為我們提供瞭在處理地震數據方麵很寶貴的見解，也幫助瞭我們選題。
　　包括學生在內的使用本書最初版本的幾個人，已經給瞭我們指教。Peter Voss、Gerado Alguacil和Mohammad Raeesi對本書的大部分內容提供瞭評論意見；Tim Sonnemann校驗瞭全書中不一緻的地方及參考文獻、公式；對震源機製一章進行瞭仔細審閱；Klaus Klinge和Klause Stammler嚮我們指齣注意區域陣確定的視速度的使用，特彆是用於PKP震相識彆；Peter Bormann對本書進行瞭非常徹底的修訂，特彆是對震級一章（他最擅長的主題）提供瞭幾乎與我們所寫文本一樣長的評論意見。我們感謝你們。本書的大部分是作者之一（JH）得到瞭卑爾根大學的支持，利用輪休期間在位於哥本哈根的丹麥與格陵蘭地質調查局和愛丁堡的英國地質調查局所寫。
　　在我們的實例中，使用來自許多地震颱網的數據，多到不能在此一一提及。無論如何，在插圖圖注中結閤實例會對數據源給予說明。由於本書非常依賴於實例，我們非常感謝數據提供者的支持。

好的，這是一份關於一本名為《地震學中的例行數據處理：實例數據、練習和軟件》的圖書的詳細簡介，內容專注於該書可能涵蓋的領域，但不包含該書特定的內容。 --- 地震學中的數據處理與分析：理論基礎、方法實踐與計算工具概述 本書旨在為地震學領域的學生、研究人員以及專業人士提供一個全麵而深入的數據處理與分析框架。地震學作為一門依賴於精確觀測和復雜數據解釋的學科，其核心挑戰之一便在於如何有效地管理、清洗和解釋海量的地震波形記錄及相關觀測數據。本書將聚焦於這些基礎且關鍵的流程，構建一個堅實的理論與實踐相結閤的學習路徑。 第一部分：地震學數據采集與預處理基礎 地震數據處理的起點是對原始觀測數據的理解和準備。本部分將詳述地震儀的原理、數據記錄的格式以及數據質量控製的初步步驟。 地震儀原理與數據記錄：探討現代數字地震颱站的工作原理，包括傳感器類型（如寬帶、短周期、甚寬帶）、數字化過程中的采樣率、分辨率選擇對信號保真度的影響。重點分析地震數據的標準格式，例如SEED（Standard for the Exchange of Earthquake Data）和SAC（Seismic Analysis Code）格式，以及如何解析這些文件的元數據（如颱站信息、儀器響應、時間基準）。 數據質量評估與初步濾波：強調數據質量在後續分析中的決定性作用。介紹如何識彆並剔除係統噪聲、環境噪聲（如風噪聲、海洋波浪影響）和儀器故障引起的異常信號。討論基礎的去趨勢（Detrending）、去均值（Demening）操作，以及如何應用基本的數字濾波器（如Butterworth、Chebyshev濾波器）來隔離感興趣的頻帶，為後續分析提供乾淨的信號。 第二部分：地震波形分析的核心技術 本部分深入探討地震波形記錄中提取有用信息的關鍵技術，這些技術構成瞭絕大多數地震學研究的基石。 時間域分析與初至到時拾取：重點介紹地震事件定位和震源機製解算的基礎——準確的P波和S波到時拾取。詳細闡述經典的方法（如振幅比法、AIC準則）以及更現代的基於機器學習或模闆匹配的自動拾取技術。討論不同颱站對同一事件波形記錄的差異性，以及如何處理多路徑效應。 頻率域分析與譜分析：轉嚮頻域，解釋傅裏葉變換在地震學中的應用，包括功率譜密度（PSD）的計算與解釋。探討如何利用譜分析來確定噪聲水平、分析震源破裂過程的特徵頻率，以及計算地震動衰減關係。詳細介紹功率譜比（PSR）法在消除儀器響應和環境噪聲中的應用。 地震波形反演基礎：概述利用波形數據反演地球內部結構（如速度模型）的基本概念。介紹正演模擬的理論基礎，包括核函數（Kernel）的計算方法，以及如何使用觀測波形與理論波形之間的殘差來迭代優化速度結構。 第三部分：構造地球物理學的應用與高級處理 地震波形數據不僅僅用於研究震源，更是探測地球深部結構的最有力工具。本部分側重於如何利用地震數據解決大規模地球物理問題。 地殼和上地幔速度結構成像：介紹地震層析成像的基本原理，包括如何使用走時殘差或波形擬閤來構建三維速度模型。討論雙射綫層析成像和全波形反演（FWI）的概念差異與應用場景。重點在於如何選擇閤適的地震目錄和颱網覆蓋來保證成像分辨率。 接收函數技術：詳細解析接收函數（Receiver Function）的計算過程，這是研究莫霍麵和地幔間斷麵的關鍵技術。討論P波轉換波（Ps）的識彆，如何通過接收函數反演技術（如H-κ疊加）來精確確定界麵深度。 背景噪聲成像與錶麵波分析：探討背景噪聲（Ambient Noise）在被動源地震學中的重要性。介紹如何利用互相關函數（CCF）提取錶麵波信息，並利用頻散麯綫反演地殼和上地幔的二維剪切波速結構。比較采用背景噪聲和天然震源數據的優勢與局限性。 第四部分：數據管理、編程實踐與軟件環境 現代地震數據處理嚴重依賴於強大的計算工具和規範的數據管理流程。本部分關注實際操作層麵。 數據管理與標準化實踐：強調在大型項目中進行高效數據管理的重要性，包括數據版本控製、元數據管理以及數據共享的標準。討論如何建立可重復的分析流程，確保研究結果的透明度和可驗證性。 計算環境與編程範式：介紹在地震學數據處理中常用的編程語言和環境，例如Python（及其生態係統，如ObsPy庫）和MATLAB在地球科學中的應用。討論如何利用高性能計算（HPC）資源處理大規模波形數據，以及並行計算在波形反演中的作用。 誤差分析與結果可視化：強調對分析結果進行嚴格的誤差評估，包括係統誤差和隨機誤差的量化。最後，探討如何使用先進的可視化技術，如交互式三維地球模型、波形疊加圖和分辨率測試圖，來清晰有效地傳達復雜的地震學發現。 --- 本書旨在提供一個結構化的、側重於實踐的指南，幫助學習者掌握從原始數據到科學結論的完整轉化過程，為他們未來的研究和工程應用打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書如同一位循循善誘的導師，讓我這個初涉地震學數據處理的門外漢，一步步踏入瞭清晰的門徑。從一開始對海量數據和各種專業術語的茫然，到如今能夠自信地運用軟件進行基本的地震波形分析，這個轉變離不開書中詳實的代碼示例和理論講解。它並沒有直接丟給我復雜的算法，而是從最基礎的“什麼是地震儀記錄”開始，一步步講解數據格式、噪聲去除、事件識彆等核心環節。尤其是書中對不同類型地震事件的處理案例，簡直就是教科書式的指導。我曾在一個項目中遇到一個棘手的地震數據噪聲問題，翻閱本書後，發現書中恰好有一個類似的案例，並且給齣瞭詳細的解決方案。我按照書中步驟一步步操作，最終成功地將噪聲降到瞭可接受的水平，這讓我對這本書的實用性深感信服。它不僅僅是理論的堆砌，更像是手把手地教你如何解決實際問題。書中的軟件介紹也很到位，讓我瞭解瞭目前業界主流的地震數據處理工具，並學會瞭如何快速上手。總而言之，這本書對於任何想要進入地震數據處理領域，但又缺乏係統指導的人來說，都是一份寶貴的財富。它讓我看到瞭理論與實踐結閤的巨大力量。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣的資深地震學研究者來說，雖然已經對很多數據處理方法瞭如指掌，但這本書依然提供瞭不少啓發。它在對經典方法進行係統梳理的同時，也融入瞭一些近年來發展起來的新技術和新思路。我尤其欣賞書中在討論不同處理技術時，並沒有簡單地贊揚某一種方法，而是客觀地分析瞭它們的優缺點以及適用範圍，這有助於我們根據具體的研究需求選擇最閤適的技術。書中對軟件的使用技巧講解得也很深入，不僅僅是基本操作，還包含瞭一些提高效率和處理復雜情況的“騷操作”，這對我日常的工作效率提升有很大幫助。另外，書中對實際數據的處理過程展示得非常詳盡，我從中看到瞭很多我之前沒有注意到的細節，也學到瞭很多優化處理流程的方法。有時候，一些看似微小的調整，卻能顯著改善數據質量。這本書提供瞭一個很好的平颱，讓我能夠將自己的經驗與書中的知識進行對照和融閤，從而進一步提升我的研究水平。它讓我意識到，即使是熟悉的技術，也有值得深入挖掘和學習的空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，為地震學界在數據處理方麵的教育和培訓提供瞭一個非常寶貴的資源。它的內容設計非常具有前瞻性，不僅涵蓋瞭紮實的理論基礎，更強調瞭實踐操作和軟件應用。我尤其喜歡書中對“數據質量控製”這一環節的重視，它不僅講解瞭如何識彆和去除噪聲，還深入探討瞭如何評估處理結果的可靠性，這對於確保科研成果的科學性和嚴謹性至關重要。書中的軟件部分，更新及時，與時俱進，讓我能夠接觸到最新的技術和工具。而且，作者在講解軟件使用時，並沒有流於錶麵，而是深入到瞭代碼的底層邏輯，這對於理解軟件的原理和進行二次開發非常有益。另外，書中提供的思考題和項目實踐，能夠有效地激發讀者的學習興趣和創新能力。我曾嘗試將書中的一些處理方法應用到我自己的研究項目中，取得瞭顯著的成效。這本書不僅僅是一本教材，更是一個促進地震學數據處理技術發展的平颱，它為培養新一代的地震學研究人纔奠定瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名即將畢業的博士生，正在為自己的畢業論文收集和處理大量地震數據。這本書對我來說，簡直是雪中送炭！在撰寫論文的初期，我曾因為數據處理的瓶頸而焦慮不安，無數個夜晚都沉浸在各種文獻和論壇中尋找答案，但收效甚微。直到我發現瞭這本書，一切都開始變得明朗起來。書中提供的實例數據非常貼閤我論文的研究對象，我可以直接套用書中的處理流程，並根據自己的具體情況進行微調。最讓我感動的是，書中不僅僅提供瞭代碼，還對每一個參數的意義都做瞭詳細的解釋，讓我能夠理解為什麼要這樣設置，而不是盲目地復製粘貼。我曾經在一個關鍵的數據預處理步驟上遇到睏難，花瞭好幾天時間都未能解決。翻到書中關於這個環節的講解，我纔發現是某個參數設置的邏輯錯誤。按照書中的方法修正後，數據質量立刻得到瞭飛躍。這本書就像是我論文研究過程中的一個可靠嚮導，幫我剋服瞭重重睏難，讓我能夠更專注於科學問題的本身。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我驚喜連連的寶藏。原以為會是枯燥乏味的理論羅列，沒想到這本書的講解方式如此生動有趣。作者似乎非常瞭解讀者可能遇到的睏難，總能在關鍵時刻提供恰到好處的解釋和實例。我特彆喜歡書中對“為什麼”的深入剖析，它不像一些教材那樣隻是告訴你“怎麼做”，而是詳細解釋瞭“為什麼這麼做”的科學原理。例如，在講解地震波衰減模型時，書中不僅給齣瞭數學公式，還用直觀的圖示和通俗的比喻來闡釋其物理意義，這讓我這個對波動理論不太熟悉的讀者也能迅速理解。而且，書中提供的大量練習題，難度循序漸進，覆蓋瞭從基礎到進階的各種場景。我每天都會抽齣時間做幾道題，不僅鞏固瞭課堂上的知識，還鍛煉瞭獨立解決問題的能力。有時候一道題會卡住很久，但當我參考書中的提示或者最終的答案後，總會有豁然開朗的感覺。這種“學以緻用”的成就感，是任何其他方式都難以比擬的。這本書就像是一位耐心負責的學伴，陪伴我一起探索地震學數據的奧秘。