地震学中的例行数据处理：实例数据、练习和软件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[丹] 延斯·哈夫斯科夫（Jens Havskov） 著，刘俊民，朱国富 等 译

图书标签:

• 地震学
• 数据处理
• 实例分析
• 练习
• 软件应用
• 地球物理学
• 地震波
• 信号处理
• 科学计算
• 高等教育

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118109917

版次：1

商品编码：12147967

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

页数：308

字数：390000

正文语种：中文

内容简介

　　在当今大数据时代，面对越来越多可公开获取的地震数据，困扰着一般有数据处理需求的读者，乃至专业人士的一个重要问题，是缺乏对地震数据处理技术的全面、系统地了解掌握。专门针对该问题目前还未见有其他书籍，而在许多专业书籍中，涉及该问题的内容常散布在各章节中，缺乏系统性和实践操作内容。
　　《地震学中的例行数据处理：实例数据、练习和软件》的内容侧重于地震数据处理实践，全面涵盖了当前的人工方法和计算机辅助方法。
　　《地震学中的例行数据处理：实例数据、练习和软件》共十章，内容包括：地球结构和地震震相、仪器和波形数据、信号处理、地震定位、震级、震源机制和地震图建模、频谱分析、台阵处理、运行等。

内页插图

目录

第一章 绪论
1．1 地震
1．2 记录地震事件和检选震相
1．3 定位地震
1．4 震级
1．5 断层面解
1．6 进一步的数据分析
1．7 软件

第二章 地球结构和地震震相
2．1 地球结构
2．2 地震射线
2．3 地震震相
2．4 走时
2．5 不同震中距的地震震相
2．6 结构确定
2．7 练习

第三章 仪器和波形数据
3．1 地震传感器
3．2 地震记录仪
3．3 仪器响应校正
3．3．1 如何存储响应信息
3．3．2 现实中的响应
3．3．3 使用响应
3．3．4 如何制作响应文件
3．4 波形数据
3．4．1 GSE
3．4．2 SEED
3．4．3 SAC
3．4．4 SEISAN
3．4．5 CSS
3．4．6 波形格式中需共同关注的问题
3．4．7 格式的使用
3．5 地震噪声
3．6 练习

第四章 信号处理
4．1 滤波
4．2 谱分析与仪器校正
4．3 判读地震震相
4．3．1 第一个初至
4．3．2 滤波与震相漂移
4．3．3 绘图分辨率
4．4 相关
4．5 质点运动和分量旋转
4．6 重采样
4．7 软件
4．8 练习

第五章 地震定位
5．1 单台定位
5．2 多台定位
5．3 计算机实现
5．3．1 格点搜索
5．3．2 迭代定位方法
5．3．3 均匀模型下定位实例
5．4 误差量化和统计
5．4．1 误差计算实例
5．5 相对定位法
5．5．1 主事件定位技术
5．5．2 联合震源定位
5．5．3 双差地震定位法
5．6 地震定位中的实际考虑
5．6．1 震相
5．6．2 震源深度
5．6．3 开始定位
5．6．4 远震事件P震相的识别
5．6．5 异常值和权重规则
5．6．6 时间误差
5．6．7 异常值和时间问题的例子
5．7软件
5．8练习

第六章 震级
6．1 振幅与周期测量
6．2 近震震级ML
6．3 尾波震级Me
6．4 体波震级mb
6．5 宽频带体波震级mB
6．6 面波震级Ms
6．7 宽频带面波震级Ms
6．8 Lg波震级
6．9 矩震级帆
6．10 能量震级Me
6．11 各种震级标度的比较
6．12 总结
6．13 震级平均和台站校正
6．14 在地方或区域条件下调整震级标度
6．14．1 从其他区域选择震级标度
6．14．2 导出ML标度
6．14．3 导出MC震级标度
6．14．4 确定地方性衰减来计算Mw
6．15 练习

第七章 震源机制和地震图建模
7．1 断层的几何形态
7．2 源辐射
7．3 实用的断层面解
7．4 极性获取
7．5 使用区域数据和极性的断层面解
7．6 复合断层面解
7．7 使用全球数据的断层面解
7．8 利用振幅获得断层面解
7．8．1 利用振幅比
7．8．2 针对远震利用振幅比的例子
7．8．3 利用频谱振幅
7．9 矩张量
7．10 矩张量反演
7．10．1 近震和区域震距离的矩张量反演
7．10．2 远震距离
7．11 地震图建模
7．11．1 射线法
7．11．2 完整地震图的近似
7．11．3 运用射线法的全球事例
7．11．4 震源时间函数
7．11．5 使用射线法的近震例子
7．11．6 完整的地震图
7．12 软件
7．13 练习

第八章 频谱分析
8．1 衰减
8．2 震源模型
8．3 几何扩散
8．3．1 近震和区域震距离
8．3．2 远震距离
8．4 自相似性和震源谱
8．5 近震和区域震距离上的频谱分析
8．6 远震频谱分析
8．6．1 衰减
8．6．2 何扩散
8．7 Q的确定
8．7．1 确定K
8．7．2 来自频谱建模的O和K
8．7．3 尾波Q
8．7．4 确定Q的两台站方法
8．7．5 确定Q的多台站方法
8．8 土壤放大率
8．9 练习

第九章 台阵处理
9．1 基本台阵参数
9．1．1 三个子台台阵计算P波的例子
9．1．2 利用地震台网作为一个台阵
9．2 聚束
9．3 频率一波数分析（fk
9．4 台阵响应
9．5 处理软件
9．5．1 手动处理
9．5．2 fk处理
9．6 利用台阵方法识别震相
9．7 练习

第十章 运行
10．1 数据和数据存储
10．2 日常处理
10．2．1 检测筛进
10．2．2 事件分类
10．2．3 分析
10．2．4 震中和震源地图
10．2．5 有感地震
10．2．6 质量控制
10．2．7 地震目录
10．3 数据交换
10．4 地震统计
10．5 软件
10．5．1 用于日常操作的处理系统
10．5．2 绘制地图软件
10．6 练习

参考文献
软件参考
索引翻译
原著勘误

前言/序言

　　写这本书的目的是为地震学中最常见的处理技术提供一个实用的描述。本书将论及手工方法和计算机辅助方法，思路是每个主题先介绍理论，然后是实例和练习。书中会有完全基于本书印刷材料的手动练习以及基于公用软件的计算机练习，而大部分练习是基于计算机的。使用的软件和测试数据可以从网址http：//ex.tras.springer.com获得。
　　本书是为从事地震观测和与之相关的研究工作领域的地震数据处理人员编写的。通过这些练习，本书也可以用作地震处理领域的大学课程基础。由于重点强调的是处理，理论将作为在一定程度上理解处理步骤所必需的基础知识对待，而参考资料将给出更深入解释的出处。
　　当前，在其他主题中涉及地震数据处理的一本书是《地震学观测实践新手册》（NMSOP），由PeterBormann（2002）编辑，多名作者（包括本书作者）参与编写。完整的手册放在www.seismo.com/msop/msopjntro.html网页上。NMSOP为本书提供了最广泛的背景知识，本书的目标也以NMSOP为基础。在信号处理中，最详尽的著作是Scherbaum的《论极点和零点》（2001），而仪器方面都包含在Havskov和Alguacil的《自然地震学仪器》（2006）中。作为地震和地震学上的一般教科书，Stein和Wysession的《地震学、地震和结构入门》（2003）提供了丰富的材料，并被我们大量引用。因此，为什么还要另一本书？因为我们觉得有必要写一本在数据处理实用方面更详尽且比上述书中有更多实例和练习的书。不管怎样，上述书籍给我们提供了广泛的背景材料，且会经常被引用到。
　　我们的目标是把地震处理背后的原理，以前所未有的方式，与实例和练习相结合，以方便读者能够通过包括使用一组数据和软件在内的动手经验，得到对大部分与处理地震数据相关的问题的答案，即“一本如何做的书”。
　　本书是基于作者多年处理来自地震台网的数据、编写处理软件以及使用NMSOP和其他书籍教授地震数据处理知识的经验。作者的软件SEISAN（SEISmic Analysis system）已经在全球运行了近20年，日常所遇问题及许多用户反馈意见为我们提供了在处理地震数据方面很宝贵的见解，也帮助了我们选题。
　　包括学生在内的使用本书最初版本的几个人，已经给了我们指教。Peter Voss、Gerado Alguacil和Mohammad Raeesi对本书的大部分内容提供了评论意见；Tim Sonnemann校验了全书中不一致的地方及参考文献、公式；对震源机制一章进行了仔细审阅；Klaus Klinge和Klause Stammler向我们指出注意区域阵确定的视速度的使用，特别是用于PKP震相识别；Peter Bormann对本书进行了非常彻底的修订，特别是对震级一章（他最擅长的主题）提供了几乎与我们所写文本一样长的评论意见。我们感谢你们。本书的大部分是作者之一（JH）得到了卑尔根大学的支持，利用轮休期间在位于哥本哈根的丹麦与格陵兰地质调查局和爱丁堡的英国地质调查局所写。
　　在我们的实例中，使用来自许多地震台网的数据，多到不能在此一一提及。无论如何，在插图图注中结合实例会对数据源给予说明。由于本书非常依赖于实例，我们非常感谢数据提供者的支持。

好的，这是一份关于一本名为《地震学中的例行数据处理：实例数据、练习和软件》的图书的详细简介，内容专注于该书可能涵盖的领域，但不包含该书特定的内容。 --- 地震学中的数据处理与分析：理论基础、方法实践与计算工具概述 本书旨在为地震学领域的学生、研究人员以及专业人士提供一个全面而深入的数据处理与分析框架。地震学作为一门依赖于精确观测和复杂数据解释的学科，其核心挑战之一便在于如何有效地管理、清洗和解释海量的地震波形记录及相关观测数据。本书将聚焦于这些基础且关键的流程，构建一个坚实的理论与实践相结合的学习路径。 第一部分：地震学数据采集与预处理基础 地震数据处理的起点是对原始观测数据的理解和准备。本部分将详述地震仪的原理、数据记录的格式以及数据质量控制的初步步骤。 地震仪原理与数据记录：探讨现代数字地震台站的工作原理，包括传感器类型（如宽带、短周期、甚宽带）、数字化过程中的采样率、分辨率选择对信号保真度的影响。重点分析地震数据的标准格式，例如SEED（Standard for the Exchange of Earthquake Data）和SAC（Seismic Analysis Code）格式，以及如何解析这些文件的元数据（如台站信息、仪器响应、时间基准）。 数据质量评估与初步滤波：强调数据质量在后续分析中的决定性作用。介绍如何识别并剔除系统噪声、环境噪声（如风噪声、海洋波浪影响）和仪器故障引起的异常信号。讨论基础的去趋势（Detrending）、去均值（Demening）操作，以及如何应用基本的数字滤波器（如Butterworth、Chebyshev滤波器）来隔离感兴趣的频带，为后续分析提供干净的信号。 第二部分：地震波形分析的核心技术 本部分深入探讨地震波形记录中提取有用信息的关键技术，这些技术构成了绝大多数地震学研究的基石。 时间域分析与初至到时拾取：重点介绍地震事件定位和震源机制解算的基础——准确的P波和S波到时拾取。详细阐述经典的方法（如振幅比法、AIC准则）以及更现代的基于机器学习或模板匹配的自动拾取技术。讨论不同台站对同一事件波形记录的差异性，以及如何处理多路径效应。 频率域分析与谱分析：转向频域，解释傅里叶变换在地震学中的应用，包括功率谱密度（PSD）的计算与解释。探讨如何利用谱分析来确定噪声水平、分析震源破裂过程的特征频率，以及计算地震动衰减关系。详细介绍功率谱比（PSR）法在消除仪器响应和环境噪声中的应用。 地震波形反演基础：概述利用波形数据反演地球内部结构（如速度模型）的基本概念。介绍正演模拟的理论基础，包括核函数（Kernel）的计算方法，以及如何使用观测波形与理论波形之间的残差来迭代优化速度结构。 第三部分：构造地球物理学的应用与高级处理 地震波形数据不仅仅用于研究震源，更是探测地球深部结构的最有力工具。本部分侧重于如何利用地震数据解决大规模地球物理问题。 地壳和上地幔速度结构成像：介绍地震层析成像的基本原理，包括如何使用走时残差或波形拟合来构建三维速度模型。讨论双射线层析成像和全波形反演（FWI）的概念差异与应用场景。重点在于如何选择合适的地震目录和台网覆盖来保证成像分辨率。 接收函数技术：详细解析接收函数（Receiver Function）的计算过程，这是研究莫霍面和地幔间断面的关键技术。讨论P波转换波（Ps）的识别，如何通过接收函数反演技术（如H-κ叠加）来精确确定界面深度。 背景噪声成像与表面波分析：探讨背景噪声（Ambient Noise）在被动源地震学中的重要性。介绍如何利用互相关函数（CCF）提取表面波信息，并利用频散曲线反演地壳和上地幔的二维剪切波速结构。比较采用背景噪声和天然震源数据的优势与局限性。 第四部分：数据管理、编程实践与软件环境 现代地震数据处理严重依赖于强大的计算工具和规范的数据管理流程。本部分关注实际操作层面。 数据管理与标准化实践：强调在大型项目中进行高效数据管理的重要性，包括数据版本控制、元数据管理以及数据共享的标准。讨论如何建立可重复的分析流程，确保研究结果的透明度和可验证性。 计算环境与编程范式：介绍在地震学数据处理中常用的编程语言和环境，例如Python（及其生态系统，如ObsPy库）和MATLAB在地球科学中的应用。讨论如何利用高性能计算（HPC）资源处理大规模波形数据，以及并行计算在波形反演中的作用。 误差分析与结果可视化：强调对分析结果进行严格的误差评估，包括系统误差和随机误差的量化。最后，探讨如何使用先进的可视化技术，如交互式三维地球模型、波形叠加图和分辨率测试图，来清晰有效地传达复杂的地震学发现。 --- 本书旨在提供一个结构化的、侧重于实践的指南，帮助学习者掌握从原始数据到科学结论的完整转化过程，为他们未来的研究和工程应用打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书如同一位循循善诱的导师，让我这个初涉地震学数据处理的门外汉，一步步踏入了清晰的门径。从一开始对海量数据和各种专业术语的茫然，到如今能够自信地运用软件进行基本的地震波形分析，这个转变离不开书中详实的代码示例和理论讲解。它并没有直接丢给我复杂的算法，而是从最基础的“什么是地震仪记录”开始，一步步讲解数据格式、噪声去除、事件识别等核心环节。尤其是书中对不同类型地震事件的处理案例，简直就是教科书式的指导。我曾在一个项目中遇到一个棘手的地震数据噪声问题，翻阅本书后，发现书中恰好有一个类似的案例，并且给出了详细的解决方案。我按照书中步骤一步步操作，最终成功地将噪声降到了可接受的水平，这让我对这本书的实用性深感信服。它不仅仅是理论的堆砌，更像是手把手地教你如何解决实际问题。书中的软件介绍也很到位，让我了解了目前业界主流的地震数据处理工具，并学会了如何快速上手。总而言之，这本书对于任何想要进入地震数据处理领域，但又缺乏系统指导的人来说，都是一份宝贵的财富。它让我看到了理论与实践结合的巨大力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，为地震学界在数据处理方面的教育和培训提供了一个非常宝贵的资源。它的内容设计非常具有前瞻性，不仅涵盖了扎实的理论基础，更强调了实践操作和软件应用。我尤其喜欢书中对“数据质量控制”这一环节的重视，它不仅讲解了如何识别和去除噪声，还深入探讨了如何评估处理结果的可靠性，这对于确保科研成果的科学性和严谨性至关重要。书中的软件部分，更新及时，与时俱进，让我能够接触到最新的技术和工具。而且，作者在讲解软件使用时，并没有流于表面，而是深入到了代码的底层逻辑，这对于理解软件的原理和进行二次开发非常有益。另外，书中提供的思考题和项目实践，能够有效地激发读者的学习兴趣和创新能力。我曾尝试将书中的一些处理方法应用到我自己的研究项目中，取得了显著的成效。这本书不仅仅是一本教材，更是一个促进地震学数据处理技术发展的平台，它为培养新一代的地震学研究人才奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的博士生，正在为自己的毕业论文收集和处理大量地震数据。这本书对我来说，简直是雪中送炭！在撰写论文的初期，我曾因为数据处理的瓶颈而焦虑不安，无数个夜晚都沉浸在各种文献和论坛中寻找答案，但收效甚微。直到我发现了这本书，一切都开始变得明朗起来。书中提供的实例数据非常贴合我论文的研究对象，我可以直接套用书中的处理流程，并根据自己的具体情况进行微调。最让我感动的是，书中不仅仅提供了代码，还对每一个参数的意义都做了详细的解释，让我能够理解为什么要这样设置，而不是盲目地复制粘贴。我曾经在一个关键的数据预处理步骤上遇到困难，花了好几天时间都未能解决。翻到书中关于这个环节的讲解，我才发现是某个参数设置的逻辑错误。按照书中的方法修正后，数据质量立刻得到了飞跃。这本书就像是我论文研究过程中的一个可靠向导，帮我克服了重重困难，让我能够更专注于科学问题的本身。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我惊喜连连的宝藏。原以为会是枯燥乏味的理论罗列，没想到这本书的讲解方式如此生动有趣。作者似乎非常了解读者可能遇到的困难，总能在关键时刻提供恰到好处的解释和实例。我特别喜欢书中对“为什么”的深入剖析，它不像一些教材那样只是告诉你“怎么做”，而是详细解释了“为什么这么做”的科学原理。例如，在讲解地震波衰减模型时，书中不仅给出了数学公式，还用直观的图示和通俗的比喻来阐释其物理意义，这让我这个对波动理论不太熟悉的读者也能迅速理解。而且，书中提供的大量练习题，难度循序渐进，覆盖了从基础到进阶的各种场景。我每天都会抽出时间做几道题，不仅巩固了课堂上的知识，还锻炼了独立解决问题的能力。有时候一道题会卡住很久，但当我参考书中的提示或者最终的答案后，总会有豁然开朗的感觉。这种“学以致用”的成就感，是任何其他方式都难以比拟的。这本书就像是一位耐心负责的学伴，陪伴我一起探索地震学数据的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样的资深地震学研究者来说，虽然已经对很多数据处理方法了如指掌，但这本书依然提供了不少启发。它在对经典方法进行系统梳理的同时，也融入了一些近年来发展起来的新技术和新思路。我尤其欣赏书中在讨论不同处理技术时，并没有简单地赞扬某一种方法，而是客观地分析了它们的优缺点以及适用范围，这有助于我们根据具体的研究需求选择最合适的技术。书中对软件的使用技巧讲解得也很深入，不仅仅是基本操作，还包含了一些提高效率和处理复杂情况的“骚操作”，这对我日常的工作效率提升有很大帮助。另外，书中对实际数据的处理过程展示得非常详尽，我从中看到了很多我之前没有注意到的细节，也学到了很多优化处理流程的方法。有时候，一些看似微小的调整，却能显著改善数据质量。这本书提供了一个很好的平台，让我能够将自己的经验与书中的知识进行对照和融合，从而进一步提升我的研究水平。它让我意识到，即使是熟悉的技术，也有值得深入挖掘和学习的空间。