Summary

相位检测、识别和初至时间是分析地震数据的基础且重要的常规工作。台站,地震记录,仪器设备的增多和普及使得 人工识别和挑选地震相位的工作不可行,自动化处理更为重要。

first stage --- CNN(detects the phases);second stage --- RNN (pick both phases)
检测在三分量上进行,垂向分量用来拾取P波,水平分量用来拾取S波
数据集:北智利的手动挑选的地震波形记录。检测和挑选的记录为39,000条(detection)和36,000条(picking)
DeepPhasePick方法通过蒙特卡洛丢弃技术来计算起始时间的不确定性,该技术模拟了贝叶斯推断的过程


Introduction

相位信息对于估算地震的震源位置和深度至关重要(P波、S波波速不同)
几种常见的自动化地震相位检测算法

STA/LTA(短时平均/长时平均)算法:  基于地震波形能量或频率
基于模板波形相关性的算法:    依赖于已知模板波形的相似性,广泛用于检测重复地震或遗漏地震
基于正交基波形的线性组合算法:  将地震数据表示为多个正交基波形的线性组合,来识别地震相位

上述所有方法利用了信号的先验假设属性,如能量或波形相似性。
深度学习方法与传统方法的主要区别在于,它们不依赖于手动提取的特征(如能量或波形相似性),而是通过深度神经网络模型,从原始信号数据中自动学习和提取特征。这些非线性变换可以通过多层神经网络进行逐层学习和调整,捕捉到信号的复杂模式。

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