【摘要】：在數(shù)字化地震臺(tái)建立之前的近百年間,人們通過筆紙的方式記錄了大量的歷史地震圖。這些地震圖蘊(yùn)含著歷史地震信息的第一手資料,對地震學(xué)家具有重要的研究價(jià)值。為了能夠使用現(xiàn)代地震學(xué)方法研究歷史地震圖,同時(shí)也為了延長歷史地震圖的保存期限,對歷史地震圖進(jìn)行數(shù)字化工作意義重大。本文首先介紹了歷史地震圖數(shù)字化的研究背景及意義,而后針對數(shù)字化過程中的關(guān)鍵問題給予研究,并給出了相應(yīng)的解決方案,本文的主要工作和貢獻(xiàn)是：1)研究了地震圖波形提取問題。分析了地震波曲線的剖面灰度特性,給出了相應(yīng)的地震波曲線點(diǎn)以及地震波切線方向的提取方法。同時(shí)為了方便后續(xù)的分析,以及過濾掉提取出來的噪聲點(diǎn),本文依據(jù)地震波曲線的切線特征,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的算法將提取出來的地震波曲線點(diǎn)連接成線,并在連接過程中消除了噪聲點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文方法可以準(zhǔn)確的從地震圖中提取出相應(yīng)的曲線結(jié)構(gòu),為后續(xù)的工作做出了很好的鋪墊。2)研究了地震圖波形自動(dòng)跟蹤問題,本研究依托于地震圖波形提取工作。本文利用地震圖波形的固有特點(diǎn),如拐點(diǎn)處地震波曲線的相似性以及地震波曲線圍繞其中軸線做震蕩運(yùn)動(dòng)的特性,結(jié)合分支限界算法的思路,對提取出來的曲線段進(jìn)行跟蹤操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文算法可以全自動(dòng)地完成對于地震圖波形的跟蹤,并且可以較好的處理地震圖中曲線的交叉和斷裂部分。3)研究了地震圖自動(dòng)傾斜校正問題,本研究依托于地震圖波形提取工作。地震圖含有大量的平行線段,這些平行線段的走向代表了地震圖的傾斜度。本文設(shè)計(jì)相關(guān)算法從提取出來的曲線段中篩選出形狀最趨近于直線的曲線段,并對該曲線段做一維線性回歸,求取其傾斜角度,利用該角度對原始地震圖做旋轉(zhuǎn)變換,完成地震圖的傾斜校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該校正算法可以快速的完成地震圖的傾斜校正工作,并且具有較高的精度。4)研究了地震圖中時(shí)標(biāo)的提取問題,本研究依托于地震圖波形提取工作。地震圖中含有大量的記錄地震時(shí)間信息的時(shí)標(biāo),這些時(shí)標(biāo)在地震圖中以規(guī)則的短線形式存在,并且長度固定。本文給出的曲線提取算法可以將地震圖中的所有曲線結(jié)構(gòu)都提取出來,包括時(shí)標(biāo),因此可以直接依據(jù)提取出來的曲線段的長度,從曲線段中篩選出時(shí)標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法可以很好的完成時(shí)標(biāo)提取工作。5)最后為了進(jìn)一步總結(jié)地震圖的數(shù)字化工作,本文研究了地震圖的弧形校正問題,本研究依托于對地震圖圖像的秩的分析。圖像的秩可以用來衡量圖像內(nèi)部的相似性,當(dāng)?shù)卣饒D未發(fā)生失真時(shí),其秩要比發(fā)生弧形失真的圖像要低,因此可以將弧形失真問題,看作是尋找一種變化使圖像秩最低的問題。本文設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法驗(yàn)證了上述思路并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可以較好的處理地震圖弧形失真問題。
【圖文】：

如果人們能夠?qū)@些歷史地震圖進(jìn)行數(shù)字化，那么人們對于地震發(fā)生機(jī)理的研究將逡逑得到進(jìn)一步的完善，對于地球知識(shí)的獲取也將更加全面。盡管人們可以通過對這些歷史逡逑地震圖進(jìn)行掃描（如ＩＲＩＳ），將其保存在電腦中，然而這種方法僅僅延長了這些歷史地逡逑震圖的壽命，人們還是無法直接利用現(xiàn)代數(shù)字化的研究方法對其進(jìn)行研究，因此數(shù)字化逡逑這些歷史地震圖意義重大。逡逑

地增加了地震圖的數(shù)字化工作的難度，僅有的一些自動(dòng)化軟件也僅僅能夠全自動(dòng)處理一逡逑些簡單的地震圖，對于復(fù)雜的地震圖還是需要一定的人工干預(yù)過程。歷史地震圖數(shù)量龐逡逑大，，手動(dòng)完成對它們的數(shù)字化是非常耗時(shí)，也是非�？菰锏�，因此關(guān)于地震波的數(shù)字化逡逑工作還需進(jìn)一步的發(fā)展。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P315

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 Yihe Xu;Tao Xu;;An interactive program on digitizing historical seismograms[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2014年度（第14屆）學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編——特提斯研究中心[C];2015年

本文編號(hào)：2570133