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AI 摘要
SEISAN手册的第27章非常详细地描述了使用
CODAQ
程序来计算地震尾波品质因子 的完整步骤。该过程主要分为三个核心阶段:准备输入文件、运行CODAQ程序、以及分析和汇总结果。
第一阶段:准备输入文件 (Input File Preparation)
CODAQ
的运行依赖于三种类型的文件:S-file (事件文件)、波形文件 和 控制文件。1. S-file (事件文件)
S-file是SEISAN的标准事件信息文件,包含了地震的震源参数(发震时刻、位置、深度、震级)和各台站的震相到时(P波和S波)。
CODAQ
从S-file中读取这些信息来确定尾波分析的起始点和几何参数。- 要求: S-file必须是经过定位的,并且至少包含P波和S波的到时信息。程序的默认设置是利用S波到时来确定尾波窗的开始时间。
2. 波形文件 (Waveform Files)
这是包含实际地震记录的二进制文件。
CODAQ
会根据S-file中列出的台站和时间信息,自动去相应的波形文件中读取数据。- 要求: 波形数据必须是可用的,并且路径在S-file中被正确指向。
3. 控制文件 (Control Files)
这是运行
CODAQ
最关键的部分,主要有两个文件:codaq.inp
(输入事件列表文件)- 作用: 告诉
CODAQ
程序需要处理哪些地震事件和哪些台站。 - 格式: 每一组的第一行是一个数字(从1开始的事件计数)和S-file的完整路径。接下来的行是该事件要分析的台站代码和对应的分量(Z, N, E)。
- 示例 (来自文档):
codaq.par
(参数控制文件)- 作用: 定义了
CODAQ
计算过程中的所有物理和技术参数,是整个计算的核心。 - 关键参数 (如文档中所述):
start in s-times
: 尾波窗相对于S波到时的开始时间。例如,2.0
表示尾波窗从S波到时走时的2倍处开始,这是为了避开S波本身的干扰。window length (sec)
: 尾波窗的持续时间(秒)。frequencies and bands
: 定义了要分析的中心频率和相应的滤波带宽。程序会对每个频带分别计算一个值。minimum s/n ratio
: 最小信噪比。信噪比过低的记录会被剔除。minimum correlation coefficient
: 最小相关系数。这代表了尾波包络在对数坐标下与线性衰减模型的拟合优度,是保证结果质量的关键参数。
第二阶段:运行CODAQ程序 (Running the Program)
准备好上述文件后,就可以在终端中运行程序。
1. 启动程序
在存放了
codaq.inp
和codaq.par
文件的目录下,执行命令:2. 交互式选择
程序启动后会以交互模式运行,并提出几个问题:
- 绘图模式选择:
文档建议,在进行质量控制时选择
1
或2
,以便直观地检查每个波形的拟合情况。- 确认输入文件名: 程序会依次询问参数文件名(默认为
codaq.par
)和事件列表文件名(默认为codaq.inp
)。如果文件名就是默认名,直接按回车键即可。
3. 程序执行过程
确认后,
CODAQ
会开始循环处理codaq.inp
中定义的每一个事件-台站对。对于每一个记录,它会:- 读取波形数据。
- 计算噪声水平。
- 根据
codaq.par
中定义的频带进行带通滤波。
- 计算滤波后波形的均方根(RMS)振幅包络。
- 计算信噪比(S/N)。
- 对振幅包络取对数,并进行线性回归,得到斜率。
- 根据斜率计算值和相关系数。
- 根据
codaq.par
设定的阈值(信噪比、相关系数)判断该结果是否有效。
- 如果选择了绘图,则显示结果图(如手册中的Figure 27.1)。
第三阶段:分析和汇总结果 (Analyzing the Output)
程序运行结束后,会生成一系列输出文件。
1. 主要输出文件
codaq.out
: 最详细的输出文件,记录了所有处理过的台站的详细结果,包括那些因为不满足条件而被拒绝的结果,并给出了拒绝的原因。
codaq1.out
: 只包含被接受的台站的平均值。
codaq.all
: 包含了所有被接受的、每个频带的独立测量值,可用于后续更详细的统计分析。
2. 最终拟合与汇总
在得到了一系列在不同频率下的值之后,
CODAQ
会自动进行最后一步拟合,以确定描述区域衰减特性的两个关键参数:(1 Hz时的Q值)和(频率依赖指数)。- 拟合公式:
- 取对数后变为线性关系:
CODAQ
对所有有效的 ()数据点进行线性回归,得到斜率和截距。
3. 最终结果文件
codaq.summary
: 包含了最终的拟合结果。文档中给出的示例如下:ntotal= 1096 q0= 68 sd= 3 v= 0.95 sd= 0.02 cor= 1.00
这行信息解读为:ntotal= 1096
: 共有1096个有效的数据点参与了最终拟合。q0= 68
: 拟合得到的值为68。v= 0.95
: 拟合得到的频率依赖指数为0.95。sd
: 分别是和的标准差。cor
: 拟合的相关系数。
4. 空间成像输入文件
codaq.area
: 这个文件专门为后续的空间成像(Tomography)准备。它记录了每一个有效测量值所对应的采样区域的中点坐标、震源深度以及和值。利用这个文件,可以使用CODAQ_AREA
等程序绘制出值的空间分布图。