【表面波】表面波EGFCF相速度分散分析附Matlab代码和报告

原创于 2025-08-12 09:45:45 发布 · 818 阅读

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🔥 内容介绍

这款 Matlab GUI 软件专为从面波经验格林函数（EGF）或环境噪声互相关函数（CF）中提取群速度和相速度频散曲线而设计。其频散分析基于成像分析技术（Yao、van der Hilst、de Hoop，2006，GJI；Yao 等，2005，PEPI；Yao 等，2011，C.R.Geoscience），该技术能在相（或群）速度 - 周期图像上自动追踪频散曲线。2001 年，我在中国科学技术大学读本科时，编写了用于两站相速度分析的原始图像分析程序。2005 年，我在麻省理工学院读研究生时，将这一理念应用于处理环境噪声衍生的 EGF，以进行相速度频散分析。随着 Matlab（从 5.3 版本开始）的发展，我多次重写该软件，以提高其效率和准确性。当前版本支持对群速度和相速度进行单独、半自动和自动的频散分析。

绘图面板（Plot Panel）

如图 1 所示，左上角的图展示了台站分布（三角形）和地形（背景图像，棕色表示高海拔，绿色 / 蓝色表示低海拔）。地形数据存储在 topomap.mat 中，分辨率约为 1/6 度（即 0.1667 度）。底部（最大的）图显示相（或群）速度与周期的图像，可供人工交互拾取频散曲线。如果为某些台站对拾取了频散曲线，地图上会绘制一条蓝色线条。

右侧中间的图显示输入的 A 台站和 B 台站的 EGF（台站信息可在 “台站信息框” 中查看，其位置在左上角图中，红色三角形表示 A 台站，蓝色表示 B 台站）。顶部的黑色轨迹是正时间和负时间 EGF 的叠加（即所谓的对称分量）。轨迹底部的红色部分显示信号（在 “设置” 中的 “波窗口” 所设定的群速度窗口内），红色部分（此处原文可能存在笔误，结合上下文推测应为其他颜色，如灰色）表示噪声（时长 150 秒，紧随信号窗口之后）。右上角的图显示信号窗口和噪声窗口之间的信噪比（SNR）。信噪比与周期 / 频率相关，定义为：SNR (f) =（信号窗口 “波窗口” 中频率 f 附近包络的最大振幅）/（信号窗口之后 150 秒长噪声窗口包络的平均振幅）。在某些情况下，EGF/CF 记录过短，没有噪声窗口，此时不会绘制信噪比信息，且假设所有周期都具有良好的信噪比。

在半自动处理情况下（“处理面板”），仅显示对称分量的信噪比，因为我们只测量对称分量的频散。然而，在单独处理情况下（“单个 EGF 处理面板”），如果选择 “群速度图像 A->B”、“群速度图像 B->A”、“相速度图像 A->B” 或 “相速度图像 B->A”，也可以显示正时间 EGF（A->B）或负时间 EGF（B->A）的信噪比，这意味着你想要测量来自正时间 EGF（A->B）或负时间 EGF（B->A）的频散。如果信噪比大于阈值（“处理” 中的 “SNR 框” 内的值），曲线上还会绘制蓝色圆圈（见图 1）。在进行单独或半自动频散分析时，信噪比用于帮助确定某一周期范围内的频散是否可靠。对于自动频散分析，只有在信噪比大于最小信噪比的周期处，频散数据才有可能被保存。