matlab在地震信號處理中的應用實例

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1、2011年9月JOURNALOFDISASTERPREVENTIONANDREDUCTIONSep.2011在地震信號處理中的應用實例MATLAB譚雨文1，劉國明2（1．豐滿地震臺，吉林豐滿132108；2．長白山天池火山監(jiān)測站，吉林安圖133613）摘要：實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化是地震監(jiān)測和研究工作中最重要的問題之一。本文介紹了MATLAB在信號處理工作中的主要特點，結(jié)合實例以代碼的形式介紹了幾個臺站工作中最常遇到的數(shù)據(jù)可視化編程方法。通過分析指出MATLAB實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)可視化和其它實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化方法相比具有方便靈活，點。關(guān)鍵詞：MATLAB；可視化；數(shù)據(jù)處理

2、；地震圖形質(zhì)量高的特中圖分類號：P315．6文獻標志碼：A文章編號：1674－8565（2011）03－0061－06數(shù)據(jù)處理的目的；⑤應用MATLAB繪出的圖形具有可編輯性且圖形質(zhì)量高，能滿足出版要求。引言0基于以上特點，MATLAB正在越來越廣泛目前我國已經(jīng)基本完成了由模擬地震信號地應用于地震觀測研究實踐中。監(jiān)測到數(shù)字化地震觀測的轉(zhuǎn)變。數(shù)字化地震監(jiān)測的大力開展給地震研究人員提供了更廣闊的研究平臺，也加快了地震研究工作向更深層次的發(fā)展。隨著計算機技術(shù)的普及和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，對地震臺站產(chǎn)出的地震和前兆數(shù)據(jù)進行有效的加工處理已成為可能。MATLAB

3、是20世紀70年代發(fā)展起來的一MATLAB用于地震頻譜分析1地震頻譜分析方法簡介所謂地震頻譜分析是通過快速傅麗葉變換（FFT）獲得一個地震事件的優(yōu)勢頻率，從而實1．1現(xiàn)信號從時間域到頻率域的轉(zhuǎn)化。頻譜分析的門新的計算機高級語言。MATLAB語言更直觀、方法可以獲得地震事件的優(yōu)勢頻率，從而判斷更簡潔的代碼代替了傳統(tǒng)的C和FORTRAN等其它語言的冗長代碼，給用戶提供了最簡潔最直觀的開發(fā)環(huán)境。該語言主要有以下特點：①語言簡潔緊湊，使用方便靈活，有相當豐富有地震的類型，在火山地震類型識別和爆破分析中有非常廣泛的應用。MATLAB信號處理工具箱函數(shù)FFT用于快速

4、傅麗葉變換，可以快速實現(xiàn)地震頻譜分析。具體實現(xiàn)的時候需要將地震記錄原始數(shù)據(jù)通過EDAS－IAS軟件或者NEWSEIS等地震分析軟件將原始地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCⅡ碼，并將ASCⅡ效的庫函數(shù)；②既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，也可以實現(xiàn)面向?qū)ο缶幊蹋虎劬哂袕姶蟮膱D形處理功能；④有功能強大的工具箱，工具箱包含了最新的數(shù)據(jù)處理方法，可以方便快捷地實現(xiàn)碼文件中的數(shù)據(jù)頭文件去掉，使數(shù)據(jù)文件變成收稿日期：2011-06-10修訂日期：2011-07-11作者簡介：譚雨文（1966－），男，漢族，吉林省舒蘭市人，1990年畢業(yè)于長春地質(zhì)學院地球物理系，工程師，現(xiàn)主要從事地震分析與

5、預報研究工作?？杀籑ATLAB識別的形式。圖是一個1subplot（2，1，1）；plot（uz）；％繪垂直向波形圖xlabel（＇t／s＇）；ylabel（＇Magnitude／count＇）；subplot（2，1，2）；dt＝0．02；％設(shè)置采樣間隔為0．02x＝0：dt：（n－1）＊dt；n2＝n／2；s＝fft（uz）；％實現(xiàn)快速傅氏變換df＝1．0／（n＊dt）；％歸一化處理f＝0：df：（n2－1）＊df；MATLAB實現(xiàn)地震頻譜分析的實例，所用的數(shù)據(jù)是長白山天池火山監(jiān)測站記錄到的一個火山地震，通過FFT變換得到了該火山地震的優(yōu)勢頻率為4H

6、Z。1．2MATLAB實現(xiàn)地震頻譜分析實例代碼地震頻譜分析MATLAB代碼：％讀取三fid＝fopen（＇200412172303．dat＇）；分向地震波形數(shù)據(jù)a＝fscanf（fid，＇％f＇）；n＝length（a）／3；fori＝1：ni1＝（i－1）＊3＋1；uz（i）＝a（i1）；plot（f，abs（s（1：n2））／max（abs（s繪歸一化振幅譜i2＝i1＋1；i3＝i2＋1；（1：n2））））；ue（i）＝a（i2）；unxlabel（＇f／Hz＇）；ylabel（＇Spectra＇）；％提取垂直向波形數(shù)據(jù)uz（i3）＝a（i3）；en

7、d圖1地震信號的原始波形和頻率譜Fig．1Originalsignalanditsspectrafid1＝fopen（＇x．txt＇）；y＝fscanf（fid1，＇％d＇）；地震月頻次圖實例2％讀取月頻次數(shù)據(jù)文件地震月頻次圖簡介地震月頻次圖是指以月份為橫坐標，2．1N＝length（y）；％計算文件中月份的個數(shù)x＝1：N；bar（x，y，＇r＇）；％繪月頻次直方圖set（gca，＇xticklabel＇，1999：1：2010）；％設(shè)置橫軸坐標時間起止點set（gca，＇xtick＇，［12，24，36，48，60，72，84，96，108，120，1

8、32，144］）；％設(shè)置橫坐標顯示位置以每月發(fā)生的地震數(shù)量為縱坐標，畫出的統(tǒng)計圖