用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法、裝置與流程

本申請涉及地震工程，具體涉及用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法、裝置。

背景技術：

1、強震動觀測是研究強地面運動特性、地震震源和場地影響的重要基礎，為有效開展強震動觀測，需要建立大范圍高密度的地震監測、預警臺站，如我國“國家地震烈度速報與預警工程”的實施，在全國范圍內完成了包括超過5000個基準站和基本站、以及更多的一般站的高密度地震預警臺網的建設。在實際臺網建設實施中，相比強震儀而言，基于微機電系統加速度傳感器（mems加速度傳感器)的烈度儀具有布設限制條件少、成本低的優勢，出于保證臺站密度的考慮，一般站建設中該類儀器被大量采用。

2、而在實現本發明過程中，發明人發現，相比于強震儀獲取的地震動記錄，該類儀器中的mems加速度計存在精度低和噪聲水平高的特點；實際中，多種該類觀測儀器的投入使用，不同儀器之間由于儀器精度和自噪聲等因素的影響，使得臺網中這類站點的觀測記錄的可用范圍不盡相同，這給工程抗震和地震動建模中地震動記錄的選取帶來了諸多困難，不利于相關地震服務的開展。

3、因此，為了給基于強震動觀測數據的相關地震工程應用提供基礎依據，如何快速確定mems加速度傳感器獲取的強震動加速度記錄的最大可用距離成為了一個亟待解決的技術問題。

4、上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

技術實現思路

1、為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本申請實施例提供了一種用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法、裝置，針對臺網中確定的站點及對應的儀器配置，采用統計比對分析的方法，確定可用于數據記錄快速分類的地面峰值加速度閾值，進而確定站點所測得記錄的最大可用距離。

2、第一方面

3、本申請實施例提供一種用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法，該方法包括：

4、獲取目標種類儀器的強震動加速度記錄；

5、基于以事實標準方式確定的各記錄所屬的數據質量組別，對所述強震動加速度記錄進行統計對比分析，確定用于對該類儀器監測所得數據記錄進行快速質量分類的地面峰值加速度閾值；

6、利用地震動衰減模型構建地面峰值加速度隨距離衰減的映射關系，將所述地面峰值加速度閾值帶入所述映射關系，確定得到所述目標種類儀器監測所得數據的最大可用距離。

7、一種可能的實現方式中，所述數據質量組別包括不可用記錄的組別，以及至少一個可用記錄的組別；所述統計對比分析的過程，包括：

8、確定每條所述強震動加速度記錄所表征的地面峰值加速度值；

9、針對所述數據質量組別中由不可用記錄的組別和一可用記錄的組別所構成的組別對，在所述地面峰值加速度值的取值范圍內，以預設步長遍歷選取用于該組別對分類的地面峰值加速度閾值的試算值，并基于以下表達式對應確定所述試算值所對應的二分類置信指數：

10、

11、其中，表示二分類置信指數，a表示所述試算值將記錄正確分類為該可用記錄的組別的占比，r表示所述試算值將記錄正確分類為不可用記錄的組別的占比；

12、比較得到的各所述二分類置信指數的值，將值最大的二分類置信指數所對應的試算值作為進行該可用記錄的組別分類的地面峰值加速度閾值。

13、一種可能的實現方式中，所述以事實標準方式確定的各記錄所屬的數據質量組別的過程，包括：

14、將所述強震動加速度記錄所表征的時間序列數據進行信號段和噪聲段的劃分；

15、將所述信號段和噪聲段的傅里葉振幅譜進行相比，得到表征各頻點信噪比的信噪比曲線；

16、根據所述信噪比曲線，以信噪比大于等于第一閾值為截取條件，確定所述強震動加速度記錄的低頻截止頻率和高頻截止頻率，得到所述強震動加速度記錄的可用頻帶特征；

17、根據每條所述強震動加速度記錄的可用頻帶特征，確定相應記錄所屬的數據質量組別。

18、一種可能的實現方式中，所述第一閾值為3。

19、一種可能的實現方式中，在所述地面峰值加速度值的取值范圍內，以預設步長遍歷選取用于組別分類的地面峰值加速度閾值的試算值的過程中，包括：

20、基于所述組別對中記錄的實際數據特征，從所述地面峰值加速度值的取值范圍中截取閾值預估取值范圍；

21、在所述閾值預估取值范圍內，以預設步長遍歷選取用于組別分類的地面峰值加速度閾值的試算值。

22、一種可能的實現方式中，所述利用地震動衰減模型構建地面峰值加速度隨距離衰減的映射關系，具體為：

23、利用地震動衰減模型構建不同震級的地震事件中地面峰值加速度隨斷層距或震源距衰減的映射關系。

24、第二方面

25、本申請實施例提供一種用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的裝置，該裝置包括：

26、獲取模塊，用獲取目標種類儀器的強震動加速度記錄；

27、第一確定模塊，用于基于以事實標準方式確定的各記錄所屬的數據質量組別，對所述強震動加速度記錄進行統計對比分析，確定用于對該類儀器監測所得數據記錄進行快速質量分類的地面峰值加速度閾值；

28、第二確定模塊，用于利用地震動衰減模型構建地面峰值加速度隨距離衰減的映射關系，將所述地面峰值加速度閾值帶入所述映射關系，確定得到所述目標種類儀器監測所得數據的最大可用距離。

29、本申請實施例提供的用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法，包括：獲取目標種類儀器的強震動加速度記錄；基于以事實標準方式確定的各記錄所屬的數據質量組別，對強震動加速度記錄進行統計對比分析，確定用于對該類儀器監測所得數據記錄進行快速質量分類的地面峰值加速度閾值；利用地震動衰減模型構建地面峰值加速度隨距離衰減的映射關系，將地面峰值加速度閾值帶入所述映射關系，確定得到目標種類儀器監測所得數據的最大可用距離。應用本申請的技術方案，可對實際臺網中站點所配置的儀器所得到的數據進行快速質量評估，以及得到站點所測得記錄的最大可用距離，可為基于強震動觀測數據的相關地震工程應用提供基礎依據，有利于相關地震服務應用的開展。

30、本申請的其他優點、目標，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。

技術特征：

1.一種用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述數據質量組別包括不可用記錄的組別，以及至少一個可用記錄的組別；所述統計對比分析的過程，包括：

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述以事實標準方式確定的各記錄所屬的數據質量組別的過程，包括：

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一閾值為3。

5.根據權利要求2所述的方法，其中，在所述地面峰值加速度值的取值范圍內，以預設步長遍歷選取用于組別分類的地面峰值加速度閾值的試算值的過程中，包括：

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述利用地震動衰減模型構建地面峰值加速度隨距離衰減的映射關系，具體為：

7.一種用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的裝置，其特征在于，包括：

技術總結
本申請提供了一種用于確定強震動加速度記錄最大可用距離的方法、裝置，涉及地震工程技術領域，本申請的方法包括，獲取目標種類儀器的強震動加速度記錄；基于以事實標準方式確定的各記錄所屬的數據質量組別，對記錄進行統計對比分析，確定用于對該類儀器監測所得數據記錄進行快速質量分類的地面峰值加速度閾值；利用地震動衰減模型構建地面峰值加速度隨距離衰減的映射關系，將地面峰值加速度閾值帶入映射關系，確定得到目標種類儀器監測所得數據的最大可用距離。應用本申請的技術方案，可對實際臺網中站點所配置的儀器所得到的數據進行快速質量評估，以及得到站點所測得記錄的最大可用距離，有效的為相關工程應用提供基礎依據。

技術研發人員：謝俊舉,王文才,李小軍,傅磊,趙曉芬,耿飛
受保護的技術使用者：中國地震局地球物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21