常用时频分析方法在数字地震波特征量分析中的应用.pdf
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第 33卷 第 2期 西 北 地 震 学 报 Vo1.33 NO.2
2011年 6月 NORTHWESTERN SEISM0LOGICALJOURNAL June,2011
常用时频分析方法在数字地震波
特征量分析 中的应用
姚家骏 ,杨立 明 ,冯建刚
(1.青海省地震局 ,青海 西宁 810000;2.中国地震局兰州地震研究所,甘肃 兰州 730000)
摘 要:地震波属于非平稳信号 ,传统的傅立叶变换 因缺乏信号局域性的信 息而无法对非平衡信 号
进行全面描述 。对此时频分析是有力的分析工具 。本文简介 了短时傅立叶变换 (sTFT)、S变换、
CWD分布、ZAM 分布四种时频分析方法,通过对算例及 实际地震信号的分析,总结 出这四种时频
分析方法在分辨地震波 中的应用效果及优缺点。
关键词 :时频分析 ;短时傅立叶变换 ;S变换 ;CWD分布 ;ZAM 分布 ;数字地震波
中图分类号 :P315.31 文献标识码 :A 文章编号 :1000—0844(2011)02—0105 06
ApplicationofCommonTime—FrequencyAnalysisM ethodsin
AnalyzingCharacteristicQuantityofDigitalSeismicWave
YAOJia—jun ,YANGLi—ming ,FENGJian—gang
(1.EarthquakeAdministrationofQinghai,Xining 8i0000,China;
2.LanzhouInstituteojseismology.CEA。Lanzhou 730000。China)
Abstract:Seism icwaveisanon—stationarysignal,whichcannotbeanalyzed comprehensively by
classicalFouriertransform becauseofthe lack oflocalinformation.To non—stationary signal,
time—frequencyanalysisisapowerfulanalysistoo1.Inthisarticle,theshorttimeFouriertrans—
form IS transform ,Choi—W illiams distribution and Zhao—Atlas—Mark distribution areintroduced
briefly.Theirapplicationresultsandmerits demeritsindistinguishingseismicwavesaresum—
marizedbyusingthefourmethodstonumericalexamplesandrealseismicsignals.
Keywords:Time-frequencyanalysis;ShorttimeFouriertransform ;W avelettransform ;Choi—W il—
iiamsdistribution;Zhao-Atlas-M ark distribution;Digitalseism icwave
0 引言 息 。
时频分析方法可分为线性与非线性两种口]。其
对于频率等特征量不 随时问变化的平稳信号,
传统的傅立叶变换就能很好地建立时域与频域的映 中线性时频表示是 由傅立叶变换转化而来 ,典型的
射关系。而对于地震波等非平稳信号 ,由于其频率 线性变换形式有短 时傅立 叶变换 (STFT)、小波 变
等特征量随时间变化而变
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