CPC770 - Processamento do Sinal Sísmico

Objetivos

O curso visa ao processamento e à análise do sinal e do ruído sismicos; vibrações mecânicas na terra sólida de origem antropogênica ou ambiente. Mostramos como podemos analisar o sinal, eliminando o seu conteúdo de ruído, ou a tratar o ruído ambiente, como um sinal útil, de modo a revelar e modelar a subsuperfície rasa da terra.
O conteúdo está dividido entre aulas expositivas e práticas, estas utilizando pacotes de software de código aberto em um ecossistema Python, com foco o pacote ObsPy. Como se trata da análise do sinal/ruído sismicos, uma parte considerável dos trabalhos práticos recai sobre a análise digital de séries temporais. As aulas e exercícios práticos utilizarão dados reais, ou modelados numericamente, de interêsse em problemas de engenharia, geotecnia, meio-ambiente e glaciologia.
Ao concluir o curso, os alunos terão tomado conhecimento e aplicado ferramentas de análise e modelagem de dados sísmicos reais, com a presença de ruído. O ferramental numérico utilizado no curso deverá proporcionar aos alunos a confiança em atacar problemas reais.
A avalição de desempenho dos alunos será baseada em listas de exercícios e em um projeto, utilizando o software e os dados disponibilizados durante o curso.

Ementa (Syllabus)

• Instalação e configuração do ecossistema computacional do curso. Visão geral do ObsPy. Funcionalidades e seus módulos básicos.
• Uma breve visão dos métodos geofísicos, os modelos matemáticos e o seu imageamento.
• Características do método sísmico. Propagação e características das ondas sísmicas. Fontes controladas e naturais. Os sensores sísmicos.
• O sinal de terremotos. O processamento básico do sinal sísmico, as diferentes fases em um sismograma. As ondas P, S, e de superfície. Noções de propagação das ondas sísmicas. Localização do epicentro e da profundidade focal de um terremoto.
• Princípios da sísmica de refração e reflexão; layouts de campo. Processamento de dados, filtros de frequência e espaciais. CDP e agrupamento de geofones, empilhamento e migração. O modelo da velocidade crescente.
• O sinal do ruído ambiente, os eventos microssísmicos. Diferenças entre sísmica passiva e ativa. Pré e pós-processamento do sinal/ruído ambiente. O espectro do ruído ambiente sísmico. Amostragem espacial do campo de ondas sísmicas por arranjos de estações, lineares e 2-D, resolução e aliasing.
• Processamento e estaqueamento nos domínios do número de onda da frequência. Beamforming and FK analysis. A função de transferência S/H. O método de autocorrelação espacial, a interferometria, a correlação de correlações. A inversão da curva de dispersão e avalição da sua robustez numérica.

 

Bibliografia (Bibliography)

• Claerbout: Fundamentals of Geophysical Prospecting.
• Telford et al.: Applied geophysics.
• Robinson and Trietel: Geophysical Signal Analysis.
• Aki and Richards: Quantitative seismology.
• Ulrych and Sacchi: Information based inversion and processing with applications.
• Grechka and Heigl: Microseismic Monitoring.
• Nakata, Gualtieri, and Fichtner:Seismic Ambient Noise

 

Professores

Jandyr de Menezes Travassaos

Créditos / CH (Credits/ Workload)

45h