Mohsen Kazemnia Kakhki
Título
SEPARATION OF RAYLEIGH WAVES IN AMBIENT NOISE USING POLARISATION-BASED METHOD
Resumo
Ruído em sismologia é uma palavra geral usada para pequenas vibrações da terra com pequena amplitude conhecida como ruído ambiente ou microtremor. Microtremors compostos de uma coleção de ondas que se propagam em diferentes direções. A separação do campo de ondas sonoras em ondas corporais (P, SV, SH) e ondas superficiais (ondas Rayleigh e Love) e quantificar a proporção de cada tipo de onda seria o objetivo a ser atingido no presente trabalho. A troca de dados do domínio da frequência para o domínio do tempo ou vice-versa, considerada na metodologia utilizada, é útil na análise de dados. A análise de traços complexos, que é uma técnica de transformação, analisa dados sísmicos semelhantes ao sinal analítico. No entanto, essa técnica que se baseia na transformação convencional de Hilbert é suscetível a ruídos aleatórios e variações abruptas de frequência nos sinais sísmicos. Portanto, a transformação S adaptativa, baseada no Sparsity, acompanhada de uma função de ponderação com reconhecimento de dispersão, inspirada nas funções Geman-McClure e Laplace, é usada para solucionar esse problema. A obtenção das informações geológicas dos dados sísmicos motiva os pesquisadores a usar métodos baseados em polarização para discriminar entre diferentes fases da onda sísmica com base em suas polaridades. A combinação da definição intuitiva e direta da polaridade no domínio da frequência pelas propriedades não estacionárias dos métodos do domínio do tempo atrai a atenção para o uso de abordagens tempo-frequencia (TF) devido ao seu potencial em localizar as informações extraídas das ondas sísmicas em domínios de tempo e frequência. A análise de polarização também ajuda a detectar a ressonância direcional do local com mais confiabilidade do que os métodos conhecidos anteriores, através da separação da elipticidade das ondas Rayleigh.
Abstract
Noise is a general word that is used in seismology for minor earth vibration with small amplitude known as ambient noise or microtremor. Microtremors are composed of waves that are propagating in different directions. Separation of the noise wavefield into body waves (P, SV, SH) and surface waves (Rayleigh and Love waves), and quantify the proportion of each type of waves would be the desired purpose. Exchanging data from frequency domain to time domain or vice versa is useful in data analysis.
Complex trace analysis, which is a transform technique, analyzes seismic data similar to analytic signal.
However, this technique which relies on conventional Hilbert transformation is susceptible to random noise and abrupt frequency variations in seismic signals. Therefore, the Sparsity-based, adaptive S-transform accompanied with a sparsity-aware weighting function, inspired by the Geman-McClure and Laplace functions is used to address this problem. Obtaining the geological information from the seismic data motivates the researchers to use polarisation-based methods to discriminate between different phases of the seismic wave based on their polarities. Combining the intuitive and straightforward definition of the polarity in the frequency domain by the non-stationary properties of the time domain methods attracts the attention towards using time-frequency (TF) approaches owing to their potential in localizing the extracted information of the seismic waves in both time and frequency domains. Polarisation analysis also helps in detecting the site directional resonance more reliably than the previous known methods via separating the Rayleigh wave ellipticity.
