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obspy操作说明-地震数据处理
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obspy操作说明-地震数据处理
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《OBSPY 中文教程》
V 1.0
2020 / 04 / 12
说明:
Obspy 是一个针对地震领域开发的 python 库。其目的是使地震学软件包和
工作流程的发展更为便利,为地震学进入更大的科学 python 生态系统建桥铺
路。Obspy 对地震学界内通常使用的几乎所有文件格式提供读写支持,它取代
了大量的文件格式转换工具;在这样广泛的输入/输出支持的基础上,在处理程
序时使用地震学家之间交流的专业术语。Obspy 整合世界范围内了获取地震数
据中心所发布数据的方法。它集成了大量地震学界所用的专有库,并用易用的
接口统一了所有功能的调用。Python 高效便捷易懂的特点,基于其开发的 obsp
y 也非常容易理解使用,是一个很好的帮助科研的软件工具。
这里将 obspy 官网的(http://docs.obspy.org/)的教程翻译为中文文档
(英文教程链接:http://docs.obspy.org/tutorial/index.html)。受个人学识
所限,翻译教程中的错误和不当还请谅解和指正。
如有问题请联系:[email protected]
本教程不尝试全面,涵盖每一个功能。相反,它介绍了许多 ObsPy 最值得注意的功能,
并会给你一些关于库使用的建议。
目录
1. UTCDateTime(世界标准时间数据) ...................................................................................... 6
1) 初始化:.............................................................................................................................. 6
2) 属性访问 ........................................................................................................................... 6
3) 处理时间差 ....................................................................................................................... 6
2. Reading Seismograms(读取地震数据) .............................................................................. 7
1) 访问元信息 ....................................................................................................................... 7
2) 访问波形数据 ................................................................................................................... 8
3) 数据浏览 ........................................................................................................................... 8
3. Waveform Plotting Tutorial(波形绘制) ............................................................................. 8
1) 基本绘制 ........................................................................................................................... 9
2) 自定义绘制 ....................................................................................................................... 9
3) 保存图像 ........................................................................................................................... 9
4) 绘制多通道图形 ............................................................................................................... 9
5) 创建 One-Day 图像 ........................................................................................................... 9
6) 绘制一段记录 ................................................................................................................. 10
7) 绘图和颜色选项 ............................................................................................................. 10
8) 使用 Matplotlib 自定义绘图 .......................................................................................... 10
4. Retrieving Data from Data Centers(从数据中心检索数据) ......................................... 10
1) FDSN 网络服务 ............................................................................................................... 11
2) ArcLink ............................................................................................................................. 11
3) IRIS 网络服务 .................................................................................................................. 12
4) Earthworm Wave 服务 ................................................................................................... 12
5) NERIES 网络服务 ............................................................................................................ 12
6) NEIC ................................................................................................................................. 12
7) Syngine 服务 ................................................................................................................... 12
5. Filtering Seismograms(滤波) ............................................................................................ 13
6. Downsampling Seismograms(下采样) ............................................................................. 13
7. Merging Seismograms(合并) ............................................................................................ 14
8. Beamforming - FK Analysis (FK 分析) ............................................................................ 15
9. Seismogram Envelopes(信号包络) .................................................................................. 22
10. Plotting Spectrograms(绘制频谱图) ................................................................................ 24
11. Trigger/Picker Tutorial(触发器/拾取器教程)................................................................... 25
1) 读取波形数据 ................................................................................................................. 25
2) 可用方法 ......................................................................................................................... 26
3) 触发器的例子 ................................................................................................................. 27
a) 典型 STA/LTA ........................................................................................................... 27
b) Z 探测 ...................................................................................................................... 28
c) 递归 STA/LTA ........................................................................................................... 28
d) 卡尔-STA-触发......................................................................................................... 29
e) 延迟 STA/LTA ........................................................................................................... 30
4) 网络联合触发示例 ......................................................................................................... 31
5) 含有相似检测的高级网络联合触发器示例 ................................................................. 33
6) 拾取器示例 ..................................................................................................................... 35
a) Baer Picker............................................................................................................... 35
b) AR Picker.................................................................................................................. 35
7) 高级例程 ......................................................................................................................... 36
12. Poles and Zeros, Frequency Response(零极点和频率响应) ........................................ 37
13. Seismometer Correction/Simulation(地震仪校准和仿真) .............................................. 39
1) 计算滤波阶段的响应 ..................................................................................................... 39
a) 使用 StationXML 文件或者常用的 Inventory 对象 ............................................... 39
b) 使用 RESP 文件 ....................................................................................................... 40
c) 使用缺/全数据 SEED 文件(或 XMLSEED 文件) ................................................ 42
2) 使用 PAZ 字典 ................................................................................................................. 43
14. Clone an Existing Dataless SEED File (复制现有的无数据 SEED 文件) ............ 45
15. Export Seismograms to MATLAB(导出数据到 MATLAB) ............................................... 46
16. Export Seismograms to ASCII(导出数据为 ASCII 文件) ................................................. 47
1) Built-in 内置格式 ........................................................................................................... 47
2) 自定义格式 ..................................................................................................................... 48
17. Anything to MiniSEED(转换任意文件格式为 MiniSEED) ............................................... 48
18. Beachball Plot(绘制沙滩球图) ......................................................................................... 49
19. Basemap Plots ........................................................................................................................ 51
1) 设置自定义投影的 Basemap plot .................................................................................. 51
2) 确定地点的带有 Beachball 的 Basemap plot ................................................................ 52
3) 带有 beachball 的全球 Basemap ................................................................................... 55
20. Interfacing R from Python(从 python 对接到 R) ........................................................... 56
21. Coordinate Conversions(坐标转换) ................................................................................. 57
22. Hierarchical Clustering(分级聚类) ................................................................................... 57
23. Visualizing Probabilistic Power Spectral Densities (可视化概率功率谱密度) .......... 59
24. Array Response Function(数组响应函数) ...................................................................... 64
25. Continuous Wavelet Transform(连续小波变换) ............................................................. 65
1) 使用 obspy ...................................................................................................................... 65
2) 使用 MLPY....................................................................................................................... 66
26. Time Frequency Misfit(时频失配) .................................................................................. 68
1) 绘制时频表示图 ............................................................................................................. 68
2) 绘制时频失配 ................................................................................................................. 69
3) 绘制时频适配 ................................................................................................................. 71
4) 多组件数据 ..................................................................................................................... 73
5) 局部归一化 ..................................................................................................................... 74
27. Visualize Data Availability of Local Waveform Archive(可视化本地波形存档数据的可
用性)..................................................................................................................................... 76
28. Travel Time and Ray Path Plotting(走时和射线路径绘制) .......................................... 76
1) 走时绘制 ......................................................................................................................... 76
2) 笛卡尔射线路径 ............................................................................................................. 77
3) 球形射线路径 ................................................................................................................. 78
4) 多距离射线路径 ............................................................................................................. 79
29. Cross Correlation Pick Correction(交叉相关拾取校正) ................................................ 82
30. Handling custom defined tags in QuakeML and the ObsPy Catalog/Event framework
(在 QuakeML 和 ObsPy 的目录/事件框架中处理自定义标记) ........................................ 85
31. Handling custom defined tags in StationXML with the Obspy Inventory(使用 Obspy I
nventory 处理 StationXML 中的自定义标签) ..................................................................... 88
32. Creating a StationXML file from Scratch (从 Scratch 创建 StationXML 文件) .... 92
33. Connecting to a SeedLink Server(连接到 SeedLink 服务器) ........................................ 94
1) create_client 函数 ........................................................................................................... 95
a) 发送 INFO 请求到服务器 ....................................................................................... 95
b) 从服务器传输数据流 ............................................................................................. 95
2) 高级用法:子类化客户端 ............................................................................................. 96
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朝游碧海暮苍梧
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