王同利 胡樂銀 宋艷茹

1）北京市地震局，北京 100080

2）中國地震局地震預(yù)測研究所，北京 100036

地震前兆觀測中地電觀測是地震分析預(yù)報中最可靠的觀測方法之一。但隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，觀測數(shù)據(jù)受到了多元化干擾信號的侵襲，給我們在地電觀測數(shù)據(jù)中提取有用的地震信號增加了很大的難度，為了給地電前兆地震分析提供更優(yōu)化的數(shù)據(jù)，課題組將對我局地電阻率觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量做出量化分析及評估。在此基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)處理方法得到地電觀測數(shù)據(jù)的可用信號和干擾信號的大小，再通過實地考察，數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法收集到干擾信號源的變化情況以及干擾信號源所引起的地電觀測數(shù)據(jù)變化大小，然后用數(shù)理統(tǒng)計方法建立識別和分析地電阻率干擾數(shù)據(jù)的處理方法。運用符合數(shù)據(jù)變化的最佳擬合方法剔除或分離地電阻率觀測數(shù)據(jù)中的干擾信號，提取有效數(shù)據(jù)，為北京市地震局地電前兆監(jiān)測預(yù)報分析提供更優(yōu)化的數(shù)據(jù)服務(wù)。

地電觀測干擾情況比較多，比較復(fù)雜。北京地區(qū)地電觀測現(xiàn)在遭受的觀測干擾源主要是城市鐵路和城市作業(yè)。其干擾特征與城市鐵路的運行情況比較吻合：夜間0～5時地電觀測是最平靜的階段，干擾最小，游離干擾也較少；6～23時間段的干擾比較明顯。目前主要選用干擾比較小的時間段，如夜間0～5時的觀測數(shù)據(jù)，對地電數(shù)據(jù)進行長趨勢監(jiān)測預(yù)報分析。為了提高地電觀測數(shù)據(jù)的應(yīng)用實效，以通州地電場觀測數(shù)據(jù)為例，通過建立快速傅里葉變化FFT能量譜計算模型對地電觀測信號的大小和外界環(huán)境干擾信號的影響大小量化，建立簡單的地電數(shù)據(jù)剔除干擾信號的方法和提取有效數(shù)據(jù)方法，還原和恢復(fù)地電觀測數(shù)據(jù)的天然變化。在數(shù)據(jù)處理過程中，將同頻段的觀測數(shù)據(jù)用Matlab軟件編程進行數(shù)據(jù)處理及FFT分析頻譜轉(zhuǎn)換，然后再用Origin軟件對頻譜數(shù)據(jù)進行矩陣轉(zhuǎn)換、二次數(shù)據(jù)處理和圖像繪制。圖1是城鐵干擾主要特征頻譜圖。其中，在城鐵干擾比較小的時間段的地電場觀測數(shù)據(jù)的頻譜特征，如圖1（左），混疊城鐵干擾的地電場觀測數(shù)據(jù)的頻譜特征，如圖1（右）所示。

比較分析，我們可以看到，通州臺在城鐵干擾數(shù)據(jù)的頻譜范圍比較寬，幾乎覆蓋了地電場正常觀測的頻段，且能量比較大（大于1 000 Mev）。利用這一特征，可以將地電場采集的觀測數(shù)據(jù)1 000 Mev的能量數(shù)據(jù)作為本底數(shù)據(jù)，超出這部分能量范圍的能量數(shù)據(jù)就是干擾源引發(fā)的干擾數(shù)據(jù)，以便能夠從地電觀測數(shù)據(jù)中對城鐵等產(chǎn)生的干擾數(shù)據(jù)進行剝離。

圖1 通州地震臺地電場NS測項數(shù)據(jù)能量圖