分形插值法在地电场干扰数据处理中的应用

王兰炜 张兴国 张宇 胡哲

王兰炜,张兴国,张宇,胡哲. 2021. 分形插值法在地电场干扰数据处理中的应用. 地震学报,43(3):350−358 doi: 10.11939/jass.20200137
引用本文: 王兰炜,张兴国,张宇,胡哲. 2021. 分形插值法在地电场干扰数据处理中的应用. 地震学报,43(3):350−358 doi: 10.11939/jass.20200137
Wang L W,Zhang X G,Zhang Y,Hu Z. 2021. Application of fractal interpolation method to geo-electric field interference data process. Acta Seismologica Sinica,43(3):350−358 doi: 10.11939/jass.20200137
Citation: Wang L W,Zhang X G,Zhang Y,Hu Z. 2021. Application of fractal interpolation method to geo-electric field interference data process. Acta Seismologica Sinica43(3):350−358 doi: 10.11939/jass.20200137

分形插值法在地电场干扰数据处理中的应用

doi: 10.11939/jass.20200137
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFF01013700)和中国大陆综合地球物理场观测仪器研发专项(Y201801)共同资助
详细信息
    通讯作者:

    张兴国,e-mail:zxgllp@163.com

  • 中图分类号: P315.72+2

Application of fractal interpolation method to geo-electric field interference data process

  • 摘要: 当地电场和地电阻率同场地观测时,地电场观测会受到地电阻率观测的供电干扰,这类干扰时间短、干扰形态和出现时间固定,影响了地电场观测数据的正常变化形态,给数据分析和地震科学研究造成困难。为解决这一干扰问题,本文在比较分形插值方法与传统插值方法优劣的基础上,采用分形插值方法对受干扰的地电场观测数据进行重建,以提高信号重建的精度。结果表明,采用该方法重建的数据是对原数据很好的近似,可有效地恢复观测数据信息,保持观测数据原有的变化趋势。

     

  • 图  1  2020年2月1日江苏高邮台(a)和陕西宝鸡台(b)受地电阻率供电干扰的地电场观测数据

    Figure  1.  The interference waveforms of geo-electric field at the seismic observatories Gaoyou (a) and Baoji (b) on 1 February 2020

    图  2  高邮台2020年2月1日正常地电场NS向观测数据

    Figure  2.  The curve of normal geo-electric field data of Gaoyou seismic observatory on 1 February 2020

    图  3  高邮台地电阻率供电干扰波形模板

    Figure  3.  The waveform of interference from current for Gaoyou seismic observatory

    图  4  地电场干扰数据模拟曲线

    Figure  4.  The curve of simulated interference data of geo-electric field

    图  5  插值结果与原始数据差值的均方根误差σ

    Figure  5.  The RMS error σ of difference between original data and reconstructed data

    图  6  模拟干扰数据(左)及分形插值处理结果(右)

    (a) 2020年2月7日;(b) 2020年2月25日

    Figure  6.  The curves of simulated interference data (left) and processing result (right)

    (a) On 7 February 2020;(b) On 25 February 2020

    图  7  分形插值数据与原始数据的对比

    (a) 2020年2月7日;(b) 2020年2月25日

    Figure  7.  Comparison of original data with data reconstructed by fractal interpolation

    (a) On 7 February 2020;(b) On 25 February 2020

    图  8  高邮台(a)、宝鸡台 (b)和榆树台(c)受干扰地电场数据(左)及其相应的分形插值结果(右)

    Figure  8.  The actual interference geo-electric field data (left panels) and corresponding fractal interpolation result (right panels) for the seismic observatories Gaoyou (a),Baoji (b) and Yushu (c)

    表  1  插值数据与原始数据差值的均方根误差

    Table  1.   The RMS error of difference between original data and reconstructed data

    序号 数据日期
     年-月-日
    均方根误差σ序号 数据日期
     年-月-日
    均方根误差σ
    拉格朗日插值分形插值拉格朗日插值分形插值
    1 2020-02-01 0.048 0.033 14 2020-02-14 0.034 0.032
    2 2020-02-02 0.039 0.028 15 2020-02-15 0.043 0.028
    3 2020-02-03 0.051 0.028 16 2020-02-16 0.030 0.025
    4 2020-02-04 0.040 0.023 17 2020-02-17 0.040 0.028
    5 2020-02-05 0.030 0.024 18 2020-02-18 0.055 0.028
    6 2020-02-06 0.045 0.027 19 2020-02-19 0.053 0.035
    7 2020-02-07 0.071 0.042 20 2020-02-20 0.038 0.034
    8 2020-02-08 0.054 0.033 21 2020-02-21 0.046 0.023
    9 2020-02-09 0.034 0.030 22 2020-02-22 0.047 0.032
    10 2020-02-10 0.042 0.025 23 2020-02-23 0.031 0.029
    11 2020-02-11 0.043 0.025 24 2020-02-24 0.045 0.023
    12 2020-02-12 0.050 0.026 25 2020-02-25 0.029 0.019
    13 2020-02-13 0.033 0.026
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-14
  • 修回日期:  2020-11-06
  • 网络出版日期:  2021-07-07
  • 刊出日期:  2021-05-15

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