利用GST和低频拓展改善面波时频分析

"基于GST和低频拓展的面波时频分析法" 本文主要探讨了一种新的面波分析方法，该方法结合了广义S变换（GST）和低频拓展技术，旨在解决深部薄层辨识的问题。面波是地质勘探中常见的信号类型，其特点是具有频散特性，尤其是深部信号，往往表现为频带窄、能量低的低频子波，这使得对深层结构的识别变得困难。 作者张雷、刘高等人提出，通过使用带有低通滤波函数的广义S变换可以更有效地处理这些面波信号。广义S变换是一种时间-频率分析工具，它能够提供更为精确的时间-频率分布，特别适合处理非平稳信号。在本文中，他们推导出了这种方法的离散表达式，以适用于实际的数字信号处理。 接着，他们采用了吸收衰减补偿法对原始信号进行拓频，这一过程有助于增强低频成分，从而提升深部信号的可辨识度。同时，通过规范方差模修正频谱，可以保护低频信号不被噪声或高频干扰所掩盖，确保了低频信息的准确提取。 在信号处理的最后阶段，通过重构信号并在新时频域内提取频散曲线，可以更清晰地揭示地层的结构分层。这种频散曲线是地层物性分析的重要依据，对于地质构造的识别和理解有着重要作用。 以某黄土滑坡为例，作者对比了本文提出的方法与传统的f-k分析法，结果显示，新方法在提高信号解译精度和深度方面表现优越，且具有良好的适用性。这表明，基于GST和低频拓展的面波时频分析法对于地质勘探特别是深部结构的研究具有显著优势，有助于提升地质灾害预测和地质环境评估的准确性。 关键词涉及的领域包括地质学、面波分析、低通滤波、广义S变换、信号离散化、拓频以及频散曲线。这些关键词反映了研究的核心内容和技术手段，对于相关领域的研究人员来说，提供了新的思路和工具。中图分类号P631则将这项工作定位在地球物理学的地质勘探技术范畴内。 这篇首发论文介绍了一种创新的面波分析技术，通过优化处理低频信号，提高了深部地质结构的解析能力，对地质工程和地质灾害研究具有重要意义。