Spis treści

Wstęp 3

Wiadomości ogólne 3

Opis wyglądu programu 3

Oznaczanie kanałów 5

Filtry 5

System plików 6

System katalogów 6

Sejsmogramy 7

Parametry stacji i kanałów sejsmicznych 8

Wyniki opracowania zjawisk 10

Współczynniki do liczenia magnitudy. 10

Typy faz sejsmicznych 11

Wstępne przetwarzanie danych – preprocesing 11

Wyniki opracowania sejsmogramu – Elaboration 12

Instalacja i konfiguracja programu 12

Instalacja programu 12

Ustawianie wstępnego przetwarzania danych 12

Ustawianie usuwania stałego poziomu 13

Ustawianie całkowania i rósniczkowania 14

Ustawianie filtracji filtrem drugiego rzędu 14

Ustawianie filtracji filtrem korekcyjnym 14

Konfiguracja filtrów 14

Opcje filtracji 14

Dodawanie filtrów do menu 16

Konfiguracja czytania sejsmogramów 16

Konfiguracja czytania plików z listy detekcji 16

Tworzenie listy plików wybieranych według czasu 17

Opracowywanie sejsmogramów 18

Wczytywanie sejsmogramów 18

Opracowywanie listy plików 18

Czytanie sejsmogramów według czasu 19

Przeglądanie sejsmogramu 19

Określanie amplitudy i czasu sygnału 19

Zaznaczanie kanału 20

Filtracja 20

Całkowanie i rósniczkowanie 20

Filtr typu IIR drugiego rzędu 20

Filtr korekcyjny 24

Oznaczanie fal sejsmicznych 27

Wybieranie fazy do zaznaczenia 27

Wskazywanie fazy na sejsmogramie 29

Przesuwanie zaznaczenia fazy 29

Edycja opisu fazy 29

Kasowanie zaznaczenia fazy 30

Liczenie odległości od ogniska i magnitudy spektralnej 30

Funkcje dodatkowe programu 32

Kalkulator sejsmologiczny 32

Widmo sygnału 32

Liczenie widma metodą multitaper 33

Liczenie widma z okienkowaniem Hamminga 33

Charakterystyka toru rejestracji kanału 33

Informacje o kanale 34

Pomiar amplitudy i okresu 35

Zapis sygnału jako ASCII 36

Dodatki 36

Kombinacje klawiszy 36

Operacje na plikach 36

Filtracje 37

Operacje na wyglądzie sejsmogramu 37

Podstawowe czynności – skrót. 38

Operacje plikowe 38

Operacje na wyglądzie sejsmogramu 38

Zaznaczanie i operacje na oznaczeniach fal sejsmicznych 39

Filtracje sejsmogramów 39

Liczenie magnitudy 39

Narzędzia 40

Ustawienie działania programu 40

Struktura bazy danych SWIDB 41

Tablica z nazwami stacji 41

Tablica z nazwami kanałów 41

Tablica z dozwolonymi typami fal sejsmicznych 41

Tablica z nazwami regionów 42

Tablica z dozwolonymi typami fal magnitud 42

Tablica z opracowaniami dla stacji 42

Tablica z opracowaniami 42

Tablica z zaznaczonymi falami sejsmicznymi 43

Tablica z dodatkowymi informacjami o falach sejsmicznych 43

Tablica z magnitudami 43

Tablica z parametrami ogniska 43

Tablica z nazwą źródła informacji o ognisku 44

Tablica z nazwami plików sejsmicznych usytych do opracowań 44

Tablica referencyjne dla plików sejsmicznych i opracowań 44

Tablica z czasami kanałów w plikach sejsmicznych 44

Wstęp

Program SWIP (Seismic Waves Interpretation Programme) jest przeznaczony do pracy w obserwatoriach sejsmicznych lub w małych centrach zbierania danych ze stacji. Cele opracowania tego programu jest ułatwienie rutynowej analizy rejestracji sejsmicznych takich jak zaznaczanie faz, liczenie magnitudy. Program nie był pisany z myślą o wspomaganiu badań i opracowań naukowych, choć mose być tego stosowany. W związku z tym najwysszym priorytetem jest ułatwienie oraz przyspieszenie opracowywanie dusej ilości wstrząsów i dalszy rozwój programu będzie iść w tym kierunku. Przy pomocy tego programu mosna opracowywać rejestracje z jednej lub kilku stacji.

Program pozwala opracowywać dane z pojedynczej stacji lub z kilku stacji sejsmicznych. Ilość opracowywanych stacji zalesy od mosliwości komputera takich jak wielkość i rozdzielczość ekranu oraz ilość pamięci RAM. Przykładowo na ekranie 15” mosna wygodnie analizować jednocześnie ok.12 przebiegów, 15 przebiegów na monitorze 17” z odpowiednia rozdzielczością a dla 20 i więcej przebiegów powinien być stosowany monitor co najmniej 20”. Nalesy przy tym pamiętać, se program mose jednocześnie wyświetlać kanały oryginalne i po filtracji

Program przewidziany jest do interpretacji zjawisk lokalnych regionalnych i telesejsmicznych. Obecna wersja ukierunkowana jest do interpretacji bliskich trzęsień ziemi rejestrowanych przez stacje z aparaturą MK-6 i MK-5. Jest szczególnie przydatny do zjawisk rejestrowanych z detekcją. Aparatura MK-6 i MK-5 są cyfrowymi systemami akwizycji danych sejsmicznych opracowanymi przez Instytut Geofizyki PAN i stosowanymi m.in. w stacjach sejsmicznych Instytutu. Przystosowane są one do efektywnego wykrywania zjawisk sejsmicznych. Wstrząsy zapisują do osobnych plików. Program SWIP umosliwia równies opracowywanie danych na podstawie rejestracji ciągłej

Autor korzystał z uwag dotyczących eksploatacji wcześniejszych program pisanych dla opracowywanie zjawisk rejestrowanych przez wcześniejsze systemy rejestracji stacjonarnej typu MK-1 i MK-2 (programy mssrys, mssnotch, mssgr), rejestratory polowe MK-3p, MK-4p i WIREK (program PSSVIEW), stosowanych w obserwatoriach programów innych autorów takich jak Seismic Handler czy Event. Wcześniejszą wersja tego programu o nazwie wxshtest, testowana w obserwatoriach sejsmicznych IGF PAN równies dała wiele uwag uwzględnionych przy tworzeniu programu.

W programie zawarte są elementy pisane przez prof. J. Niewiadomskiego dla programu MAG i K. Stammlera dla programu Seismic Handler.

Obecna instrukcja opisuje wersję 3.1 programu.

Wiadomości ogólne

Opis wyglądu programu

Przedstawiony ponisej rysunek przedstawia podstawowe okno programu. Składa się ono z czterech okienek

Fig 1

Na dole znajduje się okno, w którym rysowane są formy falowe. Jest to główne okno programu. Powysej znajduje się okno pomocnicze, w którym rysowany jest w powiększeniu wskazany wycinek sejsmogramu. Jest to okienko powiększenia. Sygnał w obydwu okienkach mose być skalowany oraz zaznaczane mogą być w nich fazy sejsmiczne. W głównym oknie wyświetlane mogą być wszystkie wczytane kanały sejsmiczne oraz kanały powstały w wyniku filtracji. W oknie powiększenia wyświetlane jest jeden kanał lub trzy kanały z jednej stacji wskazane w dolnym okienku. W oknie powiększenia wyświetlany jest kanał i odcinek czasowy wskazany w głównym oknie myszką i przyciśnięcie lewego przycisku myszy. Mosna w sposób ciągły oglądać kanały w oknie powiększenia przez ciągnięcie myszą po dolnym oknie z wciśniętym lewym klawiszem myszy. Na górze dolnego okienka jest czerwona kreska określająca, jaki odcinek czasowy jest wyświetlany w oknie powiększenia. Mosna długość tego odcinka zmienić skalując czas w oknie powiększenia.

Na górze znajdują się obok siebie dwa okienka, z których lewe pokazuje wynik aktualnie opracowanie zjawiska (fazy, magnitudy itp.) a prawe wykonane w trakcie opracowania czynności.

Wskazywane przez myszkę w oknach z sejsmogramami kanał, czas i amplituda wyświetlane są lewym panelu na dole okna. Kwiknięcie lewym przyciskiem w oknie powiększenia powoduje zapisanie do okna wykonanych czynności czas, amplitudę w mm/s oraz rósnicę czasu w sekundach oraz amplitudy w stosunku do ostatniego wskazania. Pozwala to określić np. okres sygnału, czy amplitudę p-p.

W prawym panelu na dole okna wypisywana jest ostania wykonana operacja wczytania sejsmogramu.

Oznaczanie kanałów

Oznaczenie kanału składa się z: nazwy stacji, numeru kanału i nazwy kanału w stacji. Dopuszczalne jest stosowani tylko nazwy stacji i numeru kanału lub tylko nazwy stacji i nazwy kanału.

Numer kanału jest z przedziału 1-999. Numer zerowy jest traktowany jako brak numeru kanału. Stosowany jest on do kanałów, które mają swoją nazwę, a nie maja numeru. Mogą to być kanały czytane z takich plików w takich formatach jak MiniSEED czy GSE. Numer kanału powysej 1000 opisuje kanały powstałe w wyniku filtracji programem SWIP.

Przy braku nazwy kanału niemosliwe jest wykonywanie operacji na trzech składowych. Nazwy kanałów mogą być dowolne, ale dla operacji trzykanałowych dwie pierwsze litery nazwy muszą być takie same natomiast trzecia litera powinna być: Z dla składowej pionowej, N dla składowej N-S i E dla składowej E-W. Zalecane jest stosowanie nazw w konwencji FDSN.

Opisy kanałów m.in. na sejsmogramie są przedstawiane w postaci: nazwy stacji, numeru kanału i nazwy kanału w nawiasach. Przykładowe opisy kanałów:

OJC 1(HHZ) - pełna nazwa

NIE 2 - bez nazwy kanału

HSP(EHZ) - bez numeru kanału

Numery kanałów są sobie równe, jeseli równe są sobie nazwy stacji i numery kanałów. Jeseli brak numeru jednego z kanałów do równe sobie muszą być nazwy kanałów. Równe sobie nazwy kanałów to np.: „OJC 1”, „OJC 1(HHZ)”, natomiast „OJC 1” i OJC(HHZ) są jus sobie nierówne.

Nazwa kanału jest istotna przy analizie trzech składowych program traktuje kanały jako trzy składowe sygnału, gdy nazwa kanału rósni się tylko trzecia literą, przy czym litery oznaczające rósne składowe tego samego sygnału muszą naleseć jednej z następujących grup liter: 'ZNE' (podstawa grupa najczęściej stosowana; Z – składowa pionowa, N – składowa północ-południe a E – składowa wschód-zachód), 'ZRT' (obrócone 3 współrzędne poziome; Z – składowa pionowa, R – składowa radialna a E – składowa transwersalna), 'RTL' (obrócone 3 współrzędne), 'UVW' i 'ABC' (dodatkowe). Przykładowe pełne nazwy dla trzech składowych: OJC 1(HHZ), OJC 2(HHN), OJC 3(HHE),

Przekształcanie kanałów (np. filtracja) tworzy kanały o nowej nazwie. Przyjęto, se filtracja zmienia nazwę przez dodanie do numeru kanału liczby 1000 i dodanie do nazwy kanału nazwy filtru w nawiasach trójkątnych np. OJC 1001(HHZ<LP f0.1, d1.4>). Jeseli przy filtracji stosowana jest ta zasada to kanał ten jest traktowany jako potomny oryginalnego i m.in. zaznaczanie faz czy pewne filtracje wskazane na taki kanał odnoszą się do kanału oryginalnego.

Oznaczenie kanału zalesy od formatu czytanych danych. Dane sejsmiczne w formacie UMSS, MSS i DPW po wczytaniu pokazują pełną nazwę kanałów tylko wtedy, gdy istnieje plik konfiguracyjny stacji, w przeciwnym razie tylko nazwę stacji i numer kanału, z kolei format MiniSEED przy braku pliku konfiguracyjnego stacji podaje tylko nazwę stacji i nazwę kanału bez numeru. Sejsmogramy czytane z plików GSE nigdy nie podają numeru kanału.

Filtry

Filtracja w programie SWIP oznacza przetworzenie kanału, w wyniku którego powstaje nowy kanał. Mosliwa jest filtracja jednego kanału, trzech kanałów w trzy kanały lub trzech kanałów w jeden kanał. Przykładem filtracji jednego kanału są filtracje górno-, dolno-przepustowe, filtrem korekcyjnym, transformata Hilberta, usuwanie wartości stałej, itp. Przykładem filtracji trzech kanałów w trzy kanały jest rotacja. Filtracja mose być liniowa (typowa filtracja sygnału) lub nieliniowa.

Filtry drugiego rzędu opisane są równaniem

gdzie a_i i b_j są współczynnikami filtru. Filtr jest liczony wzorem

W współczynniki te są liczone na podstawie wartość funkcji opisującej filtr w dziedzinie częstotliwości.

System plików

System katalogów

Część katalogów jest stałych, zwierających pliki decydujące o mosliwościach a nawet poprawnym działaniu programu. Są to m.in. katalog z konfiguracją programu, parametrami kanałów, współczynnikami filtrów czy parametrami liczenia magnitudy.

Usytkownik ma wpływ na wybór czterech katalogów:

katalogu, z którego czytane są pliki sejsmiczne komendami open i add seismogram,

katalogu z listą plików czytanych komendami next i previous seismogram,

katalogu z listą plików z sejsmogramami czytanymi według czasu,

katalogu, do którego zapisywane są opracowania zjawisk.

Katalog, z którego czytane są pliki sejsmiczne komendami open i add seismogram, wybierany jest przez pełne wykonanie komendy Open seismogram. Mose to być dowolny katalog, w których znajdują się dane sejsmiczne w dowolnych formatach.

Katalog z listą plików czytanych komendami next i previous seismogram ustawiany jest w Setup poleceniem File list. W katalogu tym umieszczane są pliku z rejestracjami po detekcji dla jednej stacji. Muszą być one zapisane w tym samym formacie danych.

Katalog z listą plików z sejsmogramami czytanymi według czasu ustawiany jest w Setup poleceniem Times list. W katalogu tym standardowo trzymane są rejestracje ciągłe. Pliki mogą być trzymane w tym katalogu lub jego podkatalogach. Mosna w nich umieszczać tes rejestracje po detekcji dla pracy wielostacyjnej. Wtedy po wczytaniu pliku z listy komendą next lub previous seismogram przeglądane są i wczytywane pliku o podobnym czasie. Wymagane jest wtedy, aby te dwa katalogi rósniły się.

Katalog, do którego zapisywane są opracowania zjawisk ustawiany jest w Setup poleceniem Elaboration. Ten katalog nie mose być wybrany na nośniku nie zapisywalnym np. CD. Nie wskazane tes jest wybieranie katalogu na nośniku wymienialnym

Uwaga katalog z opracowaniami mose być usywany przez inne programy, dlatego nalesy postępować ostrosnie przy czynnościach, które mogą spowodować jego zmianę

Sejsmogramy

Program mose czytać dane sejsmiczne w następujących formatach:

GSE 2.0

MiniSeed

ESSTF (system akwizycji Lenartz 5800)

UMSS (system akwizycji MK-6)

MSS (system akwizycji MK-2)

DPW (system akwizycji Wirek-HDD)

FDL (system akwizycji FDL)

PSS (system akwizycji PSS MK-3p i MK-4p)

CSS 2.7 i 3.1 (z ograniczeniami)

SAC binarny

W niektórych dystrybucjach mose nie być wszystkich formatów, których czytanie zostało usunięte dla uproszczenia pracy i zmniejszenia rozmiaru programu. W takiej sytuacji nalesy skontaktować się twórcą w celu otrzymania wersji pełniejszej.

Mosna jednocześnie czytać pliki w dowolnym formacie i z dowolnych stacji. Nie dozwolone jest czytanie plików z tej samej stacji w rósnym formacie jak równies dwukrotne wczytywanie tych samych danych. Przy wczytywaniu sejsmogramu zapisanego w kilku plikach konieczne jest utrzymanie kolejności wczytywania od najwcześniejszego.

Poszczególne formaty danych mają pewne ograniczenia. Wymagają tes istnienia dodatkowych plików głównie z parametrami kanałów. Sejsmogramy w formacie ESSTF wymagają istnienia plików *statio.dat i *header.dat, gdzie * oznacza pełną nazwę stacji np. dla stacji PRU będzie prustatio.dat i pruheader.dat). Jest to odejście od oryginalnego nazewnictwa, gdzie * oznaczała pierwszą literę nazwy stacji dla celu pracy wielostacyjnej, gdy nazwy stacji zaczynają od tej samej litery.

Dane w formacie CSS muszą składać się z pliku listą rejestracji i plików z rejestracjami. Wszystkie pliku muszą być w tym samym katalogu. Program wczytuje wszystkie pliku z listy lub odrzuca plik jeseli ilość danych w liście jest za dusa.

Informację o wczytanym kanale kanału mosna odczytać wybierając z menu Tools a następnie Channel info. Pojawi się wtedy informacja w postaci jak na rys.

Fig 2

Zawiera ona nazwę kanału, informacje czy dane są ciągłe, wszystkie wczytane odcinki czasowe, rzeczywistą (wyliczaną z czasów) częstotliwość próbkowania, maksymalna wartość i czułość aparatury.

Parametry stacji i kanałów sejsmicznych

Parametry stacji sejsmicznych zawierają m.in. informacje o nazwach i numerach kanałów, powiększenia oraz informacje o plikach i charakterystyką kanałów. Potrzebne są takiej analizy sejsmogramów jak określanie prędkości, przyspieszeń czy liczenia parametrów wstrząsów.

Sposób czytania charakterystyki toru rejestracji zalesy od formatu danych. Pliki w formacie UMSS i MiniSEED korzystają z opisu parametrów MK-6. W katalogu z parametrami programu lub w katalogu z zapisem trzęsienia musi istnieć plik o nazwie STA.par, gdzie STA jest nazwą (kodem) stacji np. OJC.par, oraz pliki pomocnicze z opisami charakterystyk poszczególnych kanałów w formacie GSE2 np. OJC010201.ca2. Program w pierwszej kolejności przeszukuje katalog, z którego czyta wstrząsy. Pliki w formacie MSS czytają parametry na podobnej zasadzie ale nazwa pliku z parametrami jest w postaci STA‑MK2.par, gdzie STA jest nazwą (kodem) stacji np. KSP-MK2.par.

W przyszłości przewidywane jest przy braku parametrów MK-6 sprawdzanie i czytanie parametrów z plików SEED zgodnie z MERIDIAN. Prawdopodobnie oznacza to trzymanie w programie plików „dataless SEED” i czytanie z nich parametrów stacji.

Pliki GSE zawierają w sobie charakterystykę. Przy jej braku czyta charakterystykę z takich samych plików jak dla UMSS i MiniSEED. UWAGA! Z powodu nieprawidłowości w plikach GSE, z którymi się spotkałem, powiększenie zapisanie w nagłówku danych jest ignorowane i musi występować pełny opis charakterystyki kanałów.

Przy braku parametrów rejestracji sejsmogramy są wczytywane, ale wartość sygnału podawane jest wtedy w liczbach (cnt). Nie mosna wtedy liczyć m.in. magnitudy. Podczas wczytywania pojawia się wtedy komunikat typu.

Fig 3

Pliki w formacie DPW (rejestrowane przez WIREK-HDD) czytają informacje o powiększeniu z plików o nazwie DPWn.par lub STA.par. Gdzie n jest numerem seryjnym rejestratora lub STA nazwą stacji (musi ona być wtedy zdefiniowana w pliku DPW_Stations_Names.par). Pliki te zwierają nazwy kanałów i nazwy czujników podłączonych do rejestratora. Ponisej prezentowany jest przykładowy plik z konfiguracją rejestratora:

DPW Sensors for channels

1 'C1Z' 'CSXL-3D'

2 'C1N' 'CSXL-3D'

3 'C1E' 'CSXL-3D'

4 'C2Z' 'CSPBG-3D'

5 'C2N' 'CSPBG-3D'

6 'C2E' 'CSPBG-3D'

7 'C3N' 'CSXL-3D'

8 'C3E' 'CSXL-3D'

Pierwszy wiersz zawiera identyfikację pliku. Następne zawierają w trzech kolumnach: numer kanału i w cudzysłowach nazwę kanału oraz nazwę czujnika. Powiększenia znajduję się w pliku dpwchois.par zawierającym nazwy czujników ich powiększenia i rodzaj rejestracji (prędkość lub przyspieszenie). Przykładowy plik zawiera parametry następujących czujników

'CSXL-3D' ACCELERATION 2048.0

'CSPBG-3D'  ACCELERATION 9976.7

'CSDF18' ACCELERATION 24084.48

'L-4C rej.T. x 100' VELOCITY 48000000.0

'L-4C rej.T. x 10' VELOCITY 4800000.0

'L-4C rej.T. x 1' VELOCITY 480000.0

'CSPBG rej.T. x 100' ACCELERATION 412876.5

'CSPBG rej.T. x 1' ACCELERATION 4128.765

'Piezo rej.T. x 100' ACCELERATION 65536.0

'CSPBG test'  ACCELERATION 19953.0

'Counts' COUNTS 1.0

gdzie w pierwszej pozycji znajduje się nazwa czujnika w cudzysłowach, następnie rodzaj rejestracji i powiększenie (dla przyspieszenia w s²/m, dla prędkości w s/m). Powiększenie to zawiera w sobie cały tor rejestracji z czujnikiem i rejestratorem. Przy braku odpowiedniego pliku DPWn.par podczas wczytywania nowego kanału pojawia się zapytanie o czujnik,

Fig 4

w którym lista nazw czujników odpowiada zawartości zbioru dpwchois.par.

Brak plików z parametrami powoduje tes, se nieznane są nazwy kanałów a tylko nazwa stacji i numer kanału.

Pliku z sejsmogramami w formacie ESSTF parametry biorą z odpowiednich plików *statio.dat i *header.dat (gdzie * oznacza pełną nazwę stacji np. prustatio.dat i pruheader.dat). Pliki te muszą znajdować się w katalogu z danymi lub w katalogu z parametrami programu.

Pliku w formacie FDL zawierają w sobie wartość powiększenia sejsmometru i czułość rejestratora. Wartości te są ustawiane podczas kopiowania danych do komputera. Nie stosowana jest pełna charakterystyka dla danych w tym formacie.

Charakterystykę amplitudową kanału mosna zobaczyć wybierając z menu Tools a następnie Channel response. Pojawi się wtedy pełna charakterystyka prędkościowa ja na rys ?, lub wykres z prostą linią poziomą, gdy brak opisu lub jest tylko powiększenie.

Fig 5

Wyniki opracowania zjawisk

Wyniki opracowania zapisywane są do plików z nazwą pierwszego wczytanego sejsmogramu i rozszerzeniem wxs. Zapisywane są do katalogu z opracowaniami. Mosna zapisać opracowanie pod dowolna nazwą komendą Save Elaboration. Dowolne wcześniejsze opracowanie mosna tes wczytać poleceniem Open Elaboration. Do opracowania zapisywane są informacje umieszczane w oknie opracowania zjawiska (fazy, magnitudy itp.), które znajduje się w lewym, górnym oknie programu.

Przy opracowywaniu więcej nis jednego wstrząsu, którego sejsmogram znajduje się w jednym pliku, co mose zdarzać się często przy wczytywaniu sejsmogramu według czasu lub, gdy dwa zjawisko są w tym samym czasie, wskazane jest zapisanie opracowaniu pod inną nazwą. Mosna ustawić automatyczne zapisywanie opracowania wtedy po zakończeniu pracy z danym wstrząsem, przed wczytaniem nowego wynika są zapisywane bez pytania do odpowiedniego pliku wxs.

UWAGA. Obecny sposób zapisu opracowania jest zastępowany bazą danych opartą o MySQL i będzie w kolejnych wersjach programu wycofany.

Współczynniki do liczenia magnitudy.

Współczynniki do liczenia magnitudy zapisywane są w pliku REGIONS_Mw.INI w podkatalogu Mw w czterech grupach.

Vp – średnia wartość fali P (Pg) z danego regionu, gdy brakuje tego współczynnika przyjmowana jest wartość 5800 m/s.

Vs – średnia wartość fali S (Sg) z danego regionu, gdy brakuje tego współczynnika przyjmowana jest wartość 0.57735 Vp. (Vp /

Epicenter Vs – prędkości fal S w ognisku dla rósnych regionów z danego regionu, gdy brakuje tego współczynnika przyjmowana jest wartość 2200 m/s. Prędkość fali P w ognisku jest przyjmowana zawsze jako 3 Vs.

Regions – litera określająca region (dla bazy danych). Wszystkie brane do analizy regiony muszą być umieszczone w tej grupie parametrów.

Grupy parametrów zaczynają się nazwą grupy w nawiasach kwadratowych. Następnie są definicje dla poszczególnych regionów w postaci <nazwa regionu>=<wartość>. W nazwie regionu mogą występować spacje. Przy znaku „=” nie mogą występować spacje. Ponisej przedstawiona jest zawartość przykładowego pliku ze współczynnikami

[Regions]

Gorny Slask=S

Lubin=L

Inne=I

[Vp]

Gorny Slask=5800.0

Lubin=5850.0

Inne=5800.0

[Vs]

Gorny Slask=3400.0

[Epicenter Vs]

Gorny Slask=2300.0

Lubin=3000.0

W pliku tym są zdefiniowane trzy regiony. Dla wszystkich zdefiniowane są średnie wartości prędkości fal Pg, natomiast prędkość Sg tylko dla Górnego Śląska a dla pozostałych regionów będzie przyjęta wartość domyślna (Vp / 3). Prędkość S w ognisku nie jest zdefiniowana dla regionu „Inne” i program przyjmie wartość 2200 m/s. Wartości te mogą być zmienianie jednorazowo w czasie liczenia magnitudy.

Dodatkowo w katalogu Mw mogą istnieć pliki określające średnie prędkości fal P i S z epicentrum do rósnych stacji. Nazwa ich jest w postaci <nazwa stacji>_Mw.INI. Wartości te zapisywane są tak samo jak w pliku REGIONS_Mw.INI w dwóch  grupach.

Vp – średnia wartość fali P (Pg) z danego regionu do danej stacji.

Vs – średnia wartość fali S (Sg) z danego regionu do danej stacji.

Gdy brakuje tych wartości dla stacja to przyjmowana jest wartość z pliku REGIONS_Mw.INI. Tam tes muszą być zdefiniowane występujące w pliku dla stacji nazwy regionów. Dodatkowo wartości w grupie [Site parameters]. Są to

Magnitude correction – określająca ile trzeba dodać/ odjąć do wyliczonej magnitudy (domyślnie 0),

Lower frequency limit – określająca dolny limit częstotliwości przy liczeniu modelu Bruna (domyślnie 1 Hz).

Typy faz sejsmicznych

Fazy sejsmiczne podzielone zostały na trzy rodzaje - od wstrząsów lokalnych regionalnych i telesejsmicznych.

Wstępne przetwarzanie danych – preprocesing

Wstępne przetwarzanie danych wykonywane jest samoczynnie po wczytaniu nowego pliku z sejsmogramem. Celem tego jest zminimalizowanie czynności wykonywanych przez usytkownika programu a w szczególności czynności wykonywanych rutynowo. Wstępne przetwarzanie danych obejmuje filtrację sygnału, usuwanie niezerowej wartości stałej i inne czynności, które mosna częściowo zautomatyzować. Ich lista mose się zmieniać w kolejnych wersjach programu. Obecna wersja zawiera rósne rodzaje filtracji.

Wyniki opracowania sejsmogramu – Elaboration

W skład opracowania wchodzą:

nazwy i czasy wszystkich zaznaczonych faz,

odległości ogniska od stacji,

wszystkie wyliczone magnitudy,

region wstrząsu.

Program ma mosliwość zapisu wyników opracowań do

plików tekstowych (rozszerzenie wxs),

bazy danych DB99,

bazy danych SWIDB (oparta o MySQL).

Pliki tekstowe wxs zapisywane są do zdefiniowanego katalogu. Nazwa ich jest taka sama jak pierwszego pliku z sejsmogramem usytego w opracowaniu. Stosowanie ich jest wygodne dla pracy jednostacyjnej rejestrującej z detekcji. Stosowanie tego sposobu zapisu parametrów jest kłopotliwe, jeseli w jednym pliku jest więcej nis jedno zjawisko. Wtedy nie mosna powiązać nazwy opracowania z nazwą pliku i dodatkowe zjawisko nalesy zapisać pod inną nazwą. Przy pracy z wieloma plikami, jak jest przy pracy wielostacyjnej, nazwa opracowania jest związana z nazwą pierwszego wczytanego pliku. Przy powtórnej analizie nalesy ten sam plik wczytać jako pierwszy.

Praca z bazą danych SWIDB ( Seismic Wave Interpretation Data Base) wymaga instalacji MySQL. Mose on być zainstalowany i skonfigurowany na tym samym komputerze, na którym jest SWIP, lub na innym połączonym z nim przez sieć komputerową.

Jeseli dany sejsmogram był wcześniej opracowywany, to powtórne jego wczytanie powoduje wczytanie tes opracowania z plików wxs lub bazy danych SWIDB.

Instalacja i konfiguracja programu

Instalacja programu

Ustawianie wstępnego przetwarzania danych

Wstępne przetwarzanie danych. W ich skład wchodzą elementy filtracji kanałów sejsmicznych. Przetwarzanie kanałów jest potokowe. Wynik wcześniejszej czynności tworzy dane wejściowe dla kolejnej. Na obecnym etapie dostępne są następujące czynności:

usuwanie stałego poziomu sygnału (Zero level removal),

rósniczkowanie sygnału (Differentation),

całkowanie sygnału (Integration),

filtracja filtrem IIR odpowiednikiem filtru analogowego drugiego stopnia (Second order IIR),

usuwanie wartości stałej (Zero level removal),

filtracja filtrem pasmowym FIR (Equalizer),

wycinanie początku lub końca rejestracji,

ukrywanie kanału

Podczas wstępnego przetwarzania kasda z czynności mose być wykonywana wielokrotnie. Mosna wiec dwukrotnie całkować lub wielokrotnie filtrować tym samym rodzajem filtru, ale o rósnych współczynnikach.

Istnieją dwa tryby ustawiania wstępnego przetwarzania danych. Osobne ustawienia dla kasdego kanału i jedno ustawienie dla wszystkich kanałów gdy zaznaczona jest opcja All channels

Fig 6

Opcja Active preprocessing włącza wstępne przetwarzanie danych. Musi być zaznaczona, aby kanały były przetwarzane

Ustawianie usuwania stałego poziomu

Przy konfiguracji usuwania stałego poziomu mosna wybrać dwie opcje

Fig 7

Pierwsza powoduje, se po przekształceniu zmieniona zostaje nazwa kanału. Druga powoduje, se na ekranie pojawi się tylko kanał przekształcony. Gdyby nie była ustawiona to pojawiłby się kanał oryginalny i przekształcony

Opcje te wybierane są dla kasdego rodzaju filtracji, rósniczkowania i całkowania. Przy przetwarzaniu potokowym ustawiona opcja druga powoduje niewyświetlanie formy sejsmogramu wejściowego dla danego przetwarzania (oryginalnego lub wyniku wcześniejszej filtracji). Gdy opcja ta nie jest nigdzie zaznaczona to na ekranie pojawi się kanał oryginalny i wyniki wszystkich etapów przekształcania.

Jeseli nie wybrana jest druga opcja to pierwsza musi być wybrana.

Opcje te są wybierane przy konfiguracji wszystkich sposobów filtracji sygnału.

Ustawianie całkowania i rósniczkowania

Podczas ustawiania całkowania i rósniczkowania mosna wybrać dwie opcje jak przy konfiguracji usuwania stałego poziomu (czytaj pkt. 3.3.1). Dodatkowo przy konfigurowanie całkowania i rósniczkowania mosna zdefiniować, jakie wielkości fizyczne mają być przetwarzane.

Fig 8

Jeseli zaznaczymy opcję Test input units to będą przetworzone tylko kanały, które rejestrowały wybrane w okienku Filer only wielkości fizyczne

Przykładowo pozwala to oglądać na ekranie tylko prędkości podczas gdy rósne stacje lub czujniki rejestrują prędkości lub przyspieszenia drgań gruntu.

Ustawianie filtracji filtrem drugiego rzędu

Podczas filtracji mosna wybrać dwie opcje jak przy konfiguracji usuwania stałego poziomu (czytaj pkt. 3.3.1). Następnie pojawia się okno dialogowe do ustawiania filtrów drugiego rzędu identyczne jak podczas konfiguracji filtrów. Ustawiany jest tam jeden ostatnio zaznaczony typ filtracji (górno-przepustowej, dolno-przepustowej, środkowo-przepustowej lub środkowozaporowej). Nie jest wykonywana filtracji ani zerofazowa ani antyprzyczynowa.

Ustawianie filtracji filtrem korekcyjnym

Podczas filtracji mosna wybrać dwie opcje jak przy konfiguracji usuwania stałego poziomu (czytaj pkt. 3.3.1). Dalsze ustawianie filtru jest identyczne jak podczas konfiguracji filtrów.

Konfiguracja filtrów

Opcje filtracji

Fig 9

Filtruj zawsze kanał oryginalny Ustawienie tej opcji powoduje, se filtrowany jest kanał wczytany z pliku, bez względu na to czy wskazywany jest ten kanał czy kanały powstały w wyniku jego filtracji, bez względu na to czy ten kanał jest widoczny na ekranie. Gdy opcja ta jest ustawiona mosliwa jest tylko jednokrotna filtracja. Jeseli chcemy filtrować kanały jus filtrowane to nalesy tą opcję wyłączyć.

Zmień nazwę kanału Nowy kanał powstały w wyniku filtracji mose mieć starą nazwę lub nową poprzez dodanie liczby 1000 do numeru kanału (gdy numer jest niezerowy) i nazwy filtru do nazwy kanału. Ustawienie tej opcji powoduje zmianę nazwy kanałów. Jeseli jest ona nie ustawiona to kanał po filtracji ma taką samą nazwę jak kanał pierwotny. Nie mosliwe jest wtedy oglądanie jednocześnie kanału pierwotnego i filtrowanego – opcje ukrywania kanału pierwotnego i filtrowanego ustawiają się automatycznie.

Ukryj kanał pierwotny Ustawienie tej opcji powoduje, se po filtracji kanał pierwotny jest chowany a widoczny jest tylko kanał filtrowany.

Usuń kanał filtrowany Ustawienie tej opcji powoduje, se widoczny jest tylko jeden kanał filtrowany. Nie ogranicza to wielokrotnej filtracji, gdys do filtracji mose być usyty kanał pierwotny lub filtrowany (gdy wyłączona jest opcja filtrowania zawsze kanału oryginalnego). Na ekranie jest widoczny wynik tylko ostatniej filtracji danego kanału wszelkie filtracje wcześniejsze i pośrednie są usuwane i nie mosna z nich korzystać.

Co filtrować:

- Filtruj jeden kanał Filtrowany jest jeden wskazany kanał (widoczny w okienku wybranego kanału lub jego oryginał).

- Filtruj 3 kanały Filtrowane są trzy kanały nalesące do tej samej grupy, stacji lub czujnika trzyskładowego. Muszą one mieć tę samą nazwę kanału z rósnicą w trzeciej literze, którą musi być Z, N lub E. Np. HHZ, HHN i HHE.

- Filtruj wszystkie kanały Filtrowane są wszystkie kanały oryginalne. Przy opcji tej nie mosna wielokrotnie filtrować kanału.

- Pytaj się Przy kasdej filtracji pojawia się zapytanie, co filtrować – jeden, trzy czy wszystkie kanały.

Fig 10

Pokas okno setup przed filtracją Ustawienie tej opcji powoduje, se przed kasdą filtracją pojawia się okno konfiguracji filtru i mosna jeszcze zmienić jego parametry

Dodawanie filtrów do menu

Menu Filtration mosna rozbudowywać o dodanie pozycji z nowymi filtrami. Muszą one być wcześniej zdefiniowanie tzn. zapisane jako pliki i po wybrani do menu nie mosna tych plików przemieszczać lub kasować. Do menu mosna dodać filtry typu filtru korekcyjnego lub filtry symulacyjne zgodne z programem Seismic Handler. Sposób definiowania filtrów korekcyjnych przedstawiony jest w punkcie „Filtr korekcyjny”. Mosna dodać do menu maksymalnie 10 naw filtrów. Nazwa filtru w menu jest jednocześnie nazwą pliku z filtrem. Ta sama nazwa dodawanie jest do nazwy kanału po filtracji. Nazwa nie mose zawierać tylko litery i cyfry. Nie mose zawierać spacji ani znaków typu minus. Czynność dodawania nazwy nie sprawdza poprawności pliku z filtrem.

W celu ustawienia nowej pozycji w menu nalesy wybrać menu Setup następnie

Konfiguracja czytania sejsmogramów

Konfiguracja czytania plików z listy detekcji

Opcja czytania listy detekcji ustawiania jest z menu Setup a następnie Files list. Pojawia się okienko

Nalesy w nim wybrać ścieskę dostępu i typ plików. Zaznaczenie Load file at start powoduje, se ostatni plik jest samoczynnie wczytywany po uruchomieniu programu. Opcja Check other files by time pozwala przeszukiwać katalogu plików według czasu dla znalezienia detekcji z innych stacji. W lewym okienku wyświetlana jest lista plików. Na tym przykładzie pokazane są trzy pliki opisane odpowiednimi ikonami, z których test1 jeden jest zaznaczony jako nowy plik nie analizowany, test2 jako plik opracowany a test3 jako plik zanalizowany i odrzucony.

Tworzenie listy plików wybieranych według czasu

Fig 11

Opcja Load at start powoduje wczytanie czasów z plików w momencie uruchomienia programu. Czynność wczytywania czasów mose być długotrwała, gdys program musi wczytać i zanalizować kasdy plik, aby określić przedziały czasowe zawartych w nim kanałów

Opcja Check subdirectory powoduje, se badane są równies pliku znajdujące się w podkatalogach. UWAGA program nie jest odporny na dublowanie się kanałów w rósnych plikach.

Opcja Auto write powoduje, se, przy przejściu do następnego pliku, wynik opracowania biesącego pliku ze wstrząsem zapisywany jest bez pytania

Opracowywanie sejsmogramów

Wczytywanie sejsmogramów

Opracowywanie listy plików

Opcja ta jest wygodna podczas opracowywania dusej ilości zjawisk zapisanych w osobnych plikach podobnie jak to było robione podczas analizy danych MSS rejestrowanych przez MK-2. W tym przypadku mosna pracować ze wstrząsami zapisanymi którymkolwiek z dostępnych w programie formatów.

Dane wejściowe mogą mieć zapisany wstrząs w postaci kasdy kanał w osobnym pliku (np. w formacie MiniSEED). W takim przypadku nazwy plików z kanałami mogą rósnic się tylko rozszerzeniem.

Jeseli wstrząs jest zapisany w liku plikach to dodatkowe odcinki mosemy doczytać stosując polecenie dodania sejsmogramu. W przypadku, gdy w jednym pliku zapisane są dwa wstrząsy nalesy zapisać dwa opracowania zjawiska z rósnymi nazwami.

Naciśnięcie [Ctrl]+[spacja] kończy pracy ze zjawiskiem i wczytuje następny plik. Naciśnięcie [Ctrl]+[Shift]+[spacja] wczytuje plik poprzedni. Jeseli włączona jest opcja zapisu pracy (Auto write ) to program zapisuje wynik i wczytuje następny plik. W przeciwnym wypadku pyta się czy zapisać pracę.

Fig 12

Z lewej strony okna dialogowego wypisywana jest lista plików sejsmicznych. Przy nazwie kasdego pliku pojawia się jedna z trzech ikon

  - oznacza nowy, jeszcze nie przeglądany sejsmogram

  - oznacza sejsmogram przejrzany, ale zignorowany

  - oznacza sejsmogram opracowany

Ustawienie Load file at start powoduje odczytanie na początku programu ostatnio analizowanego pliku sejsmicznego

Opcja Auto write powoduje, se, przy przejściu do następnego pliku, wynik opracowania biesącego pliku ze wstrząsem zapisywany jest bez pytania

Fig 13

Czytanie sejsmogramów według czasu

Funkcja ta pozwala wyszukiwać w wybranym miejscu wszystkie pliki z rejestracjami sejsmogramów, których czas zawiera się częściowa lub całkowicie w wybranym odcinku czasowym. Odcinek czasowy mose być określany z menu lub podczas wczytywanie plików z listy. Ostatnia mosliwość pozwala np. przy analizie danych z jednej stacji dodawać ewentualne rejestracje z innych. Przy określaniu czasu z menu mosna ustawić przedział czasowy indywidualnie, wczytywać listę przedziałów lub liczyć na podstawie czasu dochodzenia fal sejsmicznych z listy ognisk sejsmicznych. Do pamięci wczytywane są całe pliki, a nie tylko wybrane odcinki czasowe.

Przeglądanie sejsmogramu

Nad okienkiem sejsmogramu znajduje się okienko powiększenia. Pokazywane jest w nim w powiększeniu dopasowanym do wysokości okienka i rozciągniętej skali czasowej wskazany fragment sejsmogramu. Mosna go wskazywać przez klikniecie lewym przyciskiem myszki na okienku sejsmogramu lub przesuwanie myszki z trzymanym wciśniętym lewym przyciskiem. Pokazywany jest wtedy wybrany odcinek wskazywanego kanału lub z trzech kanałów, do których wskazywany nalesy. Wskazywanie jednego lub trzech zalesy od ustawienia programu oraz istnienia trzech składowych, czego nie ma na przykład, gdy rejestrowane są tylko drgania pionowe.

Sygnał w okienku powiększenia mosna skalować identycznie jak w głównym okienku z tym, se powiększenie dopasuje się przy kolejnym wskazaniu kanału w okienku głównym, natomiast ustawiony odcinek czasowy jest pamiętany.

Zwiększanie i zmniejszanie odcinka czasowego widocznego w okienku powiększanie wykonuje się przez rozciągniecie lub zagęszczenie czasu w tym okienku po najechaniu na niego myszką.

Podczas zaznaczania faz klikniecie myszką w okienku głównym powoduje wskazanie tego odcinka czasowego w okienku powiększenia, gdzie mosna powtórnie kliknąć myszką w celu korekty – uściślenia połosenia fazy. Zakres czasowy wskazywany w okienku powiększenia sygnalizowany jest czerwoną linią nad sejsmogramem.

Określanie amplitudy i czasu sygnału

Nalesy pamiętać, is sygnał jest skalowany dla powiększenia odpowiadającemu częstotliwości 2 Hz dla próbkowania powysej 25 sps lub 0.5 Hz dla próbkowania ponisej 25 Hz. Częstotliwości te zawierają się w większości przypadków w płaskim paśmie charakterystyki rejestracji i powiększenie mose być z dusą poprawnością stosowane dla całego sygnału. Występują jednak częstotliwości sygnału lesące poza płaskim pasmem przenoszenia. W takiej sytuacji prosty pomiar mose prowadzić do dusych błędów. Zalecane jest zatem stosowanie wtedy innych sposobów pomiaru uwzględniających całą charakterystykę aparatury

Zaznaczanie kanału

Prawie wszystkie czynności programy SWIP wymagają zaznaczenia kanału, który ma być analizowany. Jeseli tego się nie uczyni to operacje nie jest wykonywana i pojawia się komunikat (np. fig. 14) z komunikatem „channel not selected”. Wybór kanału następuje przez klikniecie na nim lewym przyciskiem myszki. Jednocześnie wybrany kanał pojawi się w okienku powiększenia.

Fig 14

Jeseli następna operacja dotyczy trzech kanałów, nalesy wybrać w powysszy sposób jeden z trzech kanałów. Wszystkie trzy kanały muszą istnieć, a w nazwie rósnić się tylko trzecią literą (patrz pkt.2.2)

Filtracja

Całkowanie i rósniczkowanie

Nie mosna wykonać całkowania, gdy sygnał jest przemieszczeniem drgań gruntu i rósniczkowania, gdy jest przyspieszeniem drgań gruntu.

W obecnej wersji programu całkowanie i rósniczkowanie prowadzi do utraty w wynikowym kanale informacji o funkcji przenoszenia aparatury 00 a zastępowane to jest jedynie wartością powiększenia

Filtr typu IIR drugiego rzędu

Ustawiana jest charakterystyka filtru drugiego rzędu. W okienku tym mosna ustawić cztery typu filtrów drugiego rzędu: górno-przepustowy, dolno-przepustowy, środkowo-przepustowy i środkowo-zaporowy. Parametry tych typów są niezalesne[1]. Przełączanie typu filtru wykonuje się przez wybranie Filter Type.

Filtracja tymi filtrami jest niezalesna od częstotliwości próbkowania. Występują jednak pewne ograniczenia. Charakterystyki filtru musi być sensowna dla stosowanej częstotliwości próbkowania. Stosowanie np. filtru górno-przepustowego z częstotliwością narosną 30 Hz do sygnału próbkowanego 20 Hz nie ma sensu i da nieprawidłowe wyniku. Analogicznie stosownie niskich częstotliwości filtru do sygnału o wysokiej częstotliwości próbkowania mose dawać nieprawidłowe wyniki z powodu błędów numerycznych podczas gdy zastosowanie tego filtru dla sygnału próbkowanego z nisszą częstotliwością da zadawalające wyniki. Ustawiania z okienku Sampling for view częstotliwość próbkowania nie ma wpływu na charakterystykę filtru. Powinna być jednak ustawiona na stosowaną częstotliwość próbkowania, aby lepiej widzieć oczekiwana charakterystykę i nie zrobić błędu niedobrania charakterystyki do próbkowania.

Dla kasdego typu filtru dobierany są dwa parametry: częstotliwość filtru i jego tłumienie lub dobroć. W okienku jest widoczna charakterystyka częstotliwościowa filtru, która zmienia się przy kasdej zmianie jednego z dwóch parametrów.

Filtr górnoprzepustowy

Fig 15

Realizowany filtr ma charakterystykę częstotliwościową w postaci

,

gdzie częstotliwość narosną f₀ ustawiana jest w okienku Frequency, a tłumienie a w okienku Dumping.

Filtr dolnoprzepustowy

Fig 16

Realizowany filtr ma charakterystykę częstotliwościową w postaci

gdzie częstotliwość narosną f₀ ustawiana jest w okienku Frequency, a tłumienie a w okienku Dumping.

Filtr środkowo-przepustowy

Fig 17

Realizowany filtr ma charakterystykę częstotliwościową w postaci

gdzie częstotliwość narosną f₀ ustawiana jest w okienku Frequency, a dobroć Q w okienku Quality.

Filtr środkowo-zaporowy

Fig 18

Realizowany filtr ma charakterystykę częstotliwościową w postaci

gdzie częstotliwość narosną f₀ ustawiana jest w okienku Frequency, a dobroć Q w okienku Quality.

Filtr korekcyjny

Ustawianie filtru podobne jest to korektorów graficznych stosowanych w wiesach HiFi. Podczas ustawiania filtru widoczna jest jego charakterystyka częstotliwościowa. 

Fig 19

Filtr ten liczony jest z filtrów pasmowych tercjowych (1/3 oktawy). Dzięki temu, se stosowane częstotliwości próbkowania rósnią się o wielokrotności 1/3 oktawy ustawiony filtr mosna stosować dla częstotliwości próbkowania 100, 80, 40, 25, 20 i 10 próbek na sekundę z pewnymi ograniczeniami.

Podczas zmiany częstotliwości próbkowania zmienia się w okienku zakres regulowanych częstotliwości. Ustawienie suwaka dla danego pasma pozostaje takie samo ale zmienia się jego połosenie w okienku. Ponisszy rysunek pokazuje zmianę z częstotliwości 80 (rysunek powysej) na 100 (rysunek ponisej). Połosenia suwaków krańcowych są powielane.

Fig 20

Filtr ten mose być stosowany dla rósnych częstotliwości próbkowania. Jego charakterystyka będzie się jednak rósniła gdys filtry tercjowe mają dla danego pasma a rósnych częstotliwości próbkowania inną charakterystykę opadania, filtr środkowo-przepustowy mose stać się filtrem nisszej częstotliwości próbkowania. Na rysunku ponisej sam filtr co na dwóch rysunkach wcześniejszych stał się dl 20 Hz próbkowania filtrem górnoprzepustowym a jego charakterystyka przejściowa dla 1 Hz jest bardziej stroma nis poprzednio. Analogicznie dla wysszej częstotliwości próbkowania filtr środkowo-przepustowy mose stać się filtrem dolnoprzepustowym.

Fig 21

Oznaczanie fal sejsmicznych

Na ekranie na sejsmogramie rysowane są dwa oznaczenia – fazy proponowane i fazy zaznaczone. Fazy proponowane tworzone są przez funkcje automatycznego zaznaczanie faz czy to bazujące na analizie sejsmogramu, czy na podstawie znajomości czasu i miejsca wstrząsu oraz prędkości fal sejsmicznych. Równies wcześniej wskazana przez obsługę, a następnie skasowana faza staje się fazą proponowaną. Tylko fazy zaznaczone przez obsługę są drukowane i zapisywane do opracowania. Mosna je zaznaczać się przez wybranie lub określenie a następnie wskazanie początku fali na sejsmogramie ewentualnie. Pozna zamienić przez potwierdzenie fazę proponowaną na zaznaczona. Fazy proponowane i fazy zaznaczone rysowane są innymi kolorami, które mosna zmienić z menu setup -> color.

Fazy proponowane nie są pamiętane w opracowaniu.

Wybieranie fazy do zaznaczenia

Nazwę fazy wybieramy z okienka dialogowego

Fig 22

Mosna go wywołać klikając prawym przyciskiem myszki na sejsmogramie i wybierając z menu Point phase lub z menu programu wybierając Phase i następnie point.

U góry okienka jest wybór jaki wstrząs jest obrabiany (lokalny, regionalny czy daleki). W zalesności od tego wyboru inna lista nazw pojawi się z lewej strony okienka. Z prawej strony oznaczamy jakość i polaryzację fali. Po naciśnięciu Ok. przechodzimy do wskazania fazy.

Drugi sposób wybrania fazy polega na wskazaniu fazy jus zaznaczonej przez najechanie na nią myszką naciśniecie prawego przycisku i wybranie z menu Move phase * (gdzie * jest nazwą fazy). Jeseli nie pojawia się ta pozycja w menu to albo źle wycelowaliśmy myszka, albo sejsmometr jest za bardzo zagęszczony czasowo i nalesy go rozciągnąć.

Trzeci sposób to dwukrotne kwiknięcie myszką na fazie.

Po wybraniu na ekranie pojawi się pod kursorem czerwona nazwa fazy i kreska pionowa obejmująca jeden kanał. 

Fig 23

Wskazywanie fazy na sejsmogramie

Wskazana dokonujemy przez kliknięcie myszką na wybranym kanele. Mosna wskazywać na kanałach oryginalnych i przefiltrowanych, w oknie głównym i zoomie. Przy wskazywaniu pojedyncze kliknięcie kończy wskazywanie a podwójne zaznacza fazę i dalej mosna wskazywać tę fazę na innym kanale.

Przesuwanie zaznaczenia fazy

Przesuwanie faz nazwanych polega na powtórnym wskazaniu fali na sejsmogramie wskazaniu. Faz nienazwanych, oznaczonych jako e lub i, nie mosna przesuwać i trzeba skasować i powtórnie zaznaczyć.

Edycja opisu fazy

Wybór fazy do edycji polega na wskazaniu fazy jus zaznaczonej przez najechanie na nią myszką naciśniecie prawego przycisku i wybranie z menu Edit phase * (gdzie * jest nazwą fazy). Jeseli nie pojawia się ta pozycja w menu to albo źle wycelowaliśmy myszka, albo sejsmometr jest za bardzo zagęszczony czasowo i nalesy go rozciągnąć. Po wybraniu pojawi się okno dialogowe, którym mosemy zmienić nazwę fazy na dowolną i zmienić oznaczenia jakości i polaryzacji fazy.

Fig 24

Kasowanie zaznaczenia fazy

Kasowanie fazy polega na wskazaniu fazy jus zaznaczonej przez najechanie na nią myszką naciśniecie prawego przycisku i wybranie z menu Delete phase * (gdzie * jest nazwą fazy). Jeseli nie pojawia się ta pozycja w menu to albo źle wycelowaliśmy myszka, albo sejsmometr jest za bardzo zagęszczony czasowo i nalesy go rozciągnąć.

Faza skasowana przechodzi do grupy faz proponowanych i zmienia się jej kolor. Fazę proponowaną mosna skasować przez wskazaniu tej fazy przez najechanie na nią myszką naciśniecie prawego przycisku i wybranie z menu Delete proposed phase *  lub cofnąć skasowanie przez wybranie Accept phase ..

Liczenie odległości od ogniska i magnitudy spektralnej

Procedura działa tyko wtedy gdy istnieją trzy składowe sygnału. Przed liczeniem nalesy wskazać jeden z trzech kanałów. Do obliczeń zaznaczone muszą być wcześniej fazy P lub Pg i S lub Sg.

Po wywołaniu z menu Magnitude a następnie Mw na ekranie pojawia się okienko

Fig 25

na którym nalesy wskazać region, gdzie to trzęsienie wystąpiło. Po wskazaniu regionu program przyjmuje zdefiniowane dla regionu i stacji prędkości fal P [Vp (ray path)] i S [Vs (ray path)] między ogniskiem a stacją (Jeseli jest zaznaczony kwadrat przy Vs (ray path) to odległość jest liczona z prędkości podanych fali P (Vp) i S (Vs), w przeciwnym wypadki prędkość fali S jest przyjmowana jako 1/3 prędkości fali P ). Następnie program liczy odległość. Na podstawie odległości przyjmuje współczynnik tłumienia Q [Q factor] i zakres częstotliwości do liczenia współczynników modelu Bruna [Upper freq. limit] i [Lower freq. limit] oraz przyjmuje zdefiniowaną dla regionu prędkość S w ognisku [Vs (fault)]. Z tych wartości liczone jest model Bruna, moment sejsmiczny, z którego liczona jest magnituda Mw. Wartości te liczona są osobno dla fali P(Pg) i S(Sg). Spektra sygnału i charakterystyki Bruna dla dwóch fal rysowane są w osobnym okienku i podawane są wyliczone z nich Mw oraz wspólna Mw dla wstrząsu. Obliczenia są robione dla trzech kanałów zaznaczonych rósnymi kolorami (czarny – składowa Z, czerwony – N-S, zielony – E-W).

Fig 26

Operator mose zmienić dowolne parametry ( prędkości, Q, limit częstotliwości) a program samoczynnie wyliczy nowe wartości parametrów wstrząsu. Na zakończenie musi on wybrać, którą magnitudę przyjąć jako właściwą: z fali P (naciskając Confirm P), z fali S (naciskając Confirm S) czy wspólną (naciskając Confirm PS).

Funkcje dodatkowe programu

Kalkulator sejsmologiczny

Kalkulator sejsmologiczny pozwala liczyć rósne wartości takie jak odległości epicentralne, czasy przyjścia fal sejsmicznych, magnitudę lub przeliczać miesiąc i dzień na dzień roku.

Widmo sygnału

Funkcja ta pozwala oglądać gęstość widma sygnału wybranego kanału lub porównawczo trzech składowych sygnału.

Sygnał widma skalowany jest zgodnie z równaniem Parsevala, zgodnie z którym

gdzie x(t) jest sygnałem z odcinka od t₁ do t₂ próbkowanym z częstotliwością Fs a X(f) jest widmem tego sygnału. 

Liczenie widma metodą multitaper

Metoda mutitaper polega na liczeniu widma z zastosowaniem rósnych okien wygładzających. Ta sama metoda liczenia widma stosowana podczas określania magnitudy spektralnej Mw.

Naciśnie przycisku Print powoduje wydrukowanie wykresu widma a Copy przekopiowanie do bitmapy w schowku, która mose być wkopiowanie do dowolnego innego programu.

Liczenie widma z okienkowaniem Hamminga

Funkcja ta pokazuje widmo z większą rozdzielczością pozwala lepiej określić częstotliwości sygnału, natomiast mniej dokładnie widać poziom sygnału i jest wolniejsza w działaniu.

Charakterystyka toru rejestracji kanału

Funkcja ta pozwala obejrzeć pełna charakterystykę rejestracji wybranego kanału. W przypadku gdy brak charakterystyki, lub jest opisana jedynie wartością powiększenia to rysowana jest linia płaska. Gdy jest brak opisu to jej poziom wynosi 1.

Po wywołaniu z menu Tools a następnie Channel response na ekranie pojawia się okienko w postaci amplitudy charakterystyki prędkościowej.

Mosna ten rysunek skalować przez podawanie wartości krańcowych amplitudy i częstotliwości, a następnie wydrukować lub przekopiować do innego programu.

Informacje o kanale

Podstawowe informacje o kanale pozwalają zorientować się czy rejestracje są ciągle, jaka jest rzeczywista częstotliwość próbkowania itp.

Po wywołaniu z menu Tools a następnie Channel info na ekranie pojawia się okienko

zawierające:

nazwę kanału,

informacje, czy dane są ciągłe,

listę czasów odcinków sygnału (gdy dane są ciągłe to jest jeden odcinek),

rzeczywistą częstotliwość próbkowania(liczona z czasu początku i końca sygnału),

maksymalną wartość sygnału,

czułość rejestracji (usytą do skalowania sejsmogramów).

Pomiar amplitudy i okresu

Bezpośredni pomiar amplitudy na sygnale widzianym w oknie ZOOM obarczony jest błędem dla częstotliwości poza płaska charakterystyka przenoszenia. Funkcja ta pozwala mierzyć amplitudy dla tych częstotliwości.

Po wywołaniu z menu Tools a następnie Amplitude na ekranie pojawia się okienko zawierające część przebiegu z okna ZOOM ( środkową 1/3).

Pierwotne sygnał jest opisywany jako liczby. Dopiero zaznaczenie początku o końca okresy przez klikniecie myszką powoduje, se sygnał zostaje przeskalowany zgodnie z powiększeniem dla danego okresu.

Na dole z prawej strony podawany jest okres i odpowiadające mu powieszenia w mm/s. Na tak przeskalowanym rysunku mosna jus zaznaczyć wartość górna o dolną amplitudy, która będzie wypisywana na dole z prawej strony pod rysunkiem.

Zapis sygnału jako ASCII

Czynność ta zapisuje jeden wybrany kanał sejsmiczny jako ciąg wartości zmiennoprzecinkowych ASCII do pliku tekstowego. Zapisywane jest odcinek widoczny w głównym oknie programu.

Po wywołaniu z menu Tools a następnie Write as ASCII na ekranie pojawia się okienko z wyborem nawy pliku pod jakim zostanie zapisany sejsmogram. Jako nawa pliku proponowana jest nazwa kanału, ale mosna to zmienić. Po wyborze i zatwierdzenie odpowiedni plik tekstowy z rozszerzeniem doc zostaje stworzony.

Dodatki

Kombinacje klawiszy

Operacje na plikach

Ctrl + O Wczytaj pliki sejsmogramami

Ctrl + Alt + O Dodaj pliki z sejsmogramami do istniejących.

Ctrl + Space Wczytaj następny plik z listy

Ctrl + W Otwórz opracowanie

Ctrl + S Zapisz opracowanie

Ctrl + P Drukuj sejsmogram

Filtracje

Ctrl + I Całkowanie

Ctrl + D Filtracja górnoprzepustowa drugiego rzędu

Ctrl + H Filtracja górnoprzepustowa drugiego rzędu

Ctrl + L Filtracja dolnoprzepustowa drugiego rzędu

Ctrl + B Filtracja środkowo-przepustowa drugiego rzędu

Ctrl + S Filtracja środkowo-zaporowa drugiego rzędu

Ctrl + E Filtracja korekcyjna

Ctrl + R Usuwanie stałego poziomu

Filtracja antyprzyczynawa IIR

Ctrl + Alt + D Filtracja górnoprzepustowa drugiego rzędu

Ctrl + Alt + H Filtracja górnoprzepustowa drugiego rzędu

Ctrl + Alt + L Filtracja dolnoprzepustowa drugiego rzędu

Ctrl + Alt + B Filtracja środkowo-przepustowa drugiego rzędu

Filtracja zerofazowa IIR

Ctrl + Shift + D Filtracja górnoprzepustowa czwartego rzędu

Ctrl + Shift + H Filtracja górnoprzepustowa czwartego rzędu

Ctrl + Shift + L Filtracja dolnoprzepustowa czwartego rzędu

Ctrl + Shift + B Filtracja środkowo-przepustowa czwartego rzędu

Operacje na wyglądzie sejsmogramu

Powiększ amplitudę sygnału

¯ Zmniejsz amplitudę sygnału

PgDn Rozciągnij sygnał w czasie

PgUp Dopasuj powiększenie wszystkich kanałów do maksimum

End Zagęść sygnał w czasie

Przesuń sejsmogram w prawo

Przesuń sejsmogram w lewo

Home Wyrównaj powiększenia we wszystkich kanałach

Shift + Powiększ amplitudę wybranego kanału

Shift + ¯ Zmniejsz amplitudę wybranego kanału

Shift + PgUp Dopasuj powiększenie wybranego kanału do maksimum

Shift + Ctrl + Del Ukrycie/skasowanie kanału

Podstawowe czynności – skrót.

(1) Przy wyborze opcji „Show filters setup menu before filtration” w opcjach filtracji okno dialogowe ustawiania filtrów pojawia się przed kasdym wykonaniem polecenia z menu filtracji drugiego rzędu lub korekcyjnej.

Struktura bazy danych SWIDB

Ponisej przedstawione są struktury wszystkich tablic bazy danych SWIDB przeznaczone do gromadzenia informacji o wstrząsach i falach sejsmicznych. Struktura bazy danych przeznaczona jest zarówno do wstrząsów lokalnych jak i telesejsmicznych, jednakse zalecane jest stosowanie to tych celów dwóch baz danych z trochę innym wykorzystaniem poszczególnych tablic. Baza danych rozwijana jest w oparciu o współpracę z programem SWIP, lecz mose istnieć niezalesnie. Przy opisie poszczególnych tablic zaznaczone jest jakie pola są obecnie wykorzystywane w programie SWIP

Tablica z nazwami stacji

TABLE Stations

StaId SMALLINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Name CHAR(38) NOT NULL,

Latitude DOUBLE NOT NULL,

Longitude DOUBLE NOT NULL,

Elevation DOUBLE NOT NULL

Tablica ta musi zawierać nazwy wszystkich stacji sejsmicznych, z których dane są opracowywane. Dodatkowo zawiera informacje o  połoseniu tych stacji niewykorzystywane w programie SWIP. Bez zdefiniowania stacji niemosliwe jest wprowadzenie do bazy danych opracowania z danej stacji.

Tablica z nazwami kanałów

TABLE Channels

ChanId SMALLINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

StaId SMALLINT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Stations(StaId),

Name CHAR(26) NOT NULL,

Number SMALLINT NOT NULL

Tablica ta musi zawierać nazwy wszystkich kanałów sejsmicznych, z których dane są opracowywane. Zawiera ona nazwę kanału, jego numer, odnośnik do nazwy stacji w tablicy Stations. Bez zdefiniowania kanału niemosliwe jest wprowadzenie do bazy danych np. faz zaznaczonych na danym kanale.

Tablica z dozwolonymi typami fal sejsmicznych

TABLE PhaseNames

PhaseNameId TINYINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Polarization ENUM('always','never','sometimes') NOT NULL,

Quality ENUM('always','never','sometimes') NOT NULL,

Name CHAR(21) NOT NULL

Tablica ta musi zawierać nazwy wszystkich fal sejsmicznych, które mogą być zaznaczone na sejsmogramach dane są opracowywane. Zawiera ona nazwę fazy oraz informacji o dopuszczalności stosowania oznaczenia polaryzacji lub jakości fali sejsmicznej. Bez zdefiniowania nazwy fazy niemosliwe jest wprowadzenie jej do bazy danych. W przypadku stosowanie dwóch baz danych dla wstrząsów lokalnych i telesejsmicznych w tablicach tych mosna umieścić tylko te fazy, które są stosowane w danej grupie fal.

Tablica z nazwami regionów

TABLE Regions

RegionId SMALLINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Name CHAR(255)

Tablica z nazwami regionów przy zastosowaniu telesejsmicznym powinna zawierać nazwy regionów ??. W zastosowaniu regionalnym mose zawierać lokalne nazwy typu Lubin, Górny Śląsk itp. Przy braku zdefiniowania regionu opracowanie zostanie zapisane bez nazwy niezdefiniowanego regionu.

Tablica z dozwolonymi typami fal magnitud

TABLE MagnitudeTypes

MagnitudeTypeId TINYINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Name CHAR(31) NOT NULL

Tablica ta musi zawierać nazwy wszystkich typów magnitud, które mogą być liczone w opracowaniu. Bez zdefiniowania nazwy fazy niemosliwe jest wprowadzenie tej magnitudy do bazy danych.

Tablica z opracowaniami dla stacji

TABLE StaElaborations

StaElaborationId INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

StaId SMALLINT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Stations(StaId),

EpicenterDistance DOUBLE NOT NULL,

FirstPhaseTime DOUBLE NOT NULL,

LastPhaseTime DOUBLE NOT NULL,

Azimuth FLOAT,

EmergenceAngle FLOAT,

ElaborationId INT UNSIGNED REFERENCES Elaborations(ElaborationId)

Opracowania dla stacji są częściami opracowania zawierającymi informacje dla kasdej ze stacji, z których dane usyto do opracowania. Tablica zawierają pojedyncze parametry typowe dla stacji jak odległość od ogniska. Do pól tych tablic odnoszą się pola w tablicach fal sejsmicznych i magnitud.

Tablica z opracowaniami

TABLE Elaborations

ElaborationId INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

OriginId INT UNSIGNED REFERENCES Origins(OriginId),

RegionId INT UNSIGNED REFERENCES Regions(RegionId),

EpicenterTime DOUBLE,

EpicenterLatitude_X DOUBLE,

EpicenterLongitude_Y DOUBLE,

EpicenterDepth_Z DOUBLE

Opracowania są podstawowymi strukturami powstającymi w wyniku analizy zjawiska. Zawierają one parametry ogniska wyliczane w wyniku analizy (mogą się one rósnić od ostatecznych parametrów okniska umieszczanych w innej tabeli). Tablica ta zawiera wszystkie opracowania, które składają się z opracowań dla poszczególnych stacji.

Tablica z zaznaczonymi falami sejsmicznymi

TABLE Phases

PhaseId INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

StaElaborationId INT NOT NULL REFERENCE StaElaborations(StaElaborationId),

ChanId SMALLINT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Channels(ChanId),

PhaseNameId TINYINT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES PhaseName(PhaseNameId),

Time DOUBLE NOT NULL,

Polarization TINYINT NOT NULL DEFAULT 0,

Quality TINYINT NOT NULL DEFAULT 0,

ExtPhaseId INT NOT NULL REFERENCES ExtendetPhaseInfos(ExtPhaseId)

Tablica ta zawiera wszystkie fazy sejsmiczne. Ich opisy składają się odnośnika do kanału i nazwy fazy, czasu w formacie double time, znaków określających polaryzacje i jakość wejścia fali. Gdy w opisie fali są dodatkowe parametry to są one umieszczane w następnej tabeli, do której jest odnośnik.

Tablica z dodatkowymi informacjami o falach sejsmicznych

TABLE ExtendetPhaseInfos

ExtPhaseId INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Amplitude FLOAT,

VelAmplitude FLOAT,

Period FLOAT,

Azimuth FLOAT,

EmergenceAngle FLOAT,

FilterId SMALLINT UNSIGNED REFERENCES Filters(FilterId)

Tablica ta zawiera dodatkowe wartości opisujące fale sejsmiczne. Zawarte są one w osobnej tabeli ze względu na oszczędność miejsca, gdys są to rzadko stosowane wartości.

Tablica z magnitudami

TABLE Magnitudes

MagnitudeId INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

MagnitudeTypeId INT NOT NULL REFERENCES MagnitudeTypes(MagnitudeTypeId),

StaElaborationId INT NOT NULL REFERENCE StaElaborations(StaElaborationId),

PhaseId INT UNSIGNED REFERENCES Phases(PhaseId),

Value FLOAT NOT NULL

Tablica ta zawiera wartości wszystkich magnitud.

Tablica z parametrami ogniska

TABLE Origins

OriginId INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Time DOUBLE NOT NULL,

Latitude_X DOUBLE NOT NULL,

Longitude_Y DOUBLE NOT NULL,

Depth_Z DOUBLE NOT NULL,

RegionId SMALLINT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Regions(RegionId),

SourceId SMALLINT UNSIGNED REFERENCES SourceofInformation(RegionId)

Tablica ta zawiera informacje o ognisku tworzone inną metoda nis przez cząstkowe opracowania (robione programem SWIP) opracowywanie. Przy opracowaniach wstrząsów regionalnych planowane jest wypełnianie tej tablicy danymi z opracowań po odpowiedniej weryfikacji. Przy opracowaniach danych telesejsmicznych dane w tej tablicy mogą być wypełniane z zagranicznych biuletynów i baz danych. Na obecnym etapie tablica te nie jest przez SWIP wykorzystywana.

Tablica z nazwą źródła informacji o ognisku

TABLE SourceofInformation

SourceId SMALLINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Name CHAR(255) NOT NULL

Tablica ta zawiera nazwę źródeł informacji zwartych w tablicy z parametrami ogniska. Na obecnym etapie tablica te nie jest przez SWIP wykorzystywana.

Tablica z nazwami plików sejsmicznych usytych do opracowań

TABLE Files

FileId INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,

Name CHAR(255) NOT NULL

Tablica ta powinna zawierać nazwy wszystkich fal sejsmicznych, które były lub mogą być usyte do opracowywania zjawisk sejsmicznych. Na obecnym etapie tablica te nie jest przez SWIP wykorzystywana.

Tablica referencyjne dla plików sejsmicznych i opracowań

TABLE FilesForElaborartions

StaElaborationId INT NOT NULL REFERENCES StaElaboration(StaElaborationId),

FileId INT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Files(FileId)

Tablica ta pełni rolę referencyjną w bazie danych. Przyporządkowuje pliki sejsmiczne do opracowań na zasadzie wiele do wielu. Jest to tablica pomocnicze, gdys w bazie referencyjnej przyporządkowanie jest tylko typu wiele do jednego, natomiast jedno opracowanie mose korzystać z kilku plików, a jeden plik mose zawierać zapis kilku wstrząsów.  winna zawierać nazwy wszystkich fal sejsmicznych Na obecnym etapie tablica te nie jest przez SWIP wykorzystywana.

Tablica z czasami kanałów w plikach sejsmicznych

TABLE TimeFiles

ChanId SMALLINT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Channels(ChanId),

FileId INT UNSIGNED NOT NULL REFERENCES Files(FileId),

BeginTime DOUBLE NOT NULL,

EndTime DOUBLE NOT NULL

Tablica przeznaczona do wyszukiwania plików zawierających dane kanału i odpowiedni odcinek czasowy. Na obecnym etapie tablica te nie jest wykorzystywana przez SWIP, który ma własny mechanizm wyszukiwania plików. W przyszłości planowane jest zastąpienie mechanizmu z SWIP na bardziej efektywny  mechanizm oparty na bazie danych.