地震干涉方法

空間自相關方法的野外施工部分主要是觀測系統的設計。由于空間自相關方法本身特點，空間自相關方法對于場地的范圍具有很強的適應性，觀測系統可以排布成圓形（1）、三角形（2）和直線型（3），甚至可以根據場地排布成任意形狀。所以無論是路邊、大壩上，還是山谷中，一片平坦的空地，就能滿足空間自相關方法觀測對場地的要求。

由于空間自相關方法是被動源方法，檢波器與地表耦合好時，觀測時間越長，結果信噪比越高。根據我們目前已有的經驗，觀測系統直線型排列時，15 個檢波器觀測 2 小時可以通過軟件處理獲得 5Hz 左右的面波信號。

數據處理部分包括數據預處理、空間自相關系數計算和殘差計算。本軟件默認觀測儀器儀器的響應一致，所以不涉及去儀器響應處理步驟。

數據預處理部分包括去趨勢、去均值、切割和時間域歸一。去趨勢、去均值操作對于長時間（>10 小時）觀測很有意義。切割則是為了分窗口計算，以便后續步驟中疊加，提高信噪比。時間域歸一目的是去除大地震的影響。

空間自相關系數計算包括各窗口自相關系數計算和疊加。對于兩檢波器的觀測記錄，依據空間自相關系數公式計算每個時間窗口的自相關系數，然后將每個窗口的自相關系數疊加后平均，獲得兩觀測點間的空間自相關系數。

殘差計算是用所有檢波器的兩兩間的空間自相關系數與理論貝塞爾函數擬合，計算出殘差，殘差越小表明擬合越好，其代表的相速度也表示越符合實際。最后獲得的殘差圖上連續的、數值小的趨勢就是面波頻散曲線。

微動折射方法由 Louie 在 2001 年提出，基于被動源面波沿測線入射的假設，基本原理為 tau-p 變換。當測線垂直于道路或者河流時，該方法可以快速計算面波相速度。

使用微動折射方法往往計算出高于真實值的相速度。這是因為實際中噪聲源往往不均勻分布，被動源面波會偏離測線方向入射，所以該方法計算的面波相速度一般大于真實相速度。

軟件中關于該方法提供了時間域與頻率域兩套算法，兩種算法在理論上等價，成像效果類似。

路邊被動源方法觀測基于一維檢波器排列。在道路交錯的城市地區，二維排列如十字形等很難展開，而一維檢波器排列可以很好適宜城市中公路、河流等環境。公路、河流等環境中，來往車輛與流動的水可以產生足夠能量的噪聲或者說無規律的面波信號供本方法使用。

所以被動源多道面波方法在城市有很大應用前景。在被動源面波探測方法中，如果調查區域中道路或河流等噪聲源與檢波器距離較遠，同時這些噪聲源與檢波器排列近乎垂直時，這些噪聲源產生的噪聲可以被認為是沿線傳播的平面波（IP 模式，inline plane，圖 1-2）。這種模式的假設與微動折射方法相同，處理方法與主動源面波多道分析方法中相移法類似。

當道路、河流等噪聲源與檢波器排列距離較遠，但不再垂直時，IP 模式便不再試用，因為這些噪聲源產生的噪聲便不再沿排列方向傳播了，而是與排列方向有一定夾角（OP 模式，offline plane）。同時城市中噪聲源較多的情況很常見，如多條道路存在。在這些情況下，考慮到多個方向的平面波，頻散計算需要在 IP 模式的基礎上加入可能接收面波的角度范圍內的各個頻率成分的掃描，最后將所有這些速度-角度域的能量沿角度進行疊加，獲得代表面波頻散能量。

當道路、河流等噪聲源與檢波器排列距離較近時，面波不能理想的假設為平面波，此時需要考慮到面波柱形的傳播（OC 模式，offline cylindrical）。通過引入噪聲源到檢波器相對位置可以解決這一問題，其中噪聲源到檢波器的近似距離由方位角和噪聲源與排列的垂直距離所共同決定。但實際操作中，噪聲源的具體方位難以準確確定，所以該模式在本版軟件中并未開放。