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地震波分析软件SAC2000 主讲 张朝玉2007年3月6日 内容目录 SAC软件简介 SAC基本操作命令 实验任务 附录 SAC软件简介 SAC SeismicAnalysisCode 是美国加州大学LawrenceLivermore国家实验室 LLNL 开发研制的 用于研究连续信号 特别是时间序列数据的通用程序 SAC是基于UNIX平台下的波形分析软件 主要针对SAC 一种IRIS和全球数字地震台网通用的二进制压缩记录格式 记录格式波形的读入和分析 IRIS IncorporatedResearchInstitutionsofSeismology Sac数据文件格式 数据文件由两部分组成 一个固定长度的头段和位于其后的一个或两个数据段 头段 对字母数字码的sac文件 头段储存在前30行 后面紧跟着数据段 头段变量介绍 头段变量介绍 头段变量介绍 头段变量的数据类型 SAC的基本功能 分析功能 算术运算 傅氏变换 频谱估计技术 无限脉冲响应 IIR 和有限脉冲响应 FIR 滤波 信号叠加 数据抽取 数值内插 相关分析 地震震相读取等功能 图形功能 简述图形设备和每个图形命令 说明 SAC安装在SUN服务器上 IP为 202 114 122 25 机器名为 SUN2500 为大家开设了学习帐号 user stu11401 password stu2005 大家可以用telnet登陆 但是不支持图形功能 建议使用如下软件登陆 x win32 EXCEED F SecureSSH登陆 方便绘图 SAC基本操作命令 1 SAC的进入 sac推出 quit 2 产生sac数据文件 使用命令 FUNCGEN语法 FG type DELTAv NPTSn BEGINv Type IMPULSE STEP BOXCAR TRIANGLE SINE v1v2 LINE v1v2 QUADRATIC v1v2v3 CUBIC v1v2v3v4 RANDOM v1v2 SEISMOGRAM user fgsine2delta0 1npts200 3 文件读入命令 READ READALPHA READSDD CSS READHDR READSP user rp0400 p0600 sac 注释 命令大小写都可以 桔色字母表示这个命令的简写 内存内最多能读入100个文件 选用more参数 如rmorefile11 file22 可以在保持内存文件下 读入新的文件 但若无more参量 第二次读入的文件将刷新内存中读入的数据 4 文件写出命令 输出sac或ASC波形文件WRITE SAC ALPHA OVER filelist WRITEHDR WRITESDD WRITESP RLIM AMPH RL IM AM PH OVER filelist user wmine sac 5 查看头文件 LISTHDR 改变头文件内容 CHNHDRuser lhp0400 p0600 sacuser chLEVENTRUE 6 文件打开和关闭命令 OAPF 打开字母数字型的震相读取文件CAPF 关闭字母数字型的震相读取文件OHPF 打开HYPO格式的震相读取文件CHPF 关闭HYPO格式的震相读取文件WHPF 写内容到HYPO格式的震相读取文件中user oapftiger 关于字母数字震相文件的格式 7 图形控制命令 开始绘图到一个或多个图形设备上 BEGINDEVICESdevicesdevices是下面之中的一个或多个 TERMINAL SGF XWINDOWS SUNWINDOWSENDDEVICESdevicesERASE注 目前工作站仅支持xwindows图形窗口 8 绘图命令 PLOT 在一个窗口绘制一条曲线 PLOT1 在一个窗口绘制多条曲线 共用x轴 而每条曲线有自己的y轴 PLOT2 在一个窗口绘制多条曲线 重叠 PLOTSP 给频谱文件绘图 user readp1800 p2000 sacp1900 p2100 sacp2000 p2200 sacuser p p1p2 user fftuser psp 9 滤波命令 FFT 对时间序列数据作傅氏变换IFFT 对时间序列数据作傅氏反变换BANDPASS BUTTER BESSEL C1 C2 CORNERSv1v2 NPOLESn PASSESn TRANBWv ATTENv BANDREJ HIGHPASS LOWPASS同上e g 应用一个拐角频率为2HZ和5HZ的二极巴特沃斯滤波器user bpn2co25 10 震相读取命令 PLOTPK说明 读取的震相能定向输出到头段 打开的字母数字型震相读取文件 打开的HYPO型震相读取文件以及终端 参见命令 OAPF与绘图相应的光标选项如下表所示 11 格式转换命令 CONVERT FROM FORMAT infile TO FORMAT outfileFORMAT的选项为 SAC ALPHASAC SAC格式的二进制数据文件ALPHA 与SAC文件等价的字母数字文件 12 运算命令 ADD SUB MUL DIV SQR SQRT ABS ADDF SUBF MULF DIVF ADD v1 v2 vn 这个命令将常数加到内存数据文件的每个数据上ADDF filelist 将一组文件中的数据加到内存中的数据上注意对数据文件的要求 13 生成样本数据并存入内存 DATAGEN MORE SUBname filelist name是下面中的一个 LOCALREGIONALTELESEISfilelist接下来作详细的解释 选项为local时 表示是近震事件这个近震发生在加利福尼亚Livermore河谷 M L 1 6 记录的时间长度为40秒 每秒采样100个点 这些文件名是 cal zcal ncal ecao zcao ncao ecda zcda ncda ecdv zcdv ncdv ecmn zcmn ncmn ecps zcps ncps ecva zcva ncva e cvl zcvl ncvl ecvy zcvy ncvy e 选项为REGIONAL时 表示区域地震 记录的是发生在内华达的一个地震 记录时间为300秒 每秒采样40个点 文件名是 elk zelk nelk elac zlac nlac eknb zknb nknb emnv zmnv nmnv e 选项为TELESEIS时 表示是远震记录 这个地震发生在加利福尼亚北海岸Eureka附近 数据有长周期和中周期两种记录 记录时间为1600秒 长周期每秒一个点 中周期每秒4个点 文件名是 ntkl zntkl nntkl enykl znykl nnykl eonkl zonkl nonkl esdkl zsdkl nskdl e ntkm zntkm nntkm enykm znykm nnykm eonkm zonkm nonkm esdkm zsdkm nskdm e 14 Sac宏 macro 是包含一组SAC命令的文件 SAC宏可带参数执行 宏命令中提供了控制流程结构的 条件语句 和 循环语句 从而控制和改变命令的执行次序 从IRIS获得GDSN记录的地震资料 利用BREQ FAST从IRIS获取地震资料 网上登陆 直接下载所需大地震资料和相关软件 http www iris edu 实验目的 利用给定的地震波资料反演地壳厚度 实验过程 由给定的地震波资料生成标准sac文件 利用SAC2000 读取给定地震波的P S波到时 由到时资料 根据走时曲线 反演地壳厚度 生成标准sac文件 过程如下 user readalphafile1 dat listhdr chnhdr KSTNM KCMPNM writefile1 sac 读取到时 过程如下 user rfile1 sac synchronize oapfmyfile dat plotpk capf 根据到时资料反演地壳厚度的原理 假设地壳是均匀的 给定震源深度为8km 以P波为例