Example1 - ipemu/gloc GitHub Wiki

Příklad ukazuje celý postup zpracování od vytvoření vlastního rychlostního modelu, přes výpočet polí časů šíření seismických vln po lokaci ohniska a zobrazení výsledků. Rychlostní model má stejné parametry jako model edu_grad.mod používaný s programem hypo3d. V parametrickém souboru je nakonfigurovaný výpočet magnituda M_L podle vztahu Scherbaum, Stoll 1983, shodně s programem hypo3d.

První část skriptu run_valtice.sh připraví požadované prostředí pro výpočet.

#!/bin/bash

test -f valtice.nll || { echo 'Run this script only from its directory.'; exit 1; }

export PATH=/opt/ipe/share/gloc/bin:$PATH

test -d gmt || mkdir gmt
test -d loc || mkdir loc
test -d model || mkdir model
test -d 'time' || mkdir 'time'

Druhá část skriptu run_valtice.sh

• Vytvoří grid rychlostního modelu podle definice v parametrickém souboru.
• Pro každou stanici uvedenou v parametrickém souboru spočítá pole časů šíření seismických vln v celém objemu modelu.
• Vyhledá lokaci ohniska.

Vel2Grid valtice.nll

Grid2Time valtice.nll

NLLoc valtice.nll

Třetí část skriptu run_valtice.sh vykreslí ohniskovou oblast v řezech půdorysu, nárysu a bokorysu a to ve třech různých stylech obrázků.

Grid2GMT valtice.nll loc/valtice.20161009.000827.grid1.loc gmt/ L E111
Grid2GMT valtice.nll loc/valtice.20161009.000827.grid1.loc gmt/ L S
Grid2GMT valtice.nll loc/valtice.20161009.000827.grid1.loc gmt/ L G

Parametrický soubor byl nastaven tak, aby byl co nejjednodušší a obsahoval jen povinné parametry, abychom ověřili, jak programy pracují, pokud je ponecháme ve výchozím nastavení. Pokouším se vysvětlit význam parametrů především tam, kde jsem je změnil oproti originálnímu tutoriálu

První sekce nastavuje globální parametry.
Parametr TRANS NONE znamená, že zadávané hodnoty souřadnic není třeba transformovat, jsou přímo v jednotkách [km] a v kartézském souřadném systému.

CONTROL 1 54321
TRANS NONE

Sekce VG definuje rychlostní model.
Model odpovídá používanému 1D modelu edu_grad.mod pro program hypo3d. Model obsahuje vrstvu s gradientem rychlosti mezi hloubkami 0.028km až po MOHO v hloubce 35 km. Program Vel2Grid vytvoří podle zadaných parametrů izometrickou síť s pravidelně vzorkovanými hodnotami pomalosti násobenými krokem sítě, to je čas za který může seismická vlna projít buňkou gridu. Rychlostní model pro S vlny není nutné v tomto případě počítat, dále se uvažuje konstantní poměr rychlostí v_P/v_S=1.70.

VGOUT ./model/jvsvahCMedu
VGTYPE P
#VGTYPE S
VGGRID 201 201 80 -650.25 -1230.25 -0.75 0.5 0.5 0.5 SLOW_LEN
#LAYER depth VpTop VpGrad VsTop VsGrad rhoTop rhoGrad
LAYER -0.750 5.400 0      3.1765 0        2.5 0
LAYER -0.300 5.600 0      3.2941 0        2.5 0
LAYER -0.100 5.700 0      3.3529 0        2.6 0
LAYER  0.028 5.750 0.0354 3.3824 0.02082  2.6 0.01
LAYER 35.000 8.000 0      4.7059 0        3.5 0

Sekce GT zadává výpočet polí časů šíření seismických vln pro jednotlivé stanice.
Stanice se bere jako seismický zdroj. Časy šíření příčných vln se v tomto příkladu nepočítají.

GTFILES ./model/jvsvahCMedu ./time/jvsvahCMedu P
#GTFILES ./model/jvsvahCMedu ./time/jvsvahCMedu S
GTMODE GRID3D ANGLES_NO
GTSRCE A001 XYZ -605.024 -1212.18 0.0 0.337
GTSRCE KRUC XYZ -615.212 -1173.79 0.0 0.3413
GTSRCE MYDU XYZ -646.765 -1163.58 0.0 0.503
GTSRCE NADU XYZ -632.381 -1151.46 0.0 0.4
GTSRCE RUDU XYZ -641.325 -1184.35 0.0 0.26
GTSRCE SEDU XYZ -621.2   -1184.86 0.0 0.251
GTSRCE VRAC XYZ -597.871 -1148.11 0.0 0.4703
GTSRCE SUPC XYZ -555.026 -1142.6  0.0 0.274
GT_PLFD  1.0e-3  0

GTFILES

cesta ke souborům a prefix názvu

./model/jvsvahCMedu

grid rychlostního modelu

./time/jvsvahCMedu

gridy časových polí pro jednotlivé stanice

P

počítáme jen P vlny

GTMODE

GRID3D

3D síť

ANGLES_NO

nepočítáme úhly paprsků

GTSRCE

souřadnice stanic

Sekce LOC zadává parametry programu NLLoc pro lokaci ohniska.
Řešení lokace se hledá ve dvou fázích, nejprve v celém objemu modelu s hrubším krokem 1 km, podruhé jen v okolí předběžného řešení s jemnějším krokem 0.25 km (nested grid). Pro urychlení výpočtu se v první fázi použije výpočetně jednodušší účelová funkce (RMS) bez ukádání hodnot RMS na disk.

S parametrem LOCMAG jsou uvedeny koeficienty, které přenastavují výpočet magnituda M_L z výchozícho vztahu Hutton, Boore 1987 na vztah Scherbaum, Stoll 1983, takže výsledek odpovídá programu hypo3d.

LOCFILES obs/valtice20161009.obs NLLOC_OBS ./time/jvsvahCMedu ./loc/valtice 0
LOCGRID 100 100 39 -650.00 -1230.00 -0.50 1.0 1.0 1.0 MISFIT NO_SAVE
LOCGRID 51 51 121 -1.0e30 -1.0e30 0.0 0.25 0.25 0.25 PROB_DENSITY SAVE
LOCSEARCH GRID 5000
LOCMETH EDT_OT_WT 999.0 4 -1 -1 1.70 6 -1.0 1
LOCGAU 0.1 0.0
LOCQUAL2ERR 0.1 0.5 1.0 2.0 99999.9
LOCMAG ML_HB 1000.0 1.40 0.0 1.0 3.74614

LOCFILES

vstupní data a výstupní soubory

obs/valtice20161009.obs

umístění pozorovaných dat

NLLOC_OBS

soubor seismických fází ve formátu NLL

./time/jvsvahCMedu

umístění souborů časových polí

./loc/valtice

složka pro výstup výsledků lokace a prefix

0

čísla v souborech jsou "little endian"

LOCGRID

definuje grid, ve kterém se hledá lokace

nx ny nz ox oy oz dx dy dz

rozměry, počátek a krok gridu

MISFIT

výpočetně jednodušší účelová funkce -- RMS

PROB_DENSITY

jako účelová funkce se počítá PDF

NO_SAVE nebo SAVE

na disk stačí ukládat až podrobné výsledky

LOCSEARCH

metoda hledání optima

GRID

prohledá se celá síť

5000

počet bodů v "mraku" znázorňujícím PDF

LOCMETH

metoda lokace

EDT_OT_WT

metoda výpočtu účelové funkce

1.70

poměr vP/vS

LOCMAG

výpočet magnituda

ML_HB

M_L = log(f A)+n log(r/R0) + K(r-R0) + M0

r

hypocentrální vzdálenost

A

amplituda posunutí v [m]

1000.0

f - úprava jednotek z [m] na [mm]

1.4

n - geometrický útlum

0.0

K - útlumový koeficient

1.0

R0 - referenční vzdálenost

3.74614

M0 - referenční magnitudo

Pátá sekce zadává kresbu státní hranice.

MAPLINE  GMT_YX_K ./geog/border_YX_km.txt  0.0 0.0 0.0  SOLID

Parametr GMT_YX_K v původním NLL není, jedná se o rozšíření a znamená, že souřadnice jsou zadány v souřadnicích Křovák, v jednotkách [km].

Výsledky lokalizačního výpočtu najdeme v souboru tutor1/loc/valtice.20161009.000827.grid1.loc.hyp a obrázky ve složce tutor1/gmt/