Procesamiento de Señales...
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Procesamiento digital de Procesamiento digital de señales sísmicasseñales sísmicas
Lic. César JiménezInstituto Geofísico del Perú
(CNDG – Sismología)
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Estructura interna de la TierraEstructura interna de la Tierra
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Tectónica de placasTectónica de placas
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Cinturón de Fuego del PacíficoCinturón de Fuego del Pacífico
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El proceso de subducciónEl proceso de subducción
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El sismógrafoEl sismógrafo
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Ondas sísmicasOndas sísmicas
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Sismograma digitalSismograma digital
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Localización de terremotosLocalización de terremotos
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Señales y sistemasSeñales y sistemasSeñal continua:
Señal discreta:
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Por qué utilizar Matlab?Por qué utilizar Matlab?
Matlab trabaja con vectores y matrices.Es fácil de utilizar debido a su “caja de herramientas” (toolboxes).Se puede trabajar en programación estructurada o orientada a objetos.Es casi un estándar en la programación en ciencias e ingeniería.Es apropiado para las señales sísmicas con una baja frecuencia de muestreo (20 Hz).
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Ejemplo de programa en MatlabEjemplo de programa en Matlab
load sismo.txt;y = sismo;N = length(y);Fs = 20;t = (0:N-1)/Fs;plot (t,y), gridtitle (‘Señal sismica')
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El proceso del muestreoEl proceso del muestreo
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Transformada de FourierTransformada de Fourier
Es una herramienta matemática que transforma una señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.
Continua:
Discreta:
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Dominio del tiempo y de la frecuenciaDominio del tiempo y de la frecuencia
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FiltrosFiltrosFiltro pasa-baja Filtro pasa-alta
Filtro ButterworthFiltro pasabanda
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Filtrado de SeñalesFiltrado de Señales
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CCáálculolculo automautomááticotico de de fasesfases, , periodoperiodo, , amplitud amplitud y y duraciduracióón n de de seseññales sales síísmicassmicas
Onda POnda SPeriodoAmplitudDuraciónPolaridad de las fases P y S
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Transformación de la señalTransformación de la señal
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Envolvente de la señalEnvolvente de la señaly1 = hilbert(y);
y2 = sqrt(y.*y+y1.*conj(y1));
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Cálculo de la fase PCálculo de la fase P
Se elige un valor umbralSi y2 > umbral => leer tpBusca la posición donde la derivada es negativa y donde y2 < umbral2.Leer el nuevo tiempo tp.tp = 255
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Cálculo de la fase SCálculo de la fase S
Igual que el caso anterior, solo varían los valores de umbral y umbral2.La búsqueda empieza 120 muestras después de tp.Ver slide N° 21
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Cálculo del periodo y amplitudCálculo del periodo y amplitudSe toman 128 muestras a partir del tiempo ts.Amplitud = valor maximo del zoom: A = 5731Se toma la TRF del zoomSe calcula la frecuencia correspondiente a la máxima amplitud: f = 5.31 HzEl periodo sera la inversa de dicha frecuencia: 0.18 s
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Cálculo de la duraciónCálculo de la duración
El cálculo es análogo al de la fase P o S.La búsqueda empieza desde N hacia atrás.Duracion = td – tp
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ResultadosResultados
157315732Amplitud
00.180.18Periodo
9118109Duración
0.1040.3540.45S
0.0122.7522.76P
DeltaAutomáticoOperador
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ConclusionesConclusionesSe presenta un nuevo método para el cálculo automático de los parámetros de una señal sísmica.Para un buen cálculo, las fases deben ser relativamentenítidas y ligeramente impulsivas y el nivel de ruido debe ser menor que el nivel de la señal sísmica.El algoritmo es rápido y eficaz para sismos locales. Se puede desarrollar una Interface Gráfica de Usuario para realizar las lecturas, con opción “manual” y “automático”El programa se utilizó para procesar grandes cantidades de eventos sísmicos con resultados satisfactorios.El algoritmo es susceptible de ser mejorado.
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FINFIN