TY  - CPAPER
A1  - Kühne, Niklas
A1  - Hellwig, Olaf
A1  - Buske, Stefan
T1  - Implementierung und Bewertung einer auf statistischen Momenten basierenden Methode zur automatischen Bestimmung der Einsatzzeiten von P- und S-Phasen
Y1  - 2021
DO  - 10.23689/fidgeo-3961
N2  - Für die automatische Detektion von Erdbebenphasen in seismologischen Daten haben sich STA/LTA-Picker bewährt. In dieser Arbeit stellen wir einen alternativen Ansatz vor, der die statistischen Eigenschaften des aufgezeichneten Signals nutzt. Dafür wird die Verteilungsfunktion der gemessenen Amplituden in einem gleitenden Zeitfenster über zentrale Momente beschrieben. Insbesondere das zentrale Moment 4. Ordnung, die Wölbung oder Kurtosis, ist sensitiv gegenüber Abweichungen von der Normalverteilung. Da die Kurtosis zunimmt, sobald das Zeitfenster den Beginn einer Erdbebenphase beinhaltet, scheint sie für die Detektion von seismischen Signalen geeignet zu sein. In Kombination mit einer Polarisationsanalyse lassen sich die getriggerten Ereignisse automatisch den Einsätzen von P- und S-Wellen zuordnen. Der Polarisationsanalyse liegt ein Optimierungsproblem zugrunde, das aus der Dreikomponentenaufzeichnung der Verschiebung für ein gegebenes Zeitfenster die Richtung einer linear polarisierten Welle ermittelt, die das Verschiebungssignal am besten erklärt. Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass eine eintreffende Welle am Beobachtungsort relativ steil auftaucht. Entsprechend wird ein Winkel des Verschiebungsvektors gegenüber der Vertikalen zwischen 0° und 45° als P-Welle und ein Winkel zwischen 45° und 90° als S-Welle gedeutet. Der konventionelle STA/LTA-Picker und der Kurtosis-Picker wurden zusammen mit der Polarisationsanalyse hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit bei der Detektion und Zuordnung von Erdbebenphasen getestet. Als Vergleichsdatensatz diente die manuelle Auswertung des seismologischen Observatoriums der TU Bergakademie Freiberg in Berggießhübel mit der Registrierung an der zugehörigen Regionalnetzstation BRG. In den untersuchten Fällen lassen sich mit dem Kurtosis-Picker mehr Einsätze als mit dem STA/LTA-Picker automatisch detektieren. Der Vergleich der Triggerzeiten mit der manuellen Auswertung zeigt, dass beide Trigger die Ereignisse später als ihre manuell bestimmte Einsatzzeit erkennen. Tendenziell liegen die Triggerzeiten des Kurtosis-Pickers aber näher an den manuell bestimmten Einsatzzeiten. Die Zuordnung der detektierten Einsätze zu P- und S-Phasen funktioniert für teleseismische Ereignisse zuverlässig. Dagegen scheint die Zuordnung für Krustenphasen von Nahbeben und Steinbruchsprengungen nicht immer perfekt zu funktionieren.
UR  - http://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?gldocs-11858/8301
ER  -