JPH10253766A - ノイズを除去する地震観測方法 - Google Patents
ノイズを除去する地震観測方法Info
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- JPH10253766A JPH10253766A JP7272097A JP7272097A JPH10253766A JP H10253766 A JPH10253766 A JP H10253766A JP 7272097 A JP7272097 A JP 7272097A JP 7272097 A JP7272097 A JP 7272097A JP H10253766 A JPH10253766 A JP H10253766A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地震計で観測される振動のうちノイズ振動を
確実に判別し、真の地震による振動のみを取り出すこと
のできる地震観測方法を提供する。 【解決手段】 地震計で計測される振動を周波数成分に
対する強度レベルに分解し、該振動の所定周波数が１５
〜２５（ヘルツ）の範囲内のいずれかの周波数、例えば
２０（ヘルツ）であり、その周波数成分の振動レベルを
ａ２０（デシベル）、前記振動のノイズレベルをａｎ
（デシベル）、前記振動のピークを与える振動周波数ｆ
ｐ（ヘルツ）における振動レベルをａｐ（デシベル）と
したとき、次式 ｒ２０＝（ａ２０−ａｎ）／（ａｐ−
ａｎ）×１００ で与えられる、ｒ２０（パーセント）
が所定の値、例えば６０（パーセント）を越える場合
に、ノイズと判定しその振動を除去する。
確実に判別し、真の地震による振動のみを取り出すこと
のできる地震観測方法を提供する。 【解決手段】 地震計で計測される振動を周波数成分に
対する強度レベルに分解し、該振動の所定周波数が１５
〜２５（ヘルツ）の範囲内のいずれかの周波数、例えば
２０（ヘルツ）であり、その周波数成分の振動レベルを
ａ２０（デシベル）、前記振動のノイズレベルをａｎ
（デシベル）、前記振動のピークを与える振動周波数ｆ
ｐ（ヘルツ）における振動レベルをａｐ（デシベル）と
したとき、次式 ｒ２０＝（ａ２０−ａｎ）／（ａｐ−
ａｎ）×１００ で与えられる、ｒ２０（パーセント）
が所定の値、例えば６０（パーセント）を越える場合
に、ノイズと判定しその振動を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震の観測に用い
られる地震観測方法に関し、特に、地質調査、探鉱、活
断層の調査等に用いられる人工地震、あるいは地滑りの
原因や地震活動度を調査する微小地震観測に用いられる
地震観測方法に関する。
られる地震観測方法に関し、特に、地質調査、探鉱、活
断層の調査等に用いられる人工地震、あるいは地滑りの
原因や地震活動度を調査する微小地震観測に用いられる
地震観測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ダイナマイトによる人工地震
や、微小地震の振動を計測するのに、地震計による地震
観測が行われてきた。その場合、１式の地震計、１個の
センサが用いられる。
や、微小地震の振動を計測するのに、地震計による地震
観測が行われてきた。その場合、１式の地震計、１個の
センサが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人工地
震はダイナマイトの発破により生じさせるが、かなり大
量のダイナマイトを用いてもそれによる振動レベルはあ
まり高いものではなく、車両の走行や人間の歩行等の生
活振動によるノイズの影響を受けやすかった。また、自
然の地震であっても微小地震の振動の観測では、やはり
ノイズの影響を受けやすく、正確な観測が阻害されてい
た。
震はダイナマイトの発破により生じさせるが、かなり大
量のダイナマイトを用いてもそれによる振動レベルはあ
まり高いものではなく、車両の走行や人間の歩行等の生
活振動によるノイズの影響を受けやすかった。また、自
然の地震であっても微小地震の振動の観測では、やはり
ノイズの影響を受けやすく、正確な観測が阻害されてい
た。
【０００４】さらには、微小地震の観測では一定振動レ
ベル以上の振動をトリガとして、地震計内の遅延回路に
よりトリガ作動の数秒前からの波形を記録するように工
夫し、記録紙等の経済を図っているが、ノイズをトリガ
として記録を開始してしまうことがよくあり、観測経済
性が阻害されていた。
ベル以上の振動をトリガとして、地震計内の遅延回路に
よりトリガ作動の数秒前からの波形を記録するように工
夫し、記録紙等の経済を図っているが、ノイズをトリガ
として記録を開始してしまうことがよくあり、観測経済
性が阻害されていた。
【０００５】したがって本発明は、このような従来技術
の課題に鑑みてなされたものであり、地震計で観測され
る振動のうちノイズ振動を確実に判別し、真の地震によ
る振動のみを取り出すことのできる地震観測方法の提供
を、その目的としている。
の課題に鑑みてなされたものであり、地震計で観測され
る振動のうちノイズ振動を確実に判別し、真の地震によ
る振動のみを取り出すことのできる地震観測方法の提供
を、その目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による地震観測方法は、地震計
で計測される振動を周波数成分に対する強度レベルに分
解し、該振動の所定周波数ｙ１ヘルツ成分の振動レベル
をａｙ１デシベル、前記振動のノイズレベルをａｎデシ
ベル、前記振動のピークを与える振動周波数ｆｐヘルツ
における振動レベルをａｐデシベルとしたとき、次式
ｒｙ１＝（ａｙ１−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×１００
で与えられる、ｒｙ１パーセントが所定の値ｒ１パーセ
ントを越える場合に、その振動をノイズと判別する。こ
のとき、請求項２の方法のように、前記所定周波数ｙ１
ヘルツが１５〜２５ヘルツの範囲内のいずれかの周波
数、例えば２０ヘルツであってもよい。このとき、請求
項３の方法のように、前記所定の値ｒ１パーセントが、
５５〜６５パーセントのいずれかの値、例えば６０パー
セントであってもよい。
に、請求項１に係る発明による地震観測方法は、地震計
で計測される振動を周波数成分に対する強度レベルに分
解し、該振動の所定周波数ｙ１ヘルツ成分の振動レベル
をａｙ１デシベル、前記振動のノイズレベルをａｎデシ
ベル、前記振動のピークを与える振動周波数ｆｐヘルツ
における振動レベルをａｐデシベルとしたとき、次式
ｒｙ１＝（ａｙ１−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×１００
で与えられる、ｒｙ１パーセントが所定の値ｒ１パーセ
ントを越える場合に、その振動をノイズと判別する。こ
のとき、請求項２の方法のように、前記所定周波数ｙ１
ヘルツが１５〜２５ヘルツの範囲内のいずれかの周波
数、例えば２０ヘルツであってもよい。このとき、請求
項３の方法のように、前記所定の値ｒ１パーセントが、
５５〜６５パーセントのいずれかの値、例えば６０パー
セントであってもよい。
【０００７】このような方法では、振動の所定周波数ｙ
１ヘルツ成分、例えば２０ヘルツの振動レベルとノイズ
の振動レベルとの差と、振動のピークの振動レベルとの
差の比が、所定の値例えば６０パーセントを越えるか否
かでノイズを判別し排除できる。
１ヘルツ成分、例えば２０ヘルツの振動レベルとノイズ
の振動レベルとの差と、振動のピークの振動レベルとの
差の比が、所定の値例えば６０パーセントを越えるか否
かでノイズを判別し排除できる。
【０００８】また、請求項４に記載の地震観測方法は、
地震計で計測される振動を周波数成分に対する振動レベ
ルに分解し、該振動のノイズレベルをａｎデシベル、前
記振動のピークを与える振動周波数ｆｐヘルツにおける
振動レベルをａｐデシベル、所定の比をｘパーセントと
したとき、式 ａｘ＝ａｎ＋（ａｐ−ａｎ）×（ｘ／１
００） で与えられる、ａｘデシベルにおける帯域幅Ｗ
ヘルツがＷ１ヘルツを越える場合に、その振動をノイズ
と判別する。ここで、請求項５に記載のように、前記ｘ
パーセントが、６５〜７５パーセントの範囲内のいずれ
かの比であってもよく、請求項６に記載のように、前記
所定の値Ｗ１ヘルツが、１０〜２０ヘルツのいずれかの
値であってもよい。
地震計で計測される振動を周波数成分に対する振動レベ
ルに分解し、該振動のノイズレベルをａｎデシベル、前
記振動のピークを与える振動周波数ｆｐヘルツにおける
振動レベルをａｐデシベル、所定の比をｘパーセントと
したとき、式 ａｘ＝ａｎ＋（ａｐ−ａｎ）×（ｘ／１
００） で与えられる、ａｘデシベルにおける帯域幅Ｗ
ヘルツがＷ１ヘルツを越える場合に、その振動をノイズ
と判別する。ここで、請求項５に記載のように、前記ｘ
パーセントが、６５〜７５パーセントの範囲内のいずれ
かの比であってもよく、請求項６に記載のように、前記
所定の値Ｗ１ヘルツが、１０〜２０ヘルツのいずれかの
値であってもよい。
【０００９】このような方法では、振動のノイズレベル
と振動のピークにおける振動レベルとの間の所定の比、
例えば７０パーセントの振動レベルにおける帯域幅Ｗが
Ｗ１例えば１５ヘルツを越えるか否かでノイズを判別し
除去できる。
と振動のピークにおける振動レベルとの間の所定の比、
例えば７０パーセントの振動レベルにおける帯域幅Ｗが
Ｗ１例えば１５ヘルツを越えるか否かでノイズを判別し
除去できる。
【００１０】請求項７に係る発明による地震観測方法
は、地震計で計測される振動を周波数成分に対する強度
レベルに分解し、該振動の所定周波数ｙ１ヘルツ成分の
振動レベルをａｙ１デシベル、前記振動のノイズレベル
をａｎデシベル、前記振動のピークを与える振動周波数
ｆｐヘルツにおける振動レベルをａｐデシベルとしたと
き、式 ｒｙ１＝（ａｙ１−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×
１００ で与えられる、ｒｙ１パーセントが所定の値ｒ
１パーセントを越える場合に、その振動をノイズと判別
し、さらに、所定の比をｘパーセントとしたとき、式
ａｘ＝ａｎ＋（ａｐ−ａｎ）×（ｘ／１００）で与えら
れる、ａｘデシベルにおける帯域幅ＷヘルツがＷ１ヘル
ツを越える場合に、その振動をノイズと判別する。
は、地震計で計測される振動を周波数成分に対する強度
レベルに分解し、該振動の所定周波数ｙ１ヘルツ成分の
振動レベルをａｙ１デシベル、前記振動のノイズレベル
をａｎデシベル、前記振動のピークを与える振動周波数
ｆｐヘルツにおける振動レベルをａｐデシベルとしたと
き、式 ｒｙ１＝（ａｙ１−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×
１００ で与えられる、ｒｙ１パーセントが所定の値ｒ
１パーセントを越える場合に、その振動をノイズと判別
し、さらに、所定の比をｘパーセントとしたとき、式
ａｘ＝ａｎ＋（ａｐ−ａｎ）×（ｘ／１００）で与えら
れる、ａｘデシベルにおける帯域幅ＷヘルツがＷ１ヘル
ツを越える場合に、その振動をノイズと判別する。
【００１１】このとき、請求項８に記載のように、前記
所定周波数ｙヘルツが１５〜２５ヘルツの範囲内のいず
れかの周波数であり、前記所定の値ｒ１パーセントが、
５５〜６５パーセントのいずれかの値であり、前記ｘパ
ーセントが、６５〜７５パーセントの範囲内のいずれか
の比であり、前記所定の値Ｗ１ヘルツが、１０〜２０ヘ
ルツのいずれかの値であってもよい。
所定周波数ｙヘルツが１５〜２５ヘルツの範囲内のいず
れかの周波数であり、前記所定の値ｒ１パーセントが、
５５〜６５パーセントのいずれかの値であり、前記ｘパ
ーセントが、６５〜７５パーセントの範囲内のいずれか
の比であり、前記所定の値Ｗ１ヘルツが、１０〜２０ヘ
ルツのいずれかの値であってもよい。
【００１２】このような場合、２つの条件の重畳的な判
別になるので、判別の精度が上がる。
別になるので、判別の精度が上がる。
【００１３】また、請求項９に記載のように、さらに、
ピーク周波数ｆｐヘルツが所定の周波数ｆ１を越える場
合に、その振動をノイズと判定し、次式 ａｄ＝ａｐ−
ａｎで与えられる振動レベル差ａｄデシベルが、所定の
値ａ１を越えない場合に、その振動をノイズと判定して
もよい。
ピーク周波数ｆｐヘルツが所定の周波数ｆ１を越える場
合に、その振動をノイズと判定し、次式 ａｄ＝ａｐ−
ａｎで与えられる振動レベル差ａｄデシベルが、所定の
値ａ１を越えない場合に、その振動をノイズと判定して
もよい。
【００１４】この場合、ピーク周波数ｆｐと、振動レベ
ル差を判定条件に加えるので、さらに判定精度が上が
る。
ル差を判定条件に加えるので、さらに判定精度が上が
る。
【００１５】また、請求項１０に記載の地震観測方法の
ように、地震計で計測される前記振動を、水平方向につ
いて直交する２方向、その２方向に垂直な１方向の各々
について計測するようにしてもょく、この場合サンプル
が３倍でしかも振動方向が異なるデータに基づく判定が
可能となり、さらに判定の精度が上がる。
ように、地震計で計測される前記振動を、水平方向につ
いて直交する２方向、その２方向に垂直な１方向の各々
について計測するようにしてもょく、この場合サンプル
が３倍でしかも振動方向が異なるデータに基づく判定が
可能となり、さらに判定の精度が上がる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の発明者は、地震とノイズ
それぞれの振動が有する特性を研究し、真の地震の振動
とノイズの振動には特性上の差があることを見出した。
即ち、（ａ）約２０ヘルツ前後の周波数の振動レベルが
ピークの振動レベルの６０％前後を境にして、真の地震
とノイズの振動とが区別できること、（ｂ）真の地震の
周波数は比較的低い領域例えば、チリ等遠方の地震は１
ヘルツ前後、国内の地震の周波数は３ヘルツ前後にあ
り、一般的には３〜１０ヘルツが多く、ノイズは比較的
高い周波数領域例えば１０〜２０ヘルツにあることが多
いこと、（ｃ）７０％前後のレベルの帯域幅Ｗヘルツ
が、真の地震では比較的狭く例えば７ヘルツ前後が多い
こと、ノイズでは１７ヘルツ前後が多いこと、（ｄ）振
動のピーク値とノイズレベルの差で、真の地震とノイズ
とを区別できる場合が多いこと、を見出した。このよう
な知見に基づいて本発明はなされた。
それぞれの振動が有する特性を研究し、真の地震の振動
とノイズの振動には特性上の差があることを見出した。
即ち、（ａ）約２０ヘルツ前後の周波数の振動レベルが
ピークの振動レベルの６０％前後を境にして、真の地震
とノイズの振動とが区別できること、（ｂ）真の地震の
周波数は比較的低い領域例えば、チリ等遠方の地震は１
ヘルツ前後、国内の地震の周波数は３ヘルツ前後にあ
り、一般的には３〜１０ヘルツが多く、ノイズは比較的
高い周波数領域例えば１０〜２０ヘルツにあることが多
いこと、（ｃ）７０％前後のレベルの帯域幅Ｗヘルツ
が、真の地震では比較的狭く例えば７ヘルツ前後が多い
こと、ノイズでは１７ヘルツ前後が多いこと、（ｄ）振
動のピーク値とノイズレベルの差で、真の地震とノイズ
とを区別できる場合が多いこと、を見出した。このよう
な知見に基づいて本発明はなされた。
【００１７】以下、本発明の実施の形態について、説明
する。図８は、本発明に用いられる地震計システムの概
要を示す図である。地震を観測したい地点に設置される
センサ１と地震計本体２の間は、信号リード線４により
接続されている。図中では、リード線は長いので途中で
省略して示されている。地震計本体と計測されたデータ
を処理するコンピュータ３とは、電気的に接続されてい
る。コンピュータ３は、観測された振動を周波数分析す
ること、また観測され又は分析された数値を設定値と比
較して、所定の判定をすることができるように構成され
ている。
する。図８は、本発明に用いられる地震計システムの概
要を示す図である。地震を観測したい地点に設置される
センサ１と地震計本体２の間は、信号リード線４により
接続されている。図中では、リード線は長いので途中で
省略して示されている。地震計本体と計測されたデータ
を処理するコンピュータ３とは、電気的に接続されてい
る。コンピュータ３は、観測された振動を周波数分析す
ること、また観測され又は分析された数値を設定値と比
較して、所定の判定をすることができるように構成され
ている。
【００１８】センサ１は、地面に水平な面上の直交する
座標、東西方向Ｅ−Ｗ、南北方向Ｎ−Ｓ、地面に垂直な
鉛直方向Ｕ−Ｄの合計３方向について、それぞれ振動を
計測することができるように構成されている。また、検
知する量は、振動加速度であるが、振動速度であっても
よい。
座標、東西方向Ｅ−Ｗ、南北方向Ｎ−Ｓ、地面に垂直な
鉛直方向Ｕ−Ｄの合計３方向について、それぞれ振動を
計測することができるように構成されている。また、検
知する量は、振動加速度であるが、振動速度であっても
よい。
【００１９】地震計本体２は遅延回路を備えており、ト
リガとなる振動を検知し、その振動の検知された時刻の
数秒前からの振動を記録できるように構成されている。
リガとなる振動を検知し、その振動の検知された時刻の
数秒前からの振動を記録できるように構成されている。
【００２０】本発明の実施の形態では、地震計で計測さ
れた振動を周波数分析し、次の４項目について設定値と
比較して、真の地震による振動か、ノイズの振動かを判
別する。特にの所定周波数例えば２０Ｈｚ前後の振動
レベルｒ２０が設定値以上であるか以下であるかによる
判別が最も顕著な判別法である。
れた振動を周波数分析し、次の４項目について設定値と
比較して、真の地震による振動か、ノイズの振動かを判
別する。特にの所定周波数例えば２０Ｈｚ前後の振動
レベルｒ２０が設定値以上であるか以下であるかによる
判別が最も顕著な判別法である。
【００２１】さらに、４項目全てをＡＮＤ条件で充足し
た場合を真の地震とすると、信頼性は非常に高くなる。
真の地震であるための条件を与える、４項目は以下の通
りである。
た場合を真の地震とすると、信頼性は非常に高くなる。
真の地震であるための条件を与える、４項目は以下の通
りである。
【００２２】ピーク周波数が設定値以内であること。
【００２３】所定振動レベル％の帯域幅が設定値内で
あること。
あること。
【００２４】所定周波数における振動レベルが設定値
以内であること。
以内であること。
【００２５】ピーク振動レベル値とノイズレベル値の
差が設定値以上であること。
差が設定値以上であること。
【００２６】このような項目の条件をはずれる振動はノ
イズによるものであるとして、除去し記録対称からはず
すことができ、観測精度が上がると共に、記録の経済性
も高めることができる。
イズによるものであるとして、除去し記録対称からはず
すことができ、観測精度が上がると共に、記録の経済性
も高めることができる。
【００２７】また、各項目毎にノイズか地震かの判定は
できるが、重畳的に用いることもできる。即ち、上記項
目の条件を１つでもはずれる振動はノイズとして除去す
ればよい。あるいは、上記項目の条件を全て充足する振
動を真の地震として、選び出せばよい。
できるが、重畳的に用いることもできる。即ち、上記項
目の条件を１つでもはずれる振動はノイズとして除去す
ればよい。あるいは、上記項目の条件を全て充足する振
動を真の地震として、選び出せばよい。
【００２８】次に、図１以下を参照して本発明の実施例
を説明する。図１は、地震計で計測された振動を周波数
分析した結果を、横軸を周波数Ｈｚ（ヘルツ）、縦軸を
振動レベルｄＢ（デシベル）で示す図である。本実施例
では、センサ１で検知された、トリガ振動の時刻の３秒
（３００サンプル）及びトリガの時刻以後の約７秒（７
２３サンプル）分のデータを取り出して、コンピュータ
３中の高速ＣＰＵによりフーリエ変換を行った。
を説明する。図１は、地震計で計測された振動を周波数
分析した結果を、横軸を周波数Ｈｚ（ヘルツ）、縦軸を
振動レベルｄＢ（デシベル）で示す図である。本実施例
では、センサ１で検知された、トリガ振動の時刻の３秒
（３００サンプル）及びトリガの時刻以後の約７秒（７
２３サンプル）分のデータを取り出して、コンピュータ
３中の高速ＣＰＵによりフーリエ変換を行った。
【００２９】図１中、ｆｐはピークの振動を与える周波
数Ｈｚ、ａｐはピーク周波数ｆｐヘルツにおける振動レ
ベル、ａｎは４０〜５０ヘルツの周波数成分に於ける振
動レベルの平均値デシベルであり、これをノイズレベル
とする。ａ７０デシベルはピーク値ａｐとノイズレベル
ａｎとの差の７０％をノイズレベルに加えた値、即ちａ
７０＝ａｎ＋（ａｐ−ａｎ）×（７０／１００）、ｒ２
０パーセントはノイズレベルａｎを０％、ピーク値ａｐ
を１００％としたときの、周波数成分２０Ｈｚでのレベ
ル、即ちｒ２０＝（ａ２０−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×
１００、Ｗヘルツはａ７０以上の振動レベルを有する周
波数の帯域幅、ａｄデシベルはピークレベルとノイズレ
ベルとの差、即ちａｄ＝ａｐ−ａｎ、である。
数Ｈｚ、ａｐはピーク周波数ｆｐヘルツにおける振動レ
ベル、ａｎは４０〜５０ヘルツの周波数成分に於ける振
動レベルの平均値デシベルであり、これをノイズレベル
とする。ａ７０デシベルはピーク値ａｐとノイズレベル
ａｎとの差の７０％をノイズレベルに加えた値、即ちａ
７０＝ａｎ＋（ａｐ−ａｎ）×（７０／１００）、ｒ２
０パーセントはノイズレベルａｎを０％、ピーク値ａｐ
を１００％としたときの、周波数成分２０Ｈｚでのレベ
ル、即ちｒ２０＝（ａ２０−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×
１００、Ｗヘルツはａ７０以上の振動レベルを有する周
波数の帯域幅、ａｄデシベルはピークレベルとノイズレ
ベルとの差、即ちａｄ＝ａｐ−ａｎ、である。
【００３０】ここで各パラメータの性質を説明する。
【００３１】ピーク周波数ｆｐヘルツ：地震のピーク周
波数は、ほとんどの場合１〜１５ヘルツの間に分布して
いる。計測した振動がこの条件を充足しているか否かを
調べるため、ピーク周波数について、下限ｆｌｗヘルツ
と上限ｆｈｉ（本発明のｆ１）ヘルツを設定する。
波数は、ほとんどの場合１〜１５ヘルツの間に分布して
いる。計測した振動がこの条件を充足しているか否かを
調べるため、ピーク周波数について、下限ｆｌｗヘルツ
と上限ｆｈｉ（本発明のｆ１）ヘルツを設定する。
【００３２】７０％の帯域幅Ｗヘルツ：地震及びノイズ
波形の周波数解析を行うと、地震の場合はＷが１５ヘル
ツ以下、ノイズの場合はＷが１０ヘルツ以上となってい
る場合が多い。計測した振動がこの条件を充足している
か否かを調べるため、Ｗの上限Ｗｍａｘ（本発明のＷ
１）ヘルツを設定する。
波形の周波数解析を行うと、地震の場合はＷが１５ヘル
ツ以下、ノイズの場合はＷが１０ヘルツ以上となってい
る場合が多い。計測した振動がこの条件を充足している
か否かを調べるため、Ｗの上限Ｗｍａｘ（本発明のＷ
１）ヘルツを設定する。
【００３３】２０ヘルツのレベルｒ２０：車などのノイ
ズの場合、ｒ２０が６０％を越えることが多い。計測し
た振動がこの条件を充足しているか否かを調べるため、
ｒ２０の上限ｒ２０ｍａｘデシベル（本発明のｒ１）を
設定する。
ズの場合、ｒ２０が６０％を越えることが多い。計測し
た振動がこの条件を充足しているか否かを調べるため、
ｒ２０の上限ｒ２０ｍａｘデシベル（本発明のｒ１）を
設定する。
【００３４】ピーク値ａｐとノイズレベルａｎとの差：
計測された振動のピーク周波数の振動レベルがノイズレ
ベルの何倍に相当するかを調べるため、レベル差の下限
ａｍｉｎ（本発明のａ１）デシベルを設定する。
計測された振動のピーク周波数の振動レベルがノイズレ
ベルの何倍に相当するかを調べるため、レベル差の下限
ａｍｉｎ（本発明のａ１）デシベルを設定する。
【００３５】以下、本発明の実施例である試験結果を示
し説明する。本試験では、パラメータは以下のように設
定した。
し説明する。本試験では、パラメータは以下のように設
定した。
【００３６】ｆｌｗ＝１ ヘルツ ｆｈｉ＝１５ ヘルツ Ｗｍａｘ＝１５ ヘルツ ｒ２０ｍａｘ＝６０ ％ ａｍｉｎ＝１０ デシベル（ノイズレベルの約３倍） サンプル数は、７６件（地震２４件、ノイズ４８件、不
明４件）であった。試験の結果、地震と判定されたの
は、３１件であり、ノイズと判定されたのは、４５件で
あった。即ち、実際のノイズ４８件中、４５件をノイズ
と判定しており、ノイズ判別精度は、歩実施例の場合９
２％であり、ノイズ除去の効果はかなり高かった。
明４件）であった。試験の結果、地震と判定されたの
は、３１件であり、ノイズと判定されたのは、４５件で
あった。即ち、実際のノイズ４８件中、４５件をノイズ
と判定しており、ノイズ判別精度は、歩実施例の場合９
２％であり、ノイズ除去の効果はかなり高かった。
【００３７】本実施例では、ノイズが周波数の低域から
高域まで（５〜２０ヘルツ）広く分布していることを利
用しており、特に、比較的センサの近くで発生した車の
ノイズや衝撃性のノイズに対しては判別精度は高かっ
た。
高域まで（５〜２０ヘルツ）広く分布していることを利
用しており、特に、比較的センサの近くで発生した車の
ノイズや衝撃性のノイズに対しては判別精度は高かっ
た。
【００３８】図２〜図７を参照して、具体的な試験結果
を説明する。
を説明する。
【００３９】図２は、周波数２０ヘルツの振動レベルｒ
２０％と度数の関係を示す。横軸がｒ２０％であり、縦
軸が各％幅に入るサンプルの度数である。図２で（ａ）
は地震の場合、（ｂ）はノイズの場合を示す。（ａ）か
ら分かるように、本実施例では、地震の場合ｒ２０は６
０％より下であり、ノイズは５０％を越えていることが
分かる。したがって、この条件だけでかなりの確率で判
別できることが分かる。
２０％と度数の関係を示す。横軸がｒ２０％であり、縦
軸が各％幅に入るサンプルの度数である。図２で（ａ）
は地震の場合、（ｂ）はノイズの場合を示す。（ａ）か
ら分かるように、本実施例では、地震の場合ｒ２０は６
０％より下であり、ノイズは５０％を越えていることが
分かる。したがって、この条件だけでかなりの確率で判
別できることが分かる。
【００４０】図３は、ピーク周波数ｆｐと度数の関係を
示す。横軸がｆｐヘルツであり、縦軸が各周波数幅に入
るサンプルの度数である。図３で（ａ）は地震の場合、
（ｂ）はノイズの場合を示す。（ａ）から分かるよう
に、本実施例では、地震の場合ｆｐは１５ヘルツより
下、またほとんどのサンプルは１２ヘルツより下であ
り、ノイズの場合は３ヘルツより上、多くのサンプルは
９ヘルツを越えていることが分かる。したがって、この
条件だけでは正確な判別はできないが、他の条件と組み
合わせることで精度を高めることができることが分か
る。
示す。横軸がｆｐヘルツであり、縦軸が各周波数幅に入
るサンプルの度数である。図３で（ａ）は地震の場合、
（ｂ）はノイズの場合を示す。（ａ）から分かるよう
に、本実施例では、地震の場合ｆｐは１５ヘルツより
下、またほとんどのサンプルは１２ヘルツより下であ
り、ノイズの場合は３ヘルツより上、多くのサンプルは
９ヘルツを越えていることが分かる。したがって、この
条件だけでは正確な判別はできないが、他の条件と組み
合わせることで精度を高めることができることが分か
る。
【００４１】図４は、７０％帯域幅Ｗと度数の関係を示
す。横軸がＷヘルツであり、縦軸が各周波数幅に入るサ
ンプルの度数である。図４で（ａ）は地震の場合、
（ｂ）はノイズの場合を示す。（ａ）から分かるよう
に、本実施例では、地震の場合Ｗは１５ヘルツより下、
また多くのサンプルは１２ヘルツより下であり、ノイズ
の場合は６ヘルツより上、多くのサンプルは１２ヘルツ
を越えていることが分かる。したがって、この条件だけ
でもある程度の判別が可能であり、さらに他の条件と組
み合わせることで精度を高めることができることが分か
る。
す。横軸がＷヘルツであり、縦軸が各周波数幅に入るサ
ンプルの度数である。図４で（ａ）は地震の場合、
（ｂ）はノイズの場合を示す。（ａ）から分かるよう
に、本実施例では、地震の場合Ｗは１５ヘルツより下、
また多くのサンプルは１２ヘルツより下であり、ノイズ
の場合は６ヘルツより上、多くのサンプルは１２ヘルツ
を越えていることが分かる。したがって、この条件だけ
でもある程度の判別が可能であり、さらに他の条件と組
み合わせることで精度を高めることができることが分か
る。
【００４２】図５は、判定結果を示す。左欄のｓ０１４
〜ｓ４２３はデータ番号であり、サンプル７６件に対応
する。中央欄に人によるチェック結果、右欄にシミュレ
ータによる判定結果を示す。図中、０がノイズと判定さ
れたものであり、１が地震と判定されたもの、２が不明
と判定されたものである。例えば、データ番号ｓ１１３
では人によるチェック結果は地震かノイズか不明である
のに対して、シミュレータは地震と判定、データ番号ｓ
４０５では人によるチェック結果はノイズであるのに対
して、シミュレータは地震と判定している、等の僅かな
差は認められるものの、ほとんどは一致しており、シミ
ュレータの精度の高さについて、先に述べた結果が読み
とれる。
〜ｓ４２３はデータ番号であり、サンプル７６件に対応
する。中央欄に人によるチェック結果、右欄にシミュレ
ータによる判定結果を示す。図中、０がノイズと判定さ
れたものであり、１が地震と判定されたもの、２が不明
と判定されたものである。例えば、データ番号ｓ１１３
では人によるチェック結果は地震かノイズか不明である
のに対して、シミュレータは地震と判定、データ番号ｓ
４０５では人によるチェック結果はノイズであるのに対
して、シミュレータは地震と判定している、等の僅かな
差は認められるものの、ほとんどは一致しており、シミ
ュレータの精度の高さについて、先に述べた結果が読み
とれる。
【００４３】図６と図７は、先の４項目即ち、ピーク
周波数、所定振動レベル％の帯域幅、周波数２０Ｈ
ｚにおける振動レベル、ピーク振動レベル値とノイズ
レベル値の差、をそれぞれＥ−Ｗ、Ｎ−Ｓ、Ｕ−Ｄの３
方向について判定した結果である。総合判定は、先の判
定について地震であるとの判定をＡＮＤ条件でまとめた
ものである。図７は図６の続きの一覧表を示す図であ
る。例えば、データ番号ｓ４０６では、最も信頼性の高
い周波数２０Ｈｚにおける振動レベル３方向を含めてほ
とんどが地震の判定であるが、レベル値差Ｎ−Ｓがノイ
ズの判定であり、そのため総合判定はノイズとなり、図
５に示されるように、人のチェック結果と同じ結果にな
っている。
周波数、所定振動レベル％の帯域幅、周波数２０Ｈ
ｚにおける振動レベル、ピーク振動レベル値とノイズ
レベル値の差、をそれぞれＥ−Ｗ、Ｎ−Ｓ、Ｕ−Ｄの３
方向について判定した結果である。総合判定は、先の判
定について地震であるとの判定をＡＮＤ条件でまとめた
ものである。図７は図６の続きの一覧表を示す図であ
る。例えば、データ番号ｓ４０６では、最も信頼性の高
い周波数２０Ｈｚにおける振動レベル３方向を含めてほ
とんどが地震の判定であるが、レベル値差Ｎ−Ｓがノイ
ズの判定であり、そのため総合判定はノイズとなり、図
５に示されるように、人のチェック結果と同じ結果にな
っている。
【００４４】このように、前記４項目の条件をＡＮＤで
処理することにより、正しい判定を得る可能性を高めて
いる。
処理することにより、正しい判定を得る可能性を高めて
いる。
【００４５】以上の実施例では、所定周波数ｙ１ヘルツ
を２０ヘルツとしたが、ｙ１は一つの基準であって、地
震の種類、ノイズの種類によって適切に選定すればよ
く、またこのｙ１に応じて、適切なｒｙ１の判定用のｒ
ｍａｘ（あるいはｒ１）を定めればよい。但し一般的に
は、１５〜２５ヘルツの範囲内のいずれかの周波数が望
ましく、さらに望ましくは１７〜２３ヘルツ程度とす
る。
を２０ヘルツとしたが、ｙ１は一つの基準であって、地
震の種類、ノイズの種類によって適切に選定すればよ
く、またこのｙ１に応じて、適切なｒｙ１の判定用のｒ
ｍａｘ（あるいはｒ１）を定めればよい。但し一般的に
は、１５〜２５ヘルツの範囲内のいずれかの周波数が望
ましく、さらに望ましくは１７〜２３ヘルツ程度とす
る。
【００４６】また、所定の値ｒ１パーセントは６０パー
セントとしたが、これもｙ１に応じて適切な値を設定す
ればよく、６０％にはこだわらない。地震の種類、ノイ
ズの種類によって適切に選定すればよい。但し一般的に
は、５５〜６５パーセントが望ましく、さらに望ましく
は５７〜６３％程度とする。
セントとしたが、これもｙ１に応じて適切な値を設定す
ればよく、６０％にはこだわらない。地震の種類、ノイ
ズの種類によって適切に選定すればよい。但し一般的に
は、５５〜６５パーセントが望ましく、さらに望ましく
は５７〜６３％程度とする。
【００４７】また所定の比ｘは、７０％としたが、比ｘ
は一つの基準であって、地震の種類、ノイズの種類によ
って適切に選定すればよく、またこのｘに応じて、適切
なＷｍａｘ（あるいはＷ１）を定めればよい。但し一般
的には、６５〜７５％の範囲内のいずれかの比が望まし
く、さらに望ましくは６７〜７３％程度とする。
は一つの基準であって、地震の種類、ノイズの種類によ
って適切に選定すればよく、またこのｘに応じて、適切
なＷｍａｘ（あるいはＷ１）を定めればよい。但し一般
的には、６５〜７５％の範囲内のいずれかの比が望まし
く、さらに望ましくは６７〜７３％程度とする。
【００４８】また、所定の周波数幅Ｗ１は１５Ｈｚとし
たが、Ｗ１は一つの基準であって、地震の種類、ノイズ
の種類によって適切に選定すればよい。但し一般的に
は、１０〜２０Ｈｚの範囲内のいずれかの周波数が望ま
しく、さらに望ましくは１２〜１８ヘルツ程度とする。
たが、Ｗ１は一つの基準であって、地震の種類、ノイズ
の種類によって適切に選定すればよい。但し一般的に
は、１０〜２０Ｈｚの範囲内のいずれかの周波数が望ま
しく、さらに望ましくは１２〜１８ヘルツ程度とする。
【００４９】また、所定の周波数ｆ１は、１５Ｈｚとし
たが、ｆ１は一つの基準であって、地震の種類、ノイズ
の種類によって適切に選定すればよい。但し一般的に
は、１０〜２０Ｈｚの範囲内のいずれかの周波数が望ま
しく、さらに望ましくは１２〜１８ヘルツ程度とする。
たが、ｆ１は一つの基準であって、地震の種類、ノイズ
の種類によって適切に選定すればよい。但し一般的に
は、１０〜２０Ｈｚの範囲内のいずれかの周波数が望ま
しく、さらに望ましくは１２〜１８ヘルツ程度とする。
【００５０】また所定の値ａ１は、１０ｄＢとしたが、
ａ１は一つの基準であって、地震の種類、ノイズの種類
によって適切に選定すればよい。但し一般的には、５〜
１５Ｈｚの範囲内のいずれかの周波数が望ましく、さら
に望ましくは８〜１３ｄＢ程度とする。
ａ１は一つの基準であって、地震の種類、ノイズの種類
によって適切に選定すればよい。但し一般的には、５〜
１５Ｈｚの範囲内のいずれかの周波数が望ましく、さら
に望ましくは８〜１３ｄＢ程度とする。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、地震計
で計測される振動を周波数成分に対する振動レベルに分
解し、該振動の所定周波数について、ピーク周波数、振
動レベル％の帯域幅、振動レベル、ピーク振動レベル値
とノイズレベル値の差、に基づき地震による振動か、ノ
イズかを判断するので、地震計で観測される振動のうち
ノイズ振動を確実に判別し、真の地震による振動のみを
取り出すことができる。
で計測される振動を周波数成分に対する振動レベルに分
解し、該振動の所定周波数について、ピーク周波数、振
動レベル％の帯域幅、振動レベル、ピーク振動レベル値
とノイズレベル値の差、に基づき地震による振動か、ノ
イズかを判断するので、地震計で観測される振動のうち
ノイズ振動を確実に判別し、真の地震による振動のみを
取り出すことができる。
【図１】本発明で用いる周波数分析の典型例を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例のサンプルについて、２０Ｈｚ
でのレベル％と度数の関係を示す図である。
でのレベル％と度数の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例のサンプルについて、ピーク周
波数と度数の関係を示す図である。
波数と度数の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例のサンプルについて、７０％帯
域幅と度数の関係を示す図である。
域幅と度数の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例の総合判定結果を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の各データ番号で示されるサンプルの、
個別判定結果と総合判定結果を示す図である。
個別判定結果と総合判定結果を示す図である。
【図７】図６の続きを示す図である。
【図８】本発明に用いられる地震計システムの概要を示
す図である。
す図である。
１ センサ ２ 地震計本体 ３ コンピュータ
Claims (10)
- 【請求項１】 地震計で計測される振動を周波数成分に
対する強度レベルに分解し、該振動の所定周波数ｙ１ヘ
ルツ成分の振動レベルをａｙ１デシベル、前記振動のノ
イズレベルをａｎデシベル、前記振動のピークを与える
振動周波数ｆｐヘルツにおける振動レベルをａｐデシベ
ルとしたとき、次式 ｒｙ１＝（ａｙ１−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×１００ で与えられる、ｒｙ１パーセントが所定の値ｒ１パーセ
ントを越える場合に、その振動をノイズと判別する、地
震観測方法。 - 【請求項２】 前記所定周波数ｙ１ヘルツが１５〜２５
ヘルツの範囲内のいずれかの周波数である、請求項１に
記載の、地震観測方法。 - 【請求項３】 前記所定の値ｒ１パーセントが、５５〜
６５パーセントのいずれかの値である、請求項１または
請求項２に記載の、地震観測方法。 - 【請求項４】 地震計で計測される振動を周波数成分に
対する強度レベルに分解し、該振動のノイズレベルをａ
ｎデシベル、前記振動のピークを与える振動周波数ｆｐ
ヘルツにおける振動レベルをａｐデシベル、所定の比を
ｘパーセントとしたとき、次式ａｘ＝ａｎ＋（ａｐ−ａ
ｎ）×（ｘ／１００）で与えられる、ａｘデシベルにお
ける帯域幅Ｗヘルツが所定の周波数幅Ｗ１ヘルツを越え
る場合に、その振動をノイズと判別する、地震観測方
法。 - 【請求項５】 前記所定の比ｘパーセントが、６５〜７
５パーセントの範囲内のいずれかの値である、請求項４
に記載の、地震観測方法。 - 【請求項６】 前記所定の周波数幅Ｗ１ヘルツが、１０
〜２０ヘルツのいずれかの値である、請求項４または請
求項５に記載の、地震観測方法。 - 【請求項７】 地震計で計測される振動を周波数成分に
対する強度レベルに分解し、該振動の所定周波数ｙ１ヘ
ルツ成分の振動レベルをａｙ１デシベル、前記振動のノ
イズレベルをａｎデシベル、前記振動のピークを与える
振動周波数ｆｐヘルツにおける振動レベルをａｐデシベ
ルとしたとき、次式 ｒｙ１＝（ａｙ１−ａｎ）／（ａｐ−ａｎ）×１００ で与えられる、ｒｙ１パーセントが所定の値ｒ１パーセ
ントを越える場合に、その振動をノイズと判別し、さら
に、 所定の比をｘパーセントとしたとき、次式ａｘ＝ａｎ＋
（ａｐ−ａｎ）×（ｘ／１００）で与えられる、ａｘデ
シベルにおける帯域幅ＷヘルツがＷ１ヘルツを越える場
合に、その振動をノイズと判別する、地震観測方法。 - 【請求項８】 前記所定周波数ｙヘルツが１５〜２５ヘ
ルツの範囲内のいずれかの周波数であり、前記所定の値
ｒ１パーセントが、５５〜６５パーセントのいずれかの
値であり、前記ｘパーセントが、６５〜７５パーセント
の範囲内のいずれかの比であり、前記所定の値Ｗ１ヘル
ツが、１０〜２０ヘルツのいずれかの値である、請求項
７に記載の、地震観測方法。 - 【請求項９】 さらに、ピーク周波数ｆｐヘルツが所定
の周波数ｆ１を越える場合に、その振動をノイズと判定
し、次式 ａｄ＝ａｐ−ａｎ で与えられる振動レベル差ａｄデシベルが、所定の値ａ
１を越えない場合に、その振動をノイズと判定する、請
求項１乃至請求項８のいずれかに記載の、地震観測方
法。 - 【請求項１０】 地震計で計測される前記振動を、水平
方向について直交する２方向、その２方向に垂直な１方
向の各々について計測する、請求項１乃至請求項９のい
ずれかに記載の、地震観測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272097A JP3836933B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | ノイズを除去する地震観測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272097A JP3836933B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | ノイズを除去する地震観測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253766A true JPH10253766A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3836933B2 JP3836933B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=13497484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272097A Expired - Lifetime JP3836933B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | ノイズを除去する地震観測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3836933B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309659A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Akebono Brake Ind Co Ltd | ３軸相対変位計 |
| JP2012137327A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Okuma Corp | 振動検出装置及び振動検出方法 |
| JP2020091167A (ja) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 感震センサ |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP7272097A patent/JP3836933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309659A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Akebono Brake Ind Co Ltd | ３軸相対変位計 |
| JP2012137327A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Okuma Corp | 振動検出装置及び振動検出方法 |
| JP2020091167A (ja) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 感震センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3836933B2 (ja) | 2006-10-25 |
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