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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
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  3. 地質科學系
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dc.contributor.advisor林正洪(Cheng-Horng Lin)
dc.contributor.authorYi-Chun Linen
dc.contributor.author林怡君zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-08T03:47:09Z-
dc.date.copyright2019-02-12
dc.date.issued2019
dc.date.submitted2019-01-29
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/21795-
dc.description.abstract大屯火山群坐落在台灣的北端,近年來各項研究均指出,大屯火山群應屬於活火山(Zellmer et al., 2015; Lin, 2016)。在全球標準時間2014年3月16日,大屯火山群的小油坑噴氣孔區域有一起小型的蒸氣噴發事件被次聲波測站及地震測站接收到 (Lin, 2017)。在火山活動監測的過程中,由大屯火山寬頻地震網所記錄到的訊號,除了典型的幾種火山型地震之外,也常觀察到頻率位於15-45Hz的高頻訊號,但僅能確定此訊號非地震訊號,近年增設次聲波測站也能觀測到此記錄。
本研究針對地震儀所記錄到,主要頻率落在15-45Hz的聲音訊號,觀察比對每日的地震站及次聲波測站訊號之時頻圖,找出高頻聲波訊號並截取,對波形進行15-45Hz之帶通濾波,並利用AIC演算法自動判別訊號到時(Akaike, 1974; Hendriyana et al., 2018),假設聲音在空氣中以340m/s的速度傳遞,最後透過格點搜尋法加以定位。
本系統目前已成功定位出17個聲波事件之聲源的位置,將所有測站波形依照定位結果,由近而遠排列,其結果亦可驗證此系統之定位結果。期望透過聲音訊號的定位系統開發,提供一個快速且有效火山活動監測方法。
zh_TW
dc.description.abstractThe Tatun Volcano Group (TVG) is located at the northern tip of Taiwan, various of studies indicate that TVG might be considered as an active volcano. We believe that the monitoring of future volcanic activity in this area is important, because a tiny scale phreatic eruption in TVG was recorded by seismic station and infrasonic station on March 16 2014(UTC) (Lin, 2017).
In addition to typical types of volcanic earthquake, an unusual seismic tremor with high-frequency (15-45 Hz) was recorded by the Tatun volcano broadband seismic network, at the same time we can also see the acoustic signal which was recorded by infrasound stations.
In this study, we develop a system to find the precise source location for acoustic signals which was recorded by seismogram. Comparing the daily seismic and infrasound signals by plotting the spectrogram to find the high-frequency acoustic signals. Then, we applied a band-pass filter (15-45 Hz) and calculate the envelope of the signals, and find the first arrival times automatically by using the AIC algorithm (Akaike, 1974; Hendriyana et al., 2018). Finally, performing a basic grid search to find the source location assume that the propagation speed (340 m/s). This study has successfully positioned the acoustic signals location, which is consistent with the results by using Signal Stacking Subprocess (Lin, 2017).
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-08T03:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2019
en
dc.description.tableofcontents口試委員會審定書 I
致謝 II
摘要 III
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究區域概況 1
1.2 文獻回顧 3
1.2.1 台灣北部地體構造 3
1.2.2 地球化學 7
1.2.3 地球物理 7
1.2.4 火山次聲波訊號 11
1.3 研究動機與目的 13
1.4 研究內容簡介 14
第二章 研究原理及方法 15
2.1 研究原理 15
2.1.1 自動化挑波方法 15
2.1.2 格點搜尋法-時間 18
2.1.3 格點搜尋法-能量 19
2.2 系統開發過程 20
2.2.1 格點搜尋法-時間 20
2.2.2 格點搜尋法-能量 22
2.3 資料處理 24
2.3.1 測站分佈與使用儀器 24
2.3.2 資料篩選 27
2.3.3 訊號處理及分析 28
第三章 結果討論 36
3.1 格點搜尋法方法比較 36
3.2 挑波方法結果比較 38
3.3 事件個案討論 40
3.3.1 2014年3月16日21時39分36秒小油坑噴氣孔 40
3.3.2 2015年12月20日17時18分00秒 45
3.3.3 2017年1月12日16時03分30秒 50
第四章 結論 55
參考文獻 58
附錄 63
圖1.1大屯火山群數值模擬地形圖。 2
圖1.2 台灣及鄰近區域的地體構造。 4
圖1.3台灣的地體構造及火成岩露頭分佈。 5
圖1.4台北地區第四紀構造演化。 6
圖1.5大屯火山群的地震活動。 8
圖1.6大屯火山地區,垂直向的速度波形圖與頻譜。 9
圖1.7 大屯山三維速度分佈圖。 10
圖1.8 次聲波波形種類圖。 12
圖2.1 AIC演算法之示意圖。 16
圖2.3格點搜尋法-時間流程圖。 21
圖2.4點搜尋法-能量流程圖。 23
圖2.5研究所選用之測站分佈圖。 25
圖2.6聲音訊號原始波形與時頻圖。 27
圖2.7原始波形與濾波後之結果示意圖。 28
圖2.8將觀測波形進行平滑化。 29
圖2.9AIC演算法進行自動挑波。 31
圖2.10據最大累積振幅變化量進行挑波。 32
圖2.11時間修正示意圖。 33
圖2.12波形疊加結果圖。 34
圖2.13所有測站的波形依震央距排列結果示意圖。 35
圖3.1 透過格點搜尋法-能量定位之結果圖,紅色星形為定位結果位置。 37
圖3.2 兩種自動判定初波到時方法所得之結果比較。 39
圖3.3 2014年3月16日事件之地震測站與次聲波測站之聲音訊號時頻圖。 41
圖3.4 2014年3月16日事件之各測站的波形圖。 42
圖3.5 2014年3月16日之格點搜尋法定位結果圖。 43
圖3.6 2014年3月16日事件之SSS結果比較圖。 44
圖3.7 2015年12月20日事件之地震測站與次聲波測站之聲音訊號時頻圖。 46
圖3.8 2015年12月20日事件之各測站的波形圖。 47
圖3.9 2015年12月20日事件之格點搜尋法定位結果圖。 48
圖3.10 2015年12月20日事件之SSS結果。 49
圖3.11 2017年1月12日事件之地震測站與次聲波測站之聲音訊號時頻圖。 51
圖3.12 2017年1月12日事件之各測站的波形圖。 52
圖3.13 2017年1月12日事件之格點搜尋法定位結果圖。 53
圖3.14 2017年1月12日事件之SSS結果圖。 54
圖4.1 17個事件之定位結果圖。 56
表2.1測站資訊 26
表4.1已成功定位之事件及定位結果。 57
dc.language.isozh-TW
dc.title台灣大屯火山群聲音訊號之定位研究zh_TW
dc.titleA study of locating acoustic sources in Tatun Volcano Group of Taiwanen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear107-1
dc.description.degree碩士
dc.contributor.coadvisor宋聖榮(Sheng-Rong Song)
dc.contributor.oralexamcommittee梁文宗,黃柏壽,吳逸民
dc.subject.keyword大屯火山群,次聲波,格點搜尋法,火山監測,zh_TW
dc.subject.keywordTatun Volcano Group,infrasound,grid search,volcano monitoring,en
dc.relation.page78
dc.identifier.doi10.6342/NTU201900289
dc.rights.note未授權
dc.date.accepted2019-01-29
dc.contributor.author-college理學院zh_TW
dc.contributor.author-dept地質科學研究所zh_TW
顯示於系所單位:地質科學系

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