pygrt.pymod

file:

pymod.py

author:

Zhu Dengda (zhudengda@mail.iggcas.ac.cn)

date:

2024-07-24

该文件包括 Python端使用的模型 pygrt.c_structures.c_PyModel1D

class pygrt.pymod.PyModel1D(modarr0: ndarray, depsrc: float, deprcv: float)

基类：object

__init__(modarr0: ndarray, depsrc: float, deprcv: float)

将震源和台站插入定义模型的数组，转为 PyModel1D 实例的形式

参数:

• modarr0 – 模型数组，每行格式为[thickness(km), Vp(km/s), Vs(km/s), Rho(g/cm^3), Qp, Qs]

• depsrc – 震源深度(km)

• deprcv – 台站深度(km)

• allowLiquid – 是否允许液体层

compute_travt1d(dist: float)

调用C程序，计算初至P波和S波的走时

参数:

dist – 震中距

返回:

• travtP - 初至P波走时(s)

• travtS - 初至S波走时(s)

gen_gf_spectra(*args, **kwargs)

Bad function name, has already been removed. Use ‘compute_grn’ instead.

compute_grn(distarr: ndarray | List[float] | float, nt: int, dt: float, upsampling_n: int = 1, freqband: ndarray | List[float] = [-1, -1], zeta: float = 0.8, keepAllFreq: bool = False, vmin_ref: float = 0.0, keps: float = -1.0, ampk: float = 1.15, k0: float = 5.0, Length: float = 0.0, filonLength: float = 0.0, safilonTol: float = 0.0, filonCut: float = 0.0, delayT0: float = 0.0, delayV0: float = 0.0, calc_upar: bool = False, gf_source=['EX', 'VF', 'HF', 'DC'], statsfile: str | None = None, statsidxs: ndarray | List[int] | None = None, print_runtime: bool = True)

调用C库计算格林函数的主函数，以列表的形式返回，其中每个元素为对应震中距的格林函数 obspy.Stream 类型。

参数:

• distarr – 多个震中距(km) 的数组, 或单个震中距的浮点数

• nt – 时间点数，借助于 SciPy，nt不再要求是2的幂次

• dt – 采样间隔(s)

• upsampling_n – 升采样倍数

• freqband – 频率范围(Hz)，以此确定待计算的离散频率点

• zeta – 定义虚频率的系数 \(\zeta\) ， 虚频率 \(\tilde{\omega} = \omega - j*w_I, w_I = \zeta*\pi/T, T=nt*dt\) , T为时窗长度。 使用离散波数积分时为了避开附加源以及奇点的影响， (Bouchon, 1981) 在频率上添加微小虚部， 更多测试见 (张海明, 2021)

:param keepAllFreq 计算所有频点，不论频率多低 :param vmin_ref: 最小参考速度，默认vmin=max(minimum velocity, 0.1)，用于定义波数积分上限，小于0则在达到积分上限后使用峰谷平均法

（默认当震源和场点深度差<=1km时自动使用峰谷平均法）

参数:

• keps – 波数k积分收敛条件，见 (Yao and Harkrider, 1983) (初稿)， 为负数代表不提前判断收敛，按照波数积分上限进行积分

• ampk – 影响波数k积分上限的系数，见下方

• k0 – 波数k积分的上限 \(\tilde{k_{max}}=\sqrt{(k_{0}*\pi/hs)^2 + (ampk*w/vmin_{ref})^2}\) , 波数k积分循环必须退出, hs=max(震源和台站深度差,1.0)

• Length – 定义波数k积分的间隔 dk=2pi / (L*rmax), 选取要求见 (Bouchon, 1981) (张海明, 2021)，默认自动选择

• filonLength – Filon积分的间隔

• safilonTol – 自适应Filon积分采样精度

• filonCut – 波数积分和Filon积分的分割点filonCut, k*=<filonCut>/rmax

• calc_upar – 是否计算位移u的空间导数

• gf_source – 待计算的震源类型

• statsfile – 波数k积分（包括Filon积分和峰谷平均法）的过程记录文件，常用于debug或者观察积分过程中 \(F(k,\omega)\) 和 \(F(k,\omega)J_m(kr)k\) 的变化

• statsidxs – 仅输出特定频点的过程记录文件，建议给定频点，否则默认所有频率点的记录文件都输出，很占空间

• print_runtime – 是否打印运行时间

返回:

• dataLst - 列表，每个元素为 obspy.Stream 类型 )

compute_static_grn(xarr: ndarray | List[float] | float, yarr: ndarray | List[float] | float, vmin_ref: float = 0.0, keps: float = -1.0, k0: float = 5.0, Length: float = 15.0, filonLength: float = 0.0, safilonTol: float = 0.0, filonCut: float = 0.0, calc_upar: bool = False, statsfile: str | None = None)

调用C库计算静态格林函数，以字典的形式返回

参数:

• xarr – 北向坐标数组，或单个浮点数

• yarr – 东向坐标数组，或单个浮点数

• vmin_ref – 最小参考速度（具体数值不使用），小于0则在达到积分上限后使用峰谷平均法 （默认当震源和场点深度差<=0.5km时自动使用峰谷平均法）

• keps – 波数k积分收敛条件，见 (Yao and Harkrider, 1983) (初稿)， 为负数代表不提前判断收敛，按照波数积分上限进行积分

• k0 – 波数k积分的上限 \(\tilde{k_{max}}=(k_{0}*\pi/hs)^2\) , 波数k积分循环必须退出, hs=max(震源和台站深度差,1.0)

• Length – 定义波数k积分的间隔 dk=2pi / (L*rmax), 默认15；负数表示使用Filon积分

• filonLength – Filon积分的间隔

• safilonTol – 自适应Filon积分采样精度

• filonCut – 波数积分和Filon积分的分割点filonCut, k*=<filonCut>/rmax

• calc_upar – 是否计算位移u的空间导数

• statsfile – 波数k积分（包括Filon积分和峰谷平均法）的过程记录文件，常用于debug或者观察积分过程中 \(F(k,\omega)\) 和 \(F(k,\omega)J_m(kr)k\) 的变化

返回:

• dataDct - 字典形式的格林函数