本发明涉及地震监测，更具体地，涉及一种基于分布式声学传感的地震震中定位方法。
背景技术：
1、震中位置是指地震是指震源在地表水平面上的垂直投影，用经纬度表示，它是地震报道和预警的一个重要参数信息。目前针对震中定位，主要的监测装置有采用地震仪台站网络，通过不同站点接收到的地震波信号的到达时间差来进行方位的估计。光纤分布式声学传感das作为一种探测范围广的传感阵列，由于地震波到达光纤上的每个虚拟传感元的传输路径不同，造成探测到的地震信号到达时间不同，参考地震仪台站的定位方式，可以使用光纤上不同虚拟传感元之间的到达时间差来进行位置估计。然而目前应用在das上的震中定位算法都仅仅适用于近场场景，即地震发生位置和光纤距离较近的情况，并且光纤的走势是折线，对于远场场景和直线走势的光纤并不适用。除此之外，地震信号的到时信息要人为提取，不利于系统实时性，且认为筛选误差较大。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于分布式声学传感的地震震中定位方法，提供一种可应用于远场场景和直线走势的光纤的震中定位方法。
2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
3、一种基于分布式声学传感的地震震中定位方法，包括以下步骤：
4、基于分布式声学传感获取das数据，并对所述das数据进行预处理；
5、将预处理后的das数据利用预设的地震事件分割网络处理，得到分割后的地震数据；
6、基于所述分割后的地震数据，进行估计得到地震的方位角；
7、将预处理后的das数据利用预设的地震识别网络处理，得到地震事件的p波和s波的到达时间差；
8、根据所述地震事件的p波和s波的到达时间差，计算地震的震中距离；
9、根据所述地震的方位角和地震的震中距离，得到地震震中定位。
10、在上述技术手段中，利用地震事件分割网络处理，将地震数据的轮廓从数据中提取出来，根据分割后的地震数据得到理论值和测量值最接近时的震中方位角，然后利用地震识别网络获取地震信号发生的p波和s波的到达时间差，以估计地震震中的震中距，最后融合方位角和震中距信息，得到最终估计出的地震震中经纬度位置。
11、进一步的，对所述das数据进行预处理，包括：
12、通过3-20hz的带通滤波器对所述das数据进行带通滤波；
13、对带通滤波后的das数据进行零均值归一化；
14、对零均值归一化后的das数据进行时域降采样处理，得到预处理后的das数据。
15、进一步的，所述预设的地震识别网络，从输入到输出，依次设置四个第一编码器、两个二维卷积层、四个第一解码器和一个二维卷积层，其中：
16、输入为所述预处理后的das数据；
17、第n个第一编码器与第5-n个第一解码器还存在跳跃连接，n＝1,2,3,4；
18、最后一个二维卷积层的输出与输入合并后，得到所述预设的地震识别网络的输出。
19、进一步的，每个所述第一编码器包括依次连接的bn层、残差卷积模块和池化层。
20、进一步的，每个所述第一解码器包括依次连接的上采样层、连接层、bn层和残差卷积模块。
21、进一步的，所述将预处理后的das数据利用预设的地震事件分割网络处理，得到分割后的地震数据，包括：
22、将预处理后的das数据输入所述预设的地震事件分割网络，其中预处理后的das数据的尺寸为(h，w)，所述预设的地震事件分割网络输出一个尺寸为(h，w，2)的数据，包括2个尺寸为(h，w)的数组maskseismic和masknoise，maskseismic和masknoise分别是地震信号权重矩阵和噪声信号权重矩阵，maskseismic(i，j)表示预处理后的das数据的第i行、第j列位置处是地震信号的权重，同理，masknoise(i，j)表示数据的第i行、第j列位置处是噪声信号的权重，当maskseismic(i，j)大于masknoise(i，j)时，预处理后的das数据的第i行、第j列位置处为地震信号，置1，当maskseismic(i，j)小于masknoise(i，j)时，预处理后的das数据的第i行、第j列位置处为噪声信号，置0，得到分割后的地震数据。
23、进一步的，基于所述分割后的地震数据，进行估计得到地震的方位角，包括：
24、对所述分割后的地震数据按通道遍历，记录每个通道中最先为1的数据的下标索引，记为当前通道下记录到的地震信号的波前，最终得到沿着每个虚拟传感元记录得到的地震波前；
25、对所述地震波前进行直线拟合，得到拟合后的地震波前；
26、根据所述拟合后的地震波前，采用网格搜索遍历解空间，求出每个点的权重值，得到地震的方位角。
27、进一步的，所述预设的地震识别网络，从输入到输出，依次设置编码模块、解码模块和投影模块，其中：
28、所述编码模块包括六个依次相连的第二编码器，每个所述第二编码器包括bn层、两个二维卷积层、最大值池化层和维度匹配层，其中，bn层的输出端分别与一个二维卷积层的输入端和维度匹配层的输入端连接，两个二维卷积层相连，最后一个二维卷积层的输出端与维度匹配层的输出端合并后与最大值池化层的输入端连接；
29、所述解码模块包括六个依次相连的第二解码器，每个所述第二解码器包括上采样层、bn层、两个一维卷积层和维度匹配层，其中，上采样层和bn层依次相连，bn层的输出端分别与一个一维卷积层的输入端与维度匹配层的输入端连接，两个一维卷积层相连，最后一个一维卷积层的输出端与维度匹配层的输出端合并后作为第二解码器的输出；
30、所述投影模块包括三个一维卷积层和一个维度匹配层构成的残差结构。
31、进一步的，根据所述地震事件的p波和s波的到达时间差，计算地震的震中距离，包括：
32、
33、式中，δ为地震的震中距离，δt为p波和s波的到达时间差，vp为p波在固体介质中的波速，vs为s波在固体介质中的波速。
34、进一步的，根据所述地震的方位角和地震的震中距离，得到地震震中定位，包括：
35、将所述地震的方位角和地震的震中距离进行融合，通过判决得到地震发生的位置坐标；
36、将所述地震发生的位置坐标转换为经纬度坐标，得到地震震中定位。
37、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
38、本发明实现对地震震中的定位，不仅适用于近场环境，也适用于远场场景和直线走势的光纤的情况。
1.一种基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，对所述das数据进行预处理，包括：
3.根据权利要求1所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，所述预设的地震识别网络，从输入到输出，依次设置四个第一编码器、两个二维卷积层、四个第一解码器和一个二维卷积层，其中：
4.根据权利要求3所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，每个所述第一编码器包括依次连接的bn层、残差卷积模块和池化层。
5.根据权利要求3所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，每个所述第一解码器包括依次连接的上采样层、连接层、bn层和残差卷积模块。
6.根据权利要求1、3至5任一项所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，所述将预处理后的das数据利用预设的地震事件分割网络处理，得到分割后的地震数据，包括：
7.根据权利要求6所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，基于所述分割后的地震数据，进行估计得到地震的方位角，包括：
8.根据权利要求1所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，所述预设的地震识别网络，从输入到输出，依次设置编码模块、解码模块和投影模块，其中：
9.根据权利要求8所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，根据所述地震事件的p波和s波的到达时间差，计算地震的震中距离，包括：
10.根据权利要求9所述的基于分布式声学传感的地震震中定位方法，其特征在于，根据所述地震的方位角和地震的震中距离，得到地震震中定位，包括：
