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Subsurface Imaging in Urban Areas With Ambient Noise Using DAS and Seismometer Data Sets: Granada, Spain
Journal of Geophysical Research: Solid Earth ( IF 3.9 ) Pub Date : 2024-11-14 , DOI: 10.1029/2024jb029820 B. Benjumea, B. Gaite, M. Schimmel, F. Bohoyo, Z. J. Spica, F. D. L. Mancilla, Y. Li, J. Almendros, J. Morales
Journal of Geophysical Research: Solid Earth ( IF 3.9 ) Pub Date : 2024-11-14 , DOI: 10.1029/2024jb029820 B. Benjumea, B. Gaite, M. Schimmel, F. Bohoyo, Z. J. Spica, F. D. L. Mancilla, Y. Li, J. Almendros, J. Morales
Distributed acoustic sensing (DAS) is an innovative technology with great potential for acquiring seismic data sets in urban areas. In this work, we check the suitability of a DAS data set acquired in Granada (Spain) for retrieving subsurface reflectivity from ambient noise. The fiber-optic is a pre-existing underground telecommunication cable that crosses the city from Northwest to Southeast. We use a 10 hr recording of strain rate from a 2020 experiment to obtain seismic reflections using the autocorrelation method. We compare the DAS results with reflections obtained from seismic ambient noise recorded in nine seismometers deployed close to the fiber-cable for 7 days in November 2022. The novel approach proposed in this study for the identification of the reflections is to use autocorrelations after bandpass filtering for specific central frequencies and to check the stability of the signals over a broad frequency band. Microtremor Horizontal to Vertical Spectral Ratio (MHVSR) measurements at a total of 14 stations, five of them outside the city, help to constrain the reflection interpretation. These include one station at the borehole that reaches the basement in the Granada Basin crossing all the Cenozoic units. We use the legacy sonic log to obtain a relationship between frequencies of MHVSR peaks and depth. Autocorrelation and MHVSR methods give consistent results delineating bedrock depth deeper than 1,000 m in Granada. These results confirm that DAS can provide valuable subsurface information in urban areas.
中文翻译:
使用 DAS 和地震仪数据集对具有环境噪声的城市地区进行地下成像:西班牙格拉纳达
分布式声学传感 (DAS) 是一项创新技术,在获取城市地区的地震数据集方面具有巨大潜力。在这项工作中,我们检查了在格拉纳达(西班牙)获得的 DAS 数据集是否适用于从环境噪声中检索次表面反射率。光纤是一条预先存在的地下电信电缆,从西北到东南穿越城市。我们使用 2020 年实验的 10 小时应变率记录,使用自相关方法获得地震反射。我们将 DAS 结果与 2022 年 11 月部署在光缆附近 7 天的 9 台地震仪中记录的地震环境噪声获得的反射进行了比较。本研究中提出的用于识别反射的新方法是在对特定中心频率进行带通滤波后使用自相关,并检查信号在宽频带上的稳定性。在总共 14 个站点(其中 5 个位于城市外)进行微震水平与垂直光谱比 (MHVSR) 测量,有助于限制反射解释。其中包括一个位于钻孔上的站点,该站点到达格拉纳达盆地的地下室,穿过所有新生代单元。我们使用传统的声音日志来获得 MHVSR 峰值频率和深度之间的关系。自相关和 MHVSR 方法在格拉纳达描绘了深度超过 1,000 m 的基岩深度,给出了一致的结果。这些结果证实 DAS 可以在城市地区提供有价值的地下信息。
更新日期:2024-11-14
中文翻译:
使用 DAS 和地震仪数据集对具有环境噪声的城市地区进行地下成像:西班牙格拉纳达
分布式声学传感 (DAS) 是一项创新技术,在获取城市地区的地震数据集方面具有巨大潜力。在这项工作中,我们检查了在格拉纳达(西班牙)获得的 DAS 数据集是否适用于从环境噪声中检索次表面反射率。光纤是一条预先存在的地下电信电缆,从西北到东南穿越城市。我们使用 2020 年实验的 10 小时应变率记录,使用自相关方法获得地震反射。我们将 DAS 结果与 2022 年 11 月部署在光缆附近 7 天的 9 台地震仪中记录的地震环境噪声获得的反射进行了比较。本研究中提出的用于识别反射的新方法是在对特定中心频率进行带通滤波后使用自相关,并检查信号在宽频带上的稳定性。在总共 14 个站点(其中 5 个位于城市外)进行微震水平与垂直光谱比 (MHVSR) 测量,有助于限制反射解释。其中包括一个位于钻孔上的站点,该站点到达格拉纳达盆地的地下室,穿过所有新生代单元。我们使用传统的声音日志来获得 MHVSR 峰值频率和深度之间的关系。自相关和 MHVSR 方法在格拉纳达描绘了深度超过 1,000 m 的基岩深度,给出了一致的结果。这些结果证实 DAS 可以在城市地区提供有价值的地下信息。