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根据记录到的天然地震或主动源激发的地震波来推测地球内部地震波的速度是地震学(包括地震勘探)的主要目的之一。由于天然地震发生的概率很小，全球地震带的分布较为集中，利用天然地震记录研究区域或局部地球内部的速度结构严重受限。利用局部微地震、洋流运动、海浪、人类活动等产生的震动信号(即环境噪声)进行地球内部速度层析成像可以弥补这些不足，并在很多领域得到成功应用，成为近年来地震学、地震工程、岩土工程、地球动力学等学科研究的热点问题之一。
利用环境噪声获取瑞雷面波的群速度与传统的方法相比具有许多优点。它不依赖于天然地震的发生，提供了更多短周期和浅层构造的信息，克服了地震定位及空间分布不均等问题。并且环境噪声数据资料具有连续性，利用固定台站的资料可以实现对地壳介质地震波速度变化的长期连续监测，它比依赖地震发生的重复地震方法有更高的时间采样率，相对于人工源的方法既经济又环保。实现从环境噪声中准确提取面波的频散特性，就能够突破主动源面波勘探中对检波器空间布设的严格限制，实现任意观测方式下的面波勘探。
本文首先从模式均分假说、时间反转对称理论、稳相近似理论、反射响应与传输响应的关系等四种理论基础上，介绍了噪声互相关函数与格林函数之间存在的相似性，进而分析了空间相关与格林函数在任意散射波长中的理论联系，以及噪声源的分布对格林函数提取的影响。利用12个台站记录的实验数据，通过对环境噪声的互相关计算，提取到了近地表瑞雷面波的噪声相关函数与经验格林函数。并分别利用这两种函数提取了近地表瑞雷面波的群速度，对环境噪声面波频散分析方法进行了对比分析与讨论。
论文主要结论如下：
(1)在环境噪声数据处理时，Hilbert Huang变换能很好去除信号的趋势分量；One-Bit时间域归一化的方法处理简单快捷，能有效的去除大的地震事件和因仪器故障造成的异常信号以及地震台站附近不稳定的信号源对互相关函数计算的影响，并在很大程度上提高信号的信噪比。
(2)一方面噪声窗口的选择对提取的瑞雷波格林函数的信噪比(SNR)至关重要，需要根据实际情况确定；另一方面，信噪比在频散分析的质量控制上作用突出。利用信噪比可以判断原始数据记录的品质，发现原始数据中的异常数据段或点，并帮助选择质量好的噪声相关函数。
(3)当噪声源分布不均时，会造成任意两道噪声记录互相关结果的不对称性。利用“对称分量”能够提高信号的信噪比，减小对经验格林函数计算的影响。但是，对于方向性比较强的信号，利用“对称分量”反而会降低信噪比，此时应选择幅值较大的分支进行分析。增加观测时间，可降低噪声源分布不均匀性对经验格林函数提取的影响。
(4)滤波对采用频时分析(frequency-time analysis，FTAN)求取群速度起着很重要的作用。
(5)瑞雷波群/相速度的提取精度与台站间距及采样率有关。当台站间距较小时，瑞雷波包络的初至时间难以准确确定，因而影响群速度的提取精度，并且不能使用远场近似的假设来求取相速度。如果采样率较低，同样也难以获得精确的初至时间，这对于近地表面波勘探极为不利，所以野外数据采集时应该根据勘探任务选取适当的采样率和合理的台站间距组合。
(6)利用Noise cross-correlation function(NCF)与Empirical Green’s function(EGF)均能提取瑞雷面波的群速度。当频率较低时，基阶模式波的能量较强；当频率较高时，出现了面波的能量分叉，可能是由于浅部低速夹层的影响，但需要进一步确认。利用EGF获取的群速度频散能量图，其分辨率比用NCF获取的群速度频散能量图高，而且利用EGF更易于识别和提取高频段面波的群速度。
噪声层析成像为获取地壳内部的精细速度结构提供了一种新的途径，也为准确实时监测地下介质的物性变化提供了可能。随着方法的日益成熟，该方法必将得到更加广泛的应用，其优越性将更加突出。