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地球物理学有什么常用软体？

来自大神Seisman的博客

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说说地震学我知道的一些。常见的这些没什么特别，可能搞计算的都在用：

软体包 数据格式：

  • Seismic Analysis Code .SAC File：天然地震学常用的数据分析软体包，同时也是一种数据格式；
  • seisDD tomoDD：Fortran写的双差走时定位 成像程序；
  • Global Centroid-Moment-Tensor：地震目录和震源机制，目前用 .NDK File：http://www.globalcmt.org/
  • DigitSeis：Harvard组开发，利用图像处理将纸质地震记录转换SAC文件，正在开发1.5版本：A Digitization Software for Analog Seismograms

  • Seismic Unix/Un*x .SU File：比较古老的数据格式。参见https://github.com/rmodrak/seisflows/blob/master/seisflows/plugins/writers.py
  • Madagascar：勘探地震数据处理，还能做SEGTex
  • TOMO2D：Yale的Jun Korenaga用C++开发的二维反射折射波走时（以及重力）联合反演程序，非并行，可以用来做海洋OBS和深反射。参见：The People of Earth Planetary Sciences
  • 基于上面这套TOMO2D还有一套Barcelona Center for Subsurface Imaging组写的TOMO3D，加入了并行，支持VTI介质，参见：TOMO3D: a C++ parallel software package for 3-D joint refraction and reflection traveltime tomography in isotropic and VTI anisotropic media

  • TOY2DAC：频率域Modeling和FWI程序，并行化程度高，奇难编译。参见文章：

KSL-300ER：频率域正演：MUMPS TOY2DAC编译与测试?

zhuanlan.zhihu.com

  • Google Earth .KMZ File：很好玩的软体，可以结合GCMT和Columbia LDEO的更新看著玩：

  • 再更一个成熟度没那么高的RAJZEL走时、DENISE时间域全波形反演程序。两个都是同一个作者用Fortran开发，有限差分并行化程度较高，还能做重力联合反演。测试看著很nice，不过实测数据感觉还不太能做。source参见daniel-koehn/RAJZEL和daniel-koehn/DENISE-SH，paper参见A combined elastic waveform and gravity inversion for improved density model resolution applied to the Marmousi-II model

FWI by DENISE

还有其他的偶尔见到过 听说过的软体，比如：

  • Geosoft Oasis Montaj：重磁数据处理，画画图还OK；
  • AxiSEM：好像也是用SEM算理论地震图：geodynamics/axisem
  • MTpy：大地电磁的工具包：geophysics/mtpy

这些软体开发到现在，标准化做的还是挺好的，虽然这也造成命令行下各种库的调用比较令人头疼，环境变数不能坏。

09/18/2020更新一个SimPEG：

SimPEG?

simpeg.xyz

看介绍是除地震以外其他勘探地球物理方法的标准化正反演框架：重、磁、直流电法、激发极化、大地电磁等等。没用过，但在NumPy发在Nature的文章上看到了：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2

参考：

1. GMT中文社区，中文文档尚还需要更多contribution

GMT中文社区?

gmt-china.org

2. Columbia University, Lamont-Doherty Earth Observatory, 及时更新全球地震CMT

https://www.ldeo.columbia.edu/~gcmt/projects/CMT/catalog/NEW_QUICK/?

www.ldeo.columbia.edu

3. Computational Infrastructure for Geodynamics

Computational Infrastructure for Geodynamics?

github.com

4. 本问题的标准答案

Scientific Research Codes?

link.seisman.info

泻药。

地球物理软体大体可以分为地震软体和非震软体，其中地震类又可分为勘探地震和天然地震类。

勘探地震类软体：

1 各大勘探公司的软体，比如landmark，petrl等等，从我有限的使用经验来看，都差不多。

2 tesseral系列软体，可以做射线追踪和波动方程正演等等，比较好用的轻量级地震模拟软体。

3 Seis Unix软体，这个软体主要面对勘探类处理方法的模拟，也可以扩展到天然地震上使用，这个软体还有一个加强版叫Madagascar。

天然地震软体：

1 GMT，一个画图工具，做天然地震必备技能之一。

2 SAC，由彭志刚老师开发的一套软体，有不少人在用，反响还可以。

3 ObsPy，广为使用的天然地震处理软体，来自github开源项目，可以做一些快速的地震波处理等。

4 specfem系列正演软体，有2D/3D等多个版本，据使用过的大牛们说效果很好，但是我个人觉得不太好上手。。。

非震软体：

1 Oasis montaj，一个地球物理成像软体，普遍用于重磁电勘探当中。

2 RES3INV，一个来自北欧的电阻率成像软体，不少勘察岩土的人也用这个。

3 Pioneer，地震局陈小斌老师开发的大地电磁一体化软体，非常好用且更新频繁，陈老师实乃吾辈楷模。

4 EMIGMA，非地震类商用软体，出图很美，价格很贵。

暂时想到这些，有其他需要了解的再补充吧。。。

第一部分 个人使用的相关软体

1 Tesseral 2D, Tesseral Pro.

? 主要用于波场正演以及射线追踪，基于有限差分演算法，支持2D/3D全波场建模。

http://www.tesseral-geo.com/products.en.php?

www.tesseral-geo.com

2 RadExPro.

Windows下轻量的地震数据处理软体，由莫斯科国立大学地震勘探教研室开发，可用于高解析度/超高解析度海洋地震处理、实时海洋2D/3D地震质量控制、近地表地震数据处理和VSP处理。

Seismic Software on Windows?

radexpro.com

3 Petrel.

基于 Windows 平台的三维可视化建模软体，集地震解释、构造建模、岩相建模、油藏属性建模和油藏数值模拟显示及虚拟现实于一体。

4 Jason.

CGG公司出品的地震反演软体。

第二部分 其它一些开源地球物理软体

见维基Comparison of free geophysics software

https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_free_geophysics_software?

en.wikipedia.org

其中（勘探）地震领域常用的是科罗拉多矿业学院的CWP/SU (Seismic Unix)，卡尔加里大学的CREWES。

可以百度seisman，这个博客里有很多地球物理学相关的文章，入门时选择读这个是个很好的选择。

里面有一篇文章是：地球物理学相关软体（https://blog.seisman.info/geo-software/）

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