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地球物理學有什麼常用軟體？

來自大神Seisman的博客

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說說地震學我知道的一些。常見的這些沒什麼特別，可能搞計算的都在用：

軟體包 數據格式：

  • Seismic Analysis Code .SAC File：天然地震學常用的數據分析軟體包，同時也是一種數據格式；
  • seisDD tomoDD：Fortran寫的雙差走時定位 成像程序；
  • Global Centroid-Moment-Tensor：地震目錄和震源機制，目前用 .NDK File：http://www.globalcmt.org/
  • DigitSeis：Harvard組開發，利用圖像處理將紙質地震記錄轉換SAC文件，正在開發1.5版本：A Digitization Software for Analog Seismograms

  • Seismic Unix/Un*x .SU File：比較古老的數據格式。參見https://github.com/rmodrak/seisflows/blob/master/seisflows/plugins/writers.py
  • Madagascar：勘探地震數據處理，還能做SEGTex
  • TOMO2D：Yale的Jun Korenaga用C++開發的二維反射折射波走時（以及重力）聯合反演程序，非並行，可以用來做海洋OBS和深反射。參見：The People of Earth Planetary Sciences
  • 基於上面這套TOMO2D還有一套Barcelona Center for Subsurface Imaging組寫的TOMO3D，加入了並行，支持VTI介質，參見：TOMO3D: a C++ parallel software package for 3-D joint refraction and reflection traveltime tomography in isotropic and VTI anisotropic media

  • TOY2DAC：頻率域Modeling和FWI程序，並行化程度高，奇難編譯。參見文章：

KSL-300ER：頻率域正演：MUMPS TOY2DAC編譯與測試?

zhuanlan.zhihu.com

  • Google Earth .KMZ File：很好玩的軟體，可以結合GCMT和Columbia LDEO的更新看著玩：

  • 再更一個成熟度沒那麼高的RAJZEL走時、DENISE時間域全波形反演程序。兩個都是同一個作者用Fortran開發，有限差分並行化程度較高，還能做重力聯合反演。測試看著很nice，不過實測數據感覺還不太能做。source參見daniel-koehn/RAJZEL和daniel-koehn/DENISE-SH，paper參見A combined elastic waveform and gravity inversion for improved density model resolution applied to the Marmousi-II model

FWI by DENISE

還有其他的偶爾見到過 聽說過的軟體，比如：

  • Geosoft Oasis Montaj：重磁數據處理，畫畫圖還OK；
  • AxiSEM：好像也是用SEM算理論地震圖：geodynamics/axisem
  • MTpy：大地電磁的工具包：geophysics/mtpy

這些軟體開發到現在，標準化做的還是挺好的，雖然這也造成命令行下各種庫的調用比較令人頭疼，環境變數不能壞。

09/18/2020更新一個SimPEG：

SimPEG?

simpeg.xyz

看介紹是除地震以外其他勘探地球物理方法的標準化正反演框架：重、磁、直流電法、激發極化、大地電磁等等。沒用過，但在NumPy發在Nature的文章上看到了：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2

參考：

1. GMT中文社區，中文文檔尚還需要更多contribution

GMT中文社區?

gmt-china.org

2. Columbia University, Lamont-Doherty Earth Observatory, 及時更新全球地震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. 本問題的標準答案

Scientific Research Codes?

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瀉藥。

地球物理軟體大體可以分為地震軟體和非震軟體，其中地震類又可分為勘探地震和天然地震類。

勘探地震類軟體：

1 各大勘探公司的軟體，比如landmark，petrl等等，從我有限的使用經驗來看，都差不多。

2 tesseral系列軟體，可以做射線追蹤和波動方程正演等等，比較好用的輕量級地震模擬軟體。

3 Seis Unix軟體，這個軟體主要面對勘探類處理方法的模擬，也可以擴展到天然地震上使用，這個軟體還有一個加強版叫Madagascar。

天然地震軟體：

1 GMT，一個畫圖工具，做天然地震必備技能之一。

2 SAC，由彭志剛老師開發的一套軟體，有不少人在用，反響還可以。

3 ObsPy，廣為使用的天然地震處理軟體，來自github開源項目，可以做一些快速的地震波處理等。

4 specfem系列正演軟體，有2D/3D等多個版本，據使用過的大牛們說效果很好，但是我個人覺得不太好上手。。。

非震軟體：

1 Oasis montaj，一個地球物理成像軟體，普遍用於重磁電勘探當中。

2 RES3INV，一個來自北歐的電阻率成像軟體，不少勘察岩土的人也用這個。

3 Pioneer，地震局陳小斌老師開發的大地電磁一體化軟體，非常好用且更新頻繁，陳老師實乃吾輩楷模。

4 EMIGMA，非地震類商用軟體，出圖很美，價格很貴。

暫時想到這些，有其他需要了解的再補充吧。。。

第一部分 個人使用的相關軟體

1 Tesseral 2D, Tesseral Pro.

? 主要用於波場正演以及射線追蹤，基於有限差分演算法，支持2D/3D全波場建模。

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

www.tesseral-geo.com

2 RadExPro.

Windows下輕量的地震數據處理軟體，由莫斯科國立大學地震勘探教研室開發，可用於高解析度/超高解析度海洋地震處理、實時海洋2D/3D地震質量控制、近地表地震數據處理和VSP處理。

Seismic Software on Windows?

radexpro.com

3 Petrel.

基於 Windows 平臺的三維可視化建模軟體，集地震解釋、構造建模、巖相建模、油藏屬性建模和油藏數值模擬顯示及虛擬現實於一體。

4 Jason.

CGG公司出品的地震反演軟體。

第二部分 其它一些開源地球物理軟體

見維基Comparison of free geophysics software

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

en.wikipedia.org

其中（勘探）地震領域常用的是科羅拉多礦業學院的CWP/SU (Seismic Unix)，卡爾加里大學的CREWES。

可以百度seisman，這個博客裏有很多地球物理學相關的文章，入門時選擇讀這個是個很好的選擇。

裡面有一篇文章是：地球物理學相關軟體（https://blog.seisman.info/geo-software/）

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