Ambient-Noise Seismology · Distributed Sensing · Engineering Geophysics

刘鑫|地震背景噪声、DAS 与近地表工程探测

资源与环境工程博士生 · 地震学算法研发 · 工程项目管理

我关注如何把背景噪声、主被动源面波和分布式光纤观测,转化为可验证的地下结构成像与动态监测成果。目前主要从事多尺度频散/波形反演、DAS 准实时成像、地下介质波速变化监测,以及地震预测与防震减灾软件平台研发。

研究主线:从高密度观测与数据质量控制出发,连接噪声互相关、频散/波形反演、时变监测和工程软件交付。

About

我希望把地震学研究做成能在真实场地运行、能被工程人员使用的系统。

我是刘鑫,现于中国科学技术大学攻读资源与环境工程博士学位。我的研究集中在地震背景噪声面波成像、主被动源联合探测、分布式光纤(DAS)成像和地下介质波速变化监测。

除算法研究外,我也承担工程项目总体设计、处理流程搭建、软件开发和结果解释工作,参与地震预测智能平台、煤矿采空区探测、城市地陷与矿区构造成像等项目。我的目标是将研究代码进一步工程化,使观测、计算、反演和可视化形成可复用的工作流。

方法
噪声互相关、面波频散、方位各向异性、波形反演与时变成像
观测
分布式光纤、节点地震仪、线阵/面阵与地面—井中联合观测
交付
算法研发、GPU/CPU 并行计算、软件界面、可视化解释与平台集成

Platform Capabilities

核心能力沿“观测—处理—成像—监测—交付”展开。

结构成像

背景噪声与主被动源面波

  • 背景噪声互相关与面波提取
  • 多尺度、多阶频散分析
  • 数据自适应与方位各向异性成像
  • 主被动源联合速度结构反演
高密度观测

DAS 与线/面阵

  • 分布式光纤振动感知
  • 线阵剖面与面阵区域成像
  • DAS-VSP 井—地联合观测
  • 自动化、准实时处理与成像
动态监测

波速变化与异常识别

  • 噪声干涉与尾波时变敏感核
  • dV/v 相对速度变化成像
  • 震相识别、事件定位与异常检测
  • 地下结构扰动和风险趋势识别
软件与计算

工程化算法平台

  • C/C++、Python 与 Fortran 算法研发
  • GPU/CPU 并行与高性能互相关
  • 数据质控、不确定性与成果复核
  • 软件界面、可视化与平台集成

Processing Workflow

面向项目交付的标准化处理流程

  1. 数据接入
  2. 质量控制
  3. 互相关/频散
  4. 曲线/震相提取
  5. 成像与反演
  6. 不确定性与异常解释
  7. 可视化与成果输出

Application Scenarios

方法与工程经验可延伸至多类地下结构探测和动态监测场景。

矿山与地下空间

采空区、巷道、断层裂隙、破碎带

城市与交通

地陷、地下管线、轨道交通、施工扰动

水利与地质灾害

大坝渗漏、地下水、边坡与滑坡

地震监测与平台

台网处理、活动断层、试验场与智能分析

Capability Map

一条贯穿数据、方法和工程交付的技术主线。

从高密度地震和光纤观测出发,通过数据质控、噪声互相关、频散/波形反演和时变监测,最终形成可解释、可复核、可交付的软件与工程成果。

近地表地下结构成像、动态监测与软件交付能力图谱

Research Foundation

研究主线由背景噪声面波成像,延伸到 DAS、时变监测与智能地震学处理。

2022 - Present

University of Science and Technology of China

Ph.D. candidate in Resources and Environmental Engineering; research on ambient-noise seismology, surface-wave tomography and subsurface imaging.

2018 - 2022

The University of Texas at Austin

Master's degree at the Jackson School of Geosciences; thesis research on predicting subsurface stress from seismic data.

2011 - 2018

China University of Petroleum Beijing

Bachelor's and master's training in exploration geophysics and geological engineering, with a focus on seismic wavefield modeling.

2026 · Seismological Research Letters

SeismicXM: A Cross-Task Foundation Model for Single-Station Seismic Waveform Processing

DOI 10.1785/0220250290
2025 · Earth and Planetary Physics

High-resolution upper crustal S-wave velocity structure and seismicity distribution around the junction of the Zemuhe and Xiaojiang Fault Zones, Southwest China

DOI 10.26464/epp2025011
2019 · Geophysical Prospecting

Perfectly matched layer boundary conditions for frequency-domain acoustic wave simulation in the mesh-free discretization

DOI 10.1111/1365-2478.12788

Contact

欢迎讨论地震学方法、工程探测和科研软件合作。

如需讨论背景噪声成像、DAS、主被动源联合探测、地下介质动态监测或地震学软件系统,可通过 LinkedIn 联系,并通过 ORCID 与 GitHub 查看公开学术和代码记录。