基于hvsrpy的地震数据处理工具，适用于水平垂直谱比（HVSR）分析，支持批量处理、质量控制与多维度可视化。
- 姓名：jocelyn
本项目基于 hvsrpy v2.0.0 开发，其版权归属如下：
- 开发者：Joseph P. Vantassel（Virginia Tech）及贡献者
- 许可证：GNU General Public License v3.0（GPLv3）
- 官方仓库：jpvantassel/hvsrpy
© 2024 jocelyn，基于GPLv3协议开源。
- 自动化数据处理：递归识别台站目录结构，批量处理SAC格式三分量数据，无需手动逐个文件操作。
- 双模式处理架构：
- 永久性处理：固定执行滤波（0.1-23Hz带通）、去趋势、去均值操作，结果可复用。
- 非永久性处理：可配置窗口分割时长、HVSR计算、质量筛选，参数调整灵活。
- 专业级HVSR计算：采用Konno-Ohmachi平滑算法（带宽系数40），水平分量（BNN+BNE）取几何平均，符合行业标准。
- 多维度质量控制：基于信噪比（SNR）、波形完整性、频谱特征进行自动筛选，剔除无效数据。
- Publication级可视化：支持10+种图表输出，包括单窗口HVSR曲线、三分量波形图、多日结果对比图、台站统计汇总图等，默认150dpi分辨率。
图1：HVSeismic Tool完整处理流程
图2：窗口分割与三分量质量控制图（灰色标注无效窗口，粉色标注有效窗口）
图3：单时段HVSR计算结果
图4：单台站（W27）多时段HVSR曲线统计
hvseismic-tool/
├── main.py # 程序入口（协调各模块执行流程，一键启动处理）
├── config.py # 全局参数配置（路径、处理参数、台站列表等，核心配置文件）
├── data_traverser.py # 数据路径管理（递归识别台站/日期/时间窗口目录结构）
├── permanent_processor.py # 永久性处理模块（滤波、去趋势、去均值，结果持久化）
├── nonpermanent_processor.py # 非永久性处理模块（窗口分割、HVSR计算、质量筛选）
├── result_analyzer.py # 结果分析与可视化模块（图表生成、峰值统计、日志记录）
├── logs/ # 自动生成的处理日志（按日期命名，记录异常与关键参数）
└── images/ # 文档示意图目录（流程图、处理过程图等，非程序运行必需）- Python版本：3.8及以上（推荐3.9版本，兼容性最佳，避免3.10+版本的依赖冲突）
- 依赖库安装：通过
pip安装以下指定版本依赖（版本不匹配可能导致功能异常）：# 核心依赖（HVSR计算与数据处理核心） pip install hvsrpy==2.0.0 numpy==1.24.3 scipy==1.10.1 # 辅助依赖（可视化、进度显示、数据处理） pip install matplotlib==3.7.1 pandas==1.5.3 tqdm==4.65.0 psutil==5.9.5
- 格式要求：必须为SAC格式三分量地震数据（缺一不可）
- 分量标识：
- BNN：北南方向水平分量
- BNE：东西方向水平分量
- BNZ：垂直分量
- 目录结构（严格遵循，否则无法识别数据）：
BASE_DIR/ # 数据根目录（需在config.py中配置） ├─ 台站ID/（如W27、W13，自定义命名） │ ├─ 日期/（格式YYYYMMDD，如20230101代表2023年1月1日） │ │ └─ 时间窗口/（格式HHMMSS，如000000代表0点0分0秒） │ │ ├─ W27.BNN.20230101.000000.SAC # 北南分量 │ │ ├─ W27.BNE.20230101.000000.SAC # 东西分量 │ │ └─ W27.BNZ.20230101.000000.SAC # 垂直分量
修改config.py文件，设置核心路径与处理参数（示例如下，根据实际需求调整）：
# 路径配置（必填：根据本地数据存储位置修改）
BASE_DIR = "D:/SeismicData" # 原始SAC数据根目录
PROCESSED_DIR = "D:/ProcessedData" # 永久性处理结果保存目录
OUTPUT_DIR = "D:/HVSR_Results" # 最终HVSR结果（含图表）输出目录
# 处理参数（可按需调整）
SELECTED_STATIONS = ["W27", "W13"] # 待处理台站列表（留空则处理BASE_DIR下所有台站）
WINDOW_LENGTH = 30 # 窗口分割时长（单位：秒，推荐20-60秒）
FILTER_FREQ = (0.1, 23) # 带通滤波频率范围（单位：Hz，默认无需修改）
SNR_THRESHOLD = 3.0 # 信噪比阈值（低于此值的窗口将被剔除，默认3.0 dB）打开终端，进入项目根目录，执行以下命令启动处理：
# 进入项目目录（示例路径，需替换为本地项目路径）
cd D:/Projects/hvseismic-tool
# 启动数据处理（需确保已安装所有依赖）
python main.py运行过程中，终端会通过tqdm显示进度条（如“处理W27台站：50%|█████ |”），便于掌握进度。
处理完成后，结果按以下目录结构自动组织，路径对应config.py中的配置：
PROCESSED_DATA/
└── W13/ # 台站ID（与输入目录一致）
└── 20250701/ # 日期（与输入目录一致）
├── 080000_permanent.pkl # 永久性处理结果（二进制，可复用）
│ # 内容：滤波后三分量数据、采样率、处理时间戳
└── logs/ # 处理日志目录
└── 080000.log # 日志文件：记录滤波参数、数据长度、是否有异常HVSR_RESULT/
├── W13/ # 台站ID
│ └── 20250701/ # 日期
│ ├── 080000_hvsr.pkl # HVSR计算结果（二进制）
│ │ # 内容：各窗口HVSR振幅、频率、有效窗口掩码
│ ├── 080000_peaks.txt # 峰值信息（文本文件，可直接打开）
│ │ # 内容示例：
│ │ # Peak Frequency (Hz): 1.2500
│ │ # Peak Amplitude: 2.3400
│ │ # Valid Windows: 15/20 # 有效窗口数/总窗口数
│ │ # Mean SNR: 3.50 dB # 平均信噪比
│ └── logs/ # 非永久性处理日志
│ └── 080000.log # 记录窗口分割、质量筛选参数、计算耗时
│
├── plots/ # 可视化图表目录（按台站-日期分类）
│ └── W13/
│ ├── 20250701/
│ │ ├── 080000_hvsr.png # 单窗口HVSR曲线图（Publication级）
│ │ └── 080000_3c.png # 三分量波形图（BNN/BNE/BNZ对比）
│ └── W13_all_hvsr.png # 台站所有时间窗口HVSR汇总图
│
└── summary/ # 结构化统计数据目录
└── W13_summary.csv # 台站统计表格（含每日峰值频率、振幅、有效窗口占比）- 测试建议：首次处理大型数据集（如超过10个台站/100个时间窗口）时，建议先通过
SELECTED_STATIONS指定1-2个台站测试，确认参数配置正确后再批量运行。 - 结果复用：永久性处理结果（
*.pkl）会保存在PROCESSED_DIR，再次运行时若路径不变，程序会自动复用已处理数据，无需重复滤波，节省时间。 - 图表分辨率：所有输出图表默认300dpi，若需调整，可修改
result_analyzer.py中的dpi参数（支持100-600dpi）。 - 问题排查：若处理中断或结果异常，优先查看对应目录下的
logs/日志文件，日志会详细记录错误位置（如“某时间窗口数据长度不足”）。 - 数据兼容性：仅支持标准SAC格式（含必要头段，如
delta采样率、npts数据点数），非标准SAC文件需先通过SAC工具预处理。
这是一个简单的项目，还有很多不足后续会继续优化，但是可以支持多台站的hvsr的图分析，如有问题讨论，请联系我！：