A Python tool converting geophone to DAS response

<p>This script delineates the development and validation of a specialized Python tool devised to enhance geophysical data analysis on Distributed Acoustic Sensing (DAS). The tool skillfully converts geophone measurement to DAS strain responses.</p> <p>The input of the script contains continuous 3-component point displacement measurements from geophone, their corresponding Cartesian coordinate locations and a designated gauge length (depends on instrument). Through integration along the fiber within the established gauge length, the script output the equivalent numbers of DAS strain response. Featuring a sub-function convert velocity to displacement, this tool can also convert displacement/velocity to DAS strain/strain rate response. The time complexity is limited by the spacing of geophone and gauge length, but acceptable for practical scenario where the number of continuous geophone measurements is less than 1000.</p> <p>The tool has been validated through rigorous numerical experiments, wherein pseudo plane waves were generated and the result is compared with established plane wave analytical solutions. This contribution serves as a step towards refining data processing methodologies in geophysical studies, fostering a seamless and efficient transition to modern DAS technologies.</p>本脚本详述了一款面向分布式声学传感（Distributed Acoustic Sensing, DAS）地球物理数据分析的专用Python工具的研发与验证流程。该工具可将检波器（geophone）的测量数据转换为DAS应变响应。 该脚本的输入数据包含来自检波器的连续三分量点位位移测量值、对应的笛卡尔坐标位置，以及由仪器型号决定的指定标距长度（gauge length）。通过沿设定标距长度内的光纤进行积分运算，脚本可输出等效的DAS应变响应。该工具附带将速度转换为位移的子功能，因此也可将位移/速度数据转换为DAS应变/应变率响应。其时间复杂度受检波器间距与标距长度限制，但在连续检波器测量数据量少于1000的实际应用场景中，运行效率可满足需求。 该工具已通过严谨的数值实验完成验证：实验中生成了伪平面波，并将工具输出结果与已确立的平面波解析解进行对比。本研究成果可为优化地球物理研究中的数据处理方法体系提供支撑，助力向现代DAS技术实现平滑高效的过渡。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集是一个Python工具，用于将地震检波器的位移测量数据转换为分布式声学传感（DAS）的应变响应，通过沿光纤在测量长度内积分实现转换，并包含速度到位移的辅助功能。工具经过数值实验和与平面波解析解的对比验证，适用于地球物理数据分析，支持Python 3.0及以上版本，发布于2023年，采用开源许可。