APASVO: a free software tool for automatic P-phase picking and event detection in seismic traces

Abstract

The accurate estimation of the arrival time of seismic waves or picking is a problem of major interest in seismic research given its relevance in many seismological applications, such as earthquake source location and active seismic tomography. In the last decades, several automatic picking methods have been proposed with the ultimate goal of implementing picking algorithms whose results are comparable to those obtained by manual picking. In order to facilitate the use of these automated methods in the analysis of seismic traces, this paper presents a new free, open source, software graphical tool, named APASVO, which allows picking tasks in an easy and user-friendly way. The tool also provides event detection functionality, where a relatively imprecise estimation of the onset time is sufficient. The application implements the STA-LTA detection algorithm and the AMPA picking algorithm. An autoregressive AIC-based picking method can also be applied. Besides, this graphical tool is complemented with two additional command line tools, an event picking tool and a synthetic earthquake generator. APASVO is a multiplatform tool that works on Windows, Linux and OS X. The application can process data in a large variety of file formats. It is implemented in Python and relies on well-known scientific computing packages such as ObsPy, NumPy, SciPy and Matplotlib.

La estimación precisa del tiempo de llegada de las ondas sísmicas, o "picking", es un problema de gran interés en la investigación sísmica debido a su relevancia en muchas aplicaciones sismológicas, como la localización de fuentes de terremotos y la tomografía sísmica activa. En las últimas décadas, se han propuesto varios métodos automáticos de picking con el objetivo final de implementar algoritmos cuyos resultados sean comparables a los obtenidos manualmente. Para facilitar el uso de estos métodos automatizados en el análisis de trazas sísmicas, este artículo presenta una nueva herramienta gráfica de software gratuita y de código abierto llamada APASVO, que permite realizar tareas de picking de forma sencilla y amigable para el usuario. La herramienta también proporciona funcionalidad para la detección de eventos, donde una estimación relativamente imprecisa del tiempo de inicio es suficiente.

La aplicación implementa el algoritmo de detección STA-LTA y el algoritmo de picking AMPA. También se puede aplicar un método de picking autorregresivo basado en AIC. Además, esta herramienta gráfica se complementa con dos herramientas adicionales de línea de comandos: una para picking de eventos y otra para generar terremotos sintéticos. APASVO es una herramienta multiplataforma que funciona en Windows, Linux y OS X. La aplicación puede procesar datos en una gran variedad de formatos de archivo. Está implementada en Python y utiliza paquetes de computación científica ampliamente conocidos, como ObsPy, NumPy, SciPy y Matplotlib.