参考
Mineos简介
这一部分是官方文档中的第一章，此处进行翻译。
本征函数系统
minos_bran是Mineos软件包的核心程序。通过频率范围(fmin, fmax)和简正振型(nmin,nmax,lmin,lmax)，
minos_bran输出的大小取决于fmax，即设定的最高频率，以及输入模型的径向节点数量。如果设定的周期为6s，选择所有离散分支，则计算的本征函数和本征频率数量为：球振振型150,000个、环振振型100,000个。
eigcon程序执行两个主要步骤。首先对本征函数进行重归一化，截断表格数据，只延伸到考虑的最深的地震深度。即输入的max deepth参数。
这种截断大大减小了本征函数文件的大小，加快了格林函数计算速度。此外，eigcon重构了输出的本征函数文件为二进制文件，相比于minos_bran输出的本征函数文件独立于计算机功能结构。
最终的输出基于.eigen关系，指向磁盘中的本征函数文件。详细关系见[Mineos程序参数解释].eigen关系表。
获取.site和.sitechan文件的方式：申请SEED文件，例如IRIS DMC，然后使用rdseed或者antelope（例如sd2de seed2db)转换得到这两个文件。
antelope可以用来查看格林函数。
Mineos局限性
当前版本的Mineos使用与低频应用，而周期为几秒（即0.nHz）情况下不适用。
尝试制作衍射P波合成记录时发现内核振型（尤其是能量积分）不能够被准确计算。不确定在内核中添加节点是否能解决问题。已发表的成功事例表明：通过使用不同方式进行能量积分能够解决这个问题，这种方式不依赖于节点间距。
官方安装包安装
Mineos安装分为如下几步，目前在第二步出现问题，尚未解决。
configure
./configure
直接使用这个命令会出现依赖环境问题。例如：
check g77 … no
使用如下命令可以避免出现这种问题。
./configure F77=gfortran FFLAGS=-O2
make
使用命令：
make
出现错误：
1 | make[1]: 进入目录“/home/shizhiyuan/Documents/mineos-1.0.0” |
DATA 语句中类型不兼容，目前未知解决方法。
使用Hermann网站提供的修改过minos_bran.f文件的安装包安装更为简便，且能够安装成功。
环境：Centos8
依赖环境
Mineos依赖于:
- gcc
- g77
- f77
- gfortran
一般安装gcc-gfortran即可。
sudo yum install gcc-gfortran
configure
./configure F77=gfortran FFLAGS=-O2
make
make
成功的输出:
1 | make all-am |
make check
不知道具体含义，运行后没有输出。可能是指检查某项内容。
install
sudo make install
不用sudo可能出现没有权限创建新目录的情况。
运行成功后的输出：
1 | make[1]: 进入目录“/home/shizhiyuan/Documents/hermann/MINEOS/mineos-1.0.0.rbh” |
补充内容
运行.csh文件需要安装csh
sudo yum install csh
test
先将mineos文件内DEMO文件夹中的DEMO压缩包解压。当然更推荐命令操作：
cd DEMO
gunzip -c DEMO.tar.gz | tar xf - # 这一步使用操作界面完成，就是解压的步骤。
export PATH=$HOME/cig/bin:$PATH # 添加变量？运行后没有输出。
cd DEMO3
./RUN_MINEOS.sh prem_noocean
输出结果：
1 | Step 1: minos_bran runs for S modes ..................... |
文件运行初步解析
运行1
cd DEMO3
./RUN_MINEOS.sh prem_noocean
输出如上test。
以下为 运行1 运行之后前后对比。
以下进行初步解析。
据minos_bran.f文件
Files prem_noocean_S. prem_noocean_T, eprem_noocean_S and eprem_noocean_T are output of the minos_bran program.
minos_bran输出的文件为：prem_noocean_S,prem_noocean_T, eprem_noocean_S和eprem_noocean_T。
以及
The results are stored in test_S and test_T databases (eigenfunctions); in green database (Green functions); and in Syndat (synthetic seismograms).
test_S.eigen.dat 、test_T.eigen.dat 是eigenfunctions,即特征函数。但还有两个同名.eigen文件。 green.wfdisc.dat为格林函数，Syndat.wfdisc.dat为理论地震图。
第一步：运行minos_bran。S modes S振型？
输入为：/models/prem_noocean.txt，即prem模型，该模型将海洋处用上地壳填充。
输出为： prem_noocean_S。
特征函数文件：eprem_noocean_S。
eps： 1e-10
wgrav： 1
jcom： 为3,表示为球型振型。
1 | 输入的参数： |
使用time命令运行minos_bran程序，返回程序运行时间。具体含义可参考Linux系统命令。
注：使用time命令可以直接运行当前目录之外的程序。
1 | real 0m1.450s |
第二步：运行minos_bran Tmodes T振型？
屏幕上的输出大意：
输入同样为/models/prem_noocean.txt
输出为： prem_noocean_T
特征函数文件：eprem_noocean_T
eps： 1e-10
wgrav： 1
jcom： 2
输入的参数：
lmin 2
lmax 8000
wmin 0
wmax 200
nmin 0
nmax 0
输出？？？
real 0m0.243s
user 0m0.242s
sys 0m0.000s
第三步 S model-eigen
运行的程序为eigcon，它的功能是：
converts eigenfunction files (output from minos_bran) into .eigen relation containing only info about the upper most
dmax km ( 0 < dmax < Rn), where, RO is radius of the free surface in km. This version works for all modes: spheroidal, toroidal, and radial.
将minos_bran的输出文件转换为.eigen，仅包含最上层dmax km ( 0 < dmax < Rn) 的信息。R0是自由界面半径（单位km）。
他能够运行于所有振型，自动读取输入文件的振型。
这一步读取控制参数。
读取了输入文件的jcom。
输入的模型文件名称：``prem_noocean.text``
输入的最大深度（max depth，km）：``1000``
minos_bran的输出文件： ``prem_noocean_S``
minos_bran的输出无格式二进制文件：``eprem_noocean_S``
输入路径或名称，存储特征函数。其中，输入方式为两种：路径path/dbase_name或名称dbase_name。
创建的文件为：dbase_name.eigen， 创建的文件夹为dbase_name.eigen.dat，文件夹中有二进制文件eigen。
在屏幕运行输出仅输出了三个参数：
n 185
nstart 119
nrad 67
结尾有：
real 0m0.046s
user 0m0.043s
sys 0m0.003s
第四步 关于T的eigen，同3。
记录屏幕上输出的内容：
jcom 2
输入的模型文件名称：prem_noocean.text
输入的最大深度（max depth，km）：1000
minos_bran的输出文件： prem_noocean_T
minos_bran的输出无格式二进制文件：eprem_noocean_T
路径：test_T
n 185
nstart 119
nrad 67
real 0m0.024s
user 0m0.021s
sys 0m0.003s
输出的test_S.eigen 和test_S.eigen.dat:
eigen文件格式
示例其中一行：
1 | 0 20 S 19 347.66000 5.61667 3.99901 241.43201 67 7 7 f4 34272 test_S.eigen.dat eigen -1 04/15/24-20:16:12 |
分别为：
n， l， 振型类型， eigenfunction id， 本征频率mHz， 相速度， 群速度， 品质因子q，行数nrow， 列数ncol， 参数数no. of parameters, datatype， byte offset， 保存的文件目录，文件名， comment id， 文件创建时间load date
第五步：格林函数估值（evaluation）
运行的程序为：green.f
green program computes for a single event and a given set of stations, the Green functions.
这个程序计算单个事件和一组给定的台站。
输入db的路径，结合sta和stachan：short 这两个文件一开始就有
short是指shrot.site这个文件和short.sitechan文件，‘结合sta，stachan’可能是指这两个文件。
文件内容如下：
输入nmodes列表的文件名 ：db_list 这个文件一开始就有
db_list文件内容为：
test_S
test_T
输入CMT文件名： china_cmt_event 这个文件一开始就有
考虑的最小和最大频率（单位mHz）：10 260
输入pts
输入格林函数的输出文件名：green。这个程序输出的文件为：green.wfdisc
这个文件内容与屏幕输出不同，但是其包含的内容一致。均为台站、通道、时间等信息。
输出依然存在：
real 0m1.471s
user 0m1.455s
sys 0m0.015s
第六步：构建理论地震图
使用的程序为：syndat.f
syndat program makes synthetic seismograms by convolutions of Green
functions with the seismic moment tensor of the choosen event.
选择的事件的地震矩张量和格林函数的卷积，得到理论地震图。
输入CMT文件名：china_cmt_event
张量类型： 0
输入dbname： green
输出dbname：SYndat
输出单位： 0 [nm/s/s] 1 [nm/s] 2 [nm]
（可能并没有选择输出单位？屏幕输出仅为此。）
该程序最后输出的文件为：syndat.wfdisc。
也输出了.origin、.site、.sitechan文件。
也有Syndat.wfdisc.dat，里面应该是理论地震图。
之后需要运行将理论地震图转换为sac格式的程序。这一步为运行2的内容。
运行2
cucss2sac Syndat Syndat_SAC
将理论地震图转化为sac格式，并保存在Syndat_SAC文件夹中。
运行3
cucss2sac -a Syndat Syndat_ASC
转化为ASC格式，即ASCII文件。
运行4
./RUN_ENDIAN.csh Syndat
./RUN_ENDIAN.csh green
把这两个文件波形从LOW_ENDIAN bytes转换到BIG_ENDIAN bytes
如果有ANTELOPE软件，可以在SUN‘s平台直接看到结果（格林函数和理论地震图）
dbpick Syndat
dbpick green
目前还没有找到软件。
运行5
1 | eigen2asc 0 0 6 8 test_S test_S_ASC |
将eigen文件转化为asc文件。
使用该方法转换的文件在test_S_ASC文件夹中，文件命名为：“S.radial order.angular order.ASC”
第一行为文件信息，示例：
1 | 0 (n) 20(l) S(mode type) 19 (eigenfunction id) 347.66000(frequency) 5.61667(phase velocity) 3.99901(group velocity) 241.43201(q) 67(行数nrow) 7(列数ncol) |
分别为：
n, l, 振型模式, eigenfunction id， 频率（单位mhz）， 相速度， 群速度， q，行数nrow， 列数ncol
其中，球型振型中的格式为：
(r, U, U_dr , V, V_dr , P, P_dr )
环型振型为：
(r, W, W_dr )
BASH 运行文件（原DEMO3内RUN_MINEOS.csh，经过了修改）
- 增加了STEP0，生成.site和.sitechan文件。
- 增加了STEP7，内容为将Syndat转化为SAC格式。
- 修改了china_cmt_event为xinjiang_cmt_event。内容为另一个地震事件。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127#!/bin/csh
#
# Example of the synthetic seismogram's generation script.
#
# Usage: RUN_MINEOS.sh model_name
#
# Available model names for DEMO version:
# prem_noocean prem_ocean CPacific NRussia
#----------------------------------------------------------
if( $#argv != 1) then
echo " Usage: RUN_MIN.csh model_name"
exit
endif
alias cp cp
alias rm rm
alias mv mv
set model=$1 # setup 1-D model name
# check model name
set flg=0
foreach f (CPacific NRussia prem_noocean prem_noocean_na prem_ocean prem_noocean_1ln.txt)
if($f == $1) set flg=1
end
if($flg == 0) then
echo "Model name $1 is wrong, allowed names are:"
echo "CPacific NRussia prem_noocean prem_noocean_na prem_ocean prem_noocean_1ln.txt"
exit
endif
#----------------------------------------------------------------
# Step 0
# make .site and .sitechan
time simpledit stations short
#---------------------------------------------------------------------
# 1 run minos_bran for S mpde
# n=0, f 0-200mhz
echo "Step 1: minos_bran runs for S modes ....................."
echo "============== Program minos_bran =================="
if( -f ${model}_S) rm -f ${model}_S # 存在的话移除掉
if( -f e${model}_S) rm -f e${model}_S
time minos_bran << EOF
../models/$model.txt
${model}_S
e${model}_S
1.0e-10 1
3
2 8000 0.0 200.0 0 0
EOF
#=========================================================
# 2. run minos_bran program for fundamental T mode,
# where, n=0, 0 < f < 0.2 Hz,
#
echo "Step 2: minos_bran runs for T modes ....................."
echo "============== Program minos_bran =================="
if( -f ${model}_T) rm -f ${model}_T
if( -f e${model}_T) rm -f e${model}_T
time minos_bran << EOF
../models/$model.txt
${model}_T
e${model}_T
1.0e-10 1
2
2 8000 0.0 200.0 0 0
EOF
#============================================================
# 3. Convert minos_bran results to .eigen relation (S mode)
#
echo "Step 3: eigen for S ....................................."
if( -f test_S.eigen) rm -rf test_S.*
time eigcon << EOF
3
../models/$model.txt
1000
${model}_S
e${model}_S
test_S
EOF
#============================================================
# 4. Convert minos_bran results to .eigen relation (T mode)
echo "Step 4: eigen for T ....................................."
if( -f test_T.eigen) rm -rf test_T.*
time eigcon << EOF
2
../models/$model.txt
1000
${model}_T
e${model}_T
test_T
EOF
#=========================================================
# 5. Evaluate green functions for given sitechan relation
echo "Step 5: green functions evaluation ........................."
if( -f green.wfdisc) rm -rf green.*
time green << EOF
short
db_list
xinjiang_cmt_event
10 260
8000
green
EOF
cp -p short.site green.site
cp -p short.sitechan green.sitechan
# create origin relation for data base green
creat_origin xinjiang_cmt_event green
#============================================================
# 6. Synthetic data construction
echo "Step 6: synthetic seismogram construction .................."
if( -f Syndat.wfdisc) rm -rf Syndat.*
time syndat << EOF
xinjiang_cmt_event
0
green
Syndat
0
EOF
# convert Green functions to BIG_ENDIAN binary numerical storage
# this is ANTELOPE requirement
# $bin/wfendi 0 0 Syndat Syndat
# copy .site, .sitechan relations into database Syndat
cp -p short.site Syndat.site
cp -p short.sitechan Syndat.sitechan
creat_origin xinjiang_cmt_event Syndat
# =====================================================
#7.MAKE SAC TRANSFORM
echo "Step 7: SAC transform"
time cucss2sac Syndat Syndat_SAC
echo "over"
exit