李秋紅，辛長(zhǎng)江（甘肅省地震局，甘肅蘭州730000）

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MSDP在地震分析中應(yīng)用及改進(jìn)建議

李秋紅，辛長(zhǎng)江
（甘肅省地震局，甘肅蘭州730000）

摘要：主要介紹了MSDP地震交互分析處理軟件的特點(diǎn)，對(duì)各種定位方法的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并總結(jié)了一些應(yīng)用技巧，指出了實(shí)際應(yīng)用中存在的不足，給出了修改建議，對(duì)同行的工作具有參考意義。

關(guān)鍵詞：地震速報(bào)；地震編目；交互處理；MSDP軟件

隨著中國(guó)地震局“十五”測(cè)震臺(tái)網(wǎng)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的完成，省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)子臺(tái)分布更加密集，臺(tái)站的硬件配置逐步完善，臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)資料，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞【謹(jǐn)?shù)字臺(tái)網(wǎng)中心，充分利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代技術(shù)、設(shè)備以及開發(fā)應(yīng)用軟件是勢(shì)在必行的。它可以迅速、準(zhǔn)確地將實(shí)時(shí)處理的測(cè)震數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚_(tái)網(wǎng)中心?！笆濉敝箅S著臺(tái)站的大量增加，地震速報(bào)、編目數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上報(bào)，以及數(shù)據(jù)的共享，原來(lái)的定位軟件已不適應(yīng)現(xiàn)在工作的需要，MSDP就是開發(fā)出的地震交互分析處理軟件。該軟件利用地震數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)臺(tái)網(wǎng)日常處理的地震波形、定位結(jié)果、震相數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，完成中國(guó)地震局對(duì)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)按規(guī)范所要求的大震速報(bào)、地震編目和數(shù)據(jù)編目等功能。產(chǎn)出數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一，能夠?qū)崿F(xiàn)地震速報(bào)、地震編目的日?qǐng)?bào)、月報(bào)以及大震余震序列的快速上報(bào)工作，如何高效利用MSDP軟件的各項(xiàng)功能，以提高測(cè)震臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)的質(zhì)量和產(chǎn)出準(zhǔn)確優(yōu)質(zhì)的地震數(shù)據(jù)將是本文研究的一個(gè)內(nèi)容。

1　地震交互分析軟件的應(yīng)用

MSDP軟件的研究開發(fā)，解決了測(cè)震分析速報(bào)、編目、上報(bào)、數(shù)據(jù)共享等一系列大量數(shù)據(jù)的處理。MSDP地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件，其界面簡(jiǎn)潔、操作方便，集成了十分豐富的臺(tái)網(wǎng)應(yīng)用功能，提供了對(duì)單臺(tái)和多臺(tái)記錄的地震事件進(jìn)行編輯功能，設(shè)置了豐富的顯示控制及多項(xiàng)選擇功能，也提供了多項(xiàng)數(shù)據(jù)處理功能。

1.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式

目前，地震數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要有兩種方式:文件存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。在文件存儲(chǔ)方式中，每個(gè)地震數(shù)據(jù)是以文件名作為標(biāo)識(shí)存放在磁盤中的，數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用有很大的局限性,且占用磁盤量大。利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)地震數(shù)據(jù)，則可以充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能，最大限度地發(fā)揮地震數(shù)據(jù)在測(cè)震研究中的應(yīng)用。MSDP支持這兩種地震數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，并以Mysql作為存儲(chǔ)地震數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。Mysql是最流行的開放源碼、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一，被廣泛應(yīng)用在各種行業(yè)中，它占用系統(tǒng)資源少，并且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。MSDP調(diào)用存儲(chǔ)在Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)里的連續(xù)波形數(shù)據(jù)、事件波形數(shù)據(jù)，并向Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)提交地震定位結(jié)果。利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行地震波形的存儲(chǔ)擁有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。首先，如果磁盤空間足夠大，可以存儲(chǔ)連續(xù)幾個(gè)月甚至幾年的連續(xù)波形數(shù)據(jù)；其次，利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)地震事件波形，可方便數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)，便于地震信息的查詢，并能實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的共享、統(tǒng)一編目，簡(jiǎn)化臺(tái)網(wǎng)的日常工作。

1.2定位方法

定位方法的實(shí)用性與準(zhǔn)確性是衡量地震交互分析處理軟件性能的一個(gè)重要指標(biāo)。MSDP集成了多種定位方法:單純型法定位、自適應(yīng)演化算法定位、篩選震相法定位，并加入了LocSAT、HypoSAT定位程序。用戶還可以根據(jù)需要更改或增加新的定位算法。

1)單純型法定位。單純型法定位是用數(shù)學(xué)的單純型搜索極值的方法搜索殘差最小震中位置。主要適用于地方震、近震和遠(yuǎn)震的地震定位，定位的一致性相對(duì)較好，目前，測(cè)震臺(tái)網(wǎng)主要用單純型法定位進(jìn)行地震速報(bào)和日常地震分析處理。但程序在使用過程中還不穩(wěn)定，確定深度精度不夠。

2）自適應(yīng)演化算法定位。自適應(yīng)演化算法定位利用遺傳算法搜索殘差最小的震中位置，每次結(jié)果有一些小的差別。用于地方震、近震和遠(yuǎn)震的定位。

3）篩選震相法定位。在篩選震相定位方法中，用戶可自由選擇參與定位的震相，以提高地震定位的精度。

4）其他定位程序。LocSAT、HypoSAT:由Klein (2002年)開發(fā)。也用于地方震、近震的定位。但單純型定位不能給出深度時(shí)，用LocSAT、HypoSAT定位能達(dá)到較高的精度和深度。MSDP目前常用的定位方法就是單純型、LocSAT、HypoSAT功能。

1.3數(shù)據(jù)處理功能

MSDP提供了多種仿真和濾波方法來(lái)滿足對(duì)地震波形進(jìn)行分析處理的需要，以便于臺(tái)網(wǎng)工作人員的日常研究工作。

1)仿真。仿真就是把寬帶地震儀記錄的地震波形仿真成一些傳統(tǒng)的窄帶記錄。

在該交互系統(tǒng)中，我們可以仿真一些常用的經(jīng)典地震儀，比如:LPSRO，地震研究觀測(cè)臺(tái)長(zhǎng)周期地震儀;SK，中長(zhǎng)周期地震儀;763，長(zhǎng)周期地震儀; WWSSNSP，世界標(biāo)準(zhǔn)地震臺(tái)網(wǎng)短周期地震儀，Wood －Ander-son地震儀，我們常用的是Wood－Anderson地震儀。

2)濾波。濾波是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾而采取的一項(xiàng)重要措施。MSDP中提供了多種濾波方法，如低通、高通、帶通。用戶可以根據(jù)需要，通過選擇通道和濾波的不同頻率范圍來(lái)完成對(duì)通道波形的濾波。

1.4地震編目

MSDP的編目功能界面利用MSDP分析地震事件波形后，可將震相提交到Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，工作人員可根據(jù)需要生成相應(yīng)的編目文件。MSDP可以生成以下幾種形式的編目結(jié)果:PDF目錄、PDF報(bào)告、國(guó)內(nèi)5級(jí)報(bào)告、上網(wǎng)周報(bào)、上網(wǎng)月報(bào)。如圖1所示。

圖1　MSDP的編目功能界面

另外，MSDP還提供了統(tǒng)一編目功能，通過消息中間實(shí)現(xiàn)了區(qū)域臺(tái)網(wǎng)與國(guó)家臺(tái)網(wǎng)間快速交換和上報(bào)編目結(jié)果。點(diǎn)擊主菜單“編目”件下拉菜單中的

“統(tǒng)一編目”?；蛟谔峤坏卣鹗录r(shí)在對(duì)話框中選擇“統(tǒng)一編目”選項(xiàng)，即可將數(shù)據(jù)庫(kù)里的地震事件提交到國(guó)家局統(tǒng)一編目服務(wù)器上。主要功能是通過省臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)器與中國(guó)臺(tái)網(wǎng)中心的服務(wù)器的溝通，通過網(wǎng)絡(luò)快速完成地震目錄上傳中國(guó)臺(tái)網(wǎng)中心數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)全國(guó)統(tǒng)一的地震編目。

1.5震相標(biāo)注

1)標(biāo)注P、S波。MSDP利用右鍵完成P、S的標(biāo)注，無(wú)需切換。新版本的MSDP還提供了快速標(biāo)注多臺(tái)同一震相的功能，大大加快了地震速報(bào)的速度。具體做法是:先選擇要標(biāo)注的震相，如Pg，Sg，然后按住Ctrl鍵不放，點(diǎn)擊要標(biāo)注震相的位置，即可連續(xù)標(biāo)注多臺(tái)震相。

2)標(biāo)注振幅。在按住Shift鍵和鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，可以量取振幅，右鍵即可完成振幅的標(biāo)注。MSDP還提供了自動(dòng)量取最大振幅的功能，我們可以在系統(tǒng)自動(dòng)量取振幅的基礎(chǔ)上，稍作修改，這樣就大大加快了地震分析的速度。1.6走時(shí)表圖2.2走時(shí)表設(shè)置界面在實(shí)際觀測(cè)中，為了使地震的定位更精確，可以根據(jù)地震的遠(yuǎn)近、臺(tái)網(wǎng)所在的地理位置調(diào)整走時(shí)表，如圖2所示。MSDP提供了修改震源深度、后綴為tab格式的地方走時(shí)表和區(qū)域走時(shí)表等功能。其中地方走時(shí)表的數(shù)據(jù)需要用戶自己配置成各省所用的地方走時(shí)表;區(qū)域走時(shí)表默認(rèn)為中國(guó)走時(shí)表。如選擇“使用Taup”，用戶定位時(shí)可選用不同的速度模型。一般情況下，對(duì)于地方震、近震所用走時(shí)表為“甘青雙層模型走時(shí)表”，遠(yuǎn)震、極遠(yuǎn)震所用走時(shí)表為Iasp91。

圖2　走時(shí)表設(shè)置界面

2　問題與不足

MSDP地震分析處理軟件目前已在全國(guó)多個(gè)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)應(yīng)用，基本能夠滿足臺(tái)網(wǎng)日常的工作要求，可是，在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了MSDP軟件存在的一些問題與不足。

1)目前臺(tái)網(wǎng)最常用的定位方法是單純型法定位。衡量單純型法定位結(jié)果的精度變化量指標(biāo)就是殘差。水平精度尚可，但深度的偏差較大，且深度不穩(wěn)定。

2)在多臺(tái)定位時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)向后或向前微調(diào)P、S震相時(shí)侯導(dǎo)致定位結(jié)果出現(xiàn)很大差別的情況。

3)地震分析處理軟件的一個(gè)重要功能就是快速定位出地震參數(shù)進(jìn)行速報(bào)，這就要求地震分析處理軟件具有人性化的設(shè)計(jì)，能夠提供快速震相標(biāo)注、地震定位方法。MSDP在這方面存在不足。當(dāng)進(jìn)行多臺(tái)聯(lián)合定位時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)定位結(jié)果不符合要求，需要逐個(gè)對(duì)臺(tái)站刪除已經(jīng)標(biāo)注的震相信息，以便找出錯(cuò)誤的標(biāo)注信息，這就有產(chǎn)生誤刪除正確的震相標(biāo)注信息的可能。在排除錯(cuò)誤的臺(tái)站震相后，還得重新標(biāo)注誤刪除的臺(tái)站震相信息，這將大大影響了地震速報(bào)的速度。

4)由于數(shù)據(jù)波形量大，MSDP在打開連續(xù)波形、事件波形時(shí)速度很慢，在建立Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，讀寫速度較慢，在一定程度上也對(duì)地震速報(bào)的速度造成了影響。

3　結(jié)束語(yǔ)

MSDP在臺(tái)網(wǎng)應(yīng)用以來(lái)，我們不斷地對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試、震級(jí)對(duì)比和參數(shù)優(yōu)化。目前，MSDP地震交互分析軟件已經(jīng)在臺(tái)網(wǎng)充分發(fā)揮了很大作用。對(duì)于MSDP存在的一些問題，希望通過測(cè)震分析人員和軟件開發(fā)人員共同努力，不斷地對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以便在地震事業(yè)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn):

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中圖分類號(hào)：P315.7