MSDP在地震分析中應用及改進建議

李秋紅，辛長江（甘肅省地震局，甘肅蘭州730000）

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MSDP在地震分析中應用及改進建議

李秋紅，辛長江
（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，對各種定位方法的特點進行了分析，并總結了一些應用技巧，指出了實際應用中存在的不足，給出了修改建議，對同行的工作具有參考意義。

關鍵詞：地震速報；地震編目；交互處理；MSDP軟件

隨著中國地震局“十五”測震臺網(wǎng)數(shù)字網(wǎng)絡項目的完成，省級地震臺網(wǎng)子臺分布更加密集，臺站的硬件配置逐步完善，臺網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)資料，并通過網(wǎng)絡實時傳輸?shù)绞【謹?shù)字臺網(wǎng)中心，充分利用先進的計算機技術為核心的現(xiàn)代技術、設備以及開發(fā)應用軟件是勢在必行的。它可以迅速、準確地將實時處理的測震數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚_網(wǎng)中心?！笆濉敝箅S著臺站的大量增加，地震速報、編目數(shù)據(jù)的實時上報，以及數(shù)據(jù)的共享，原來的定位軟件已不適應現(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)庫技術對臺網(wǎng)日常處理的地震波形、定位結果、震相數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，完成中國地震局對測震臺網(wǎng)按規(guī)范所要求的大震速報、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，能夠實現(xiàn)地震速報、地震編目的日報、月報以及大震余震序列的快速上報工作，如何高效利用MSDP軟件的各項功能，以提高測震臺網(wǎng)地震速報的質(zhì)量和產(chǎn)出準確優(yōu)質(zhì)的地震數(shù)據(jù)將是本文研究的一個內(nèi)容。

1　地震交互分析軟件的應用

MSDP軟件的研究開發(fā)，解決了測震分析速報、編目、上報、數(shù)據(jù)共享等一系列大量數(shù)據(jù)的處理。MSDP地震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件，其界面簡潔、操作方便，集成了十分豐富的臺網(wǎng)應用功能，提供了對單臺和多臺記錄的地震事件進行編輯功能，設置了豐富的顯示控制及多項選擇功能，也提供了多項數(shù)據(jù)處理功能。

1.1數(shù)據(jù)存儲方式

目前，地震數(shù)據(jù)存儲主要有兩種方式:文件存儲和數(shù)據(jù)庫存儲。在文件存儲方式中，每個地震數(shù)據(jù)是以文件名作為標識存放在磁盤中的，數(shù)據(jù)的管理和應用有很大的局限性,且占用磁盤量大。利用數(shù)據(jù)庫存儲地震數(shù)據(jù)，則可以充分利用數(shù)據(jù)庫強大的數(shù)據(jù)管理功能，最大限度地發(fā)揮地震數(shù)據(jù)在測震研究中的應用。MSDP支持這兩種地震數(shù)據(jù)存儲方式，并以Mysql作為存儲地震數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。Mysql是最流行的開放源碼、SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一，被廣泛應用在各種行業(yè)中，它占用系統(tǒng)資源少，并且具有較強的穩(wěn)定性。MSDP調(diào)用存儲在Mysql數(shù)據(jù)庫里的連續(xù)波形數(shù)據(jù)、事件波形數(shù)據(jù)，并向Mysql數(shù)據(jù)庫提交地震定位結果。利用數(shù)據(jù)庫進行地震波形的存儲擁有強大的優(yōu)勢。首先，如果磁盤空間足夠大，可以存儲連續(xù)幾個月甚至幾年的連續(xù)波形數(shù)據(jù)；其次，利用數(shù)據(jù)庫存儲地震事件波形，可方便數(shù)據(jù)的管理和維護，便于地震信息的查詢，并能實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的共享、統(tǒng)一編目，簡化臺網(wǎng)的日常工作。

1.2定位方法

定位方法的實用性與準確性是衡量地震交互分析處理軟件性能的一個重要指標。MSDP集成了多種定位方法:單純型法定位、自適應演化算法定位、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、近震和遠震的地震定位，定位的一致性相對較好，目前，測震臺網(wǎng)主要用單純型法定位進行地震速報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）自適應演化算法定位。自適應演化算法定位利用遺傳算法搜索殘差最小的震中位置，每次結果有一些小的差別。用于地方震、近震和遠震的定位。

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，用LocSAT、HypoSAT定位能達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滿足對地震波形進行分析處理的需要，以便于臺網(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，地震研究觀測臺長周期地震儀;SK，中長周期地震儀;763，長周期地震儀; WWSSNSP，世界標準地震臺網(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完成對通道波形的濾波。

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)庫存儲，工作人員可根據(jù)需要生成相應的編目文件。MSDP可以生成以下幾種形式的編目結果:PDF目錄、PDF報告、國內(nèi)5級報告、上網(wǎng)周報、上網(wǎng)月報。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，通過消息中間實現(xiàn)了區(qū)域臺網(wǎng)與國家臺網(wǎng)間快速交換和上報編目結果。點擊主菜單“編目”件下拉菜單中的

“統(tǒng)一編目”?；蛟谔峤坏卣鹗录r在對話框中選擇“統(tǒng)一編目”選項，即可將數(shù)據(jù)庫里的地震事件提交到國家局統(tǒng)一編目服務器上。主要功能是通過省臺網(wǎng)數(shù)據(jù)服務器與中國臺網(wǎng)中心的服務器的溝通，通過網(wǎng)絡快速完成地震目錄上傳中國臺網(wǎng)中心數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)全國統(tǒng)一的地震編目。

1.5震相標注

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

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

圖2　走時表設置界面

2　問題與不足

MSDP地震分析處理軟件目前已在全國多個測震臺網(wǎng)應用，基本能夠滿足臺網(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果的精度變化量指標就是殘差。水平精度尚可，但深度的偏差較大，且深度不穩(wěn)定。

2)在多臺定位時，偶爾會出現(xiàn)向后或向前微調(diào)P、S震相時侯導致定位結果出現(xiàn)很大差別的情況。

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

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

3　結束語

MSDP在臺網(wǎng)應用以來，我們不斷地對其進行性能測試、震級對比和參數(shù)優(yōu)化。目前，MSDP地震交互分析軟件已經(jīng)在臺網(wǎng)充分發(fā)揮了很大作用。對于MSDP存在的一些問題，希望通過測震分析人員和軟件開發(fā)人員共同努力，不斷地對其進行改進，以便在地震事業(yè)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻:

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中圖分類號：P315.7