JOPENS編目檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉軍，康英

（廣東省地震局，廣州　510070）

JOPENS編目檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉軍，康英

（廣東省地震局，廣州510070）

地震編目檢查是臺網(wǎng)值班人員和編目人員的日常工作之一，隨著臺站密度的增加，監(jiān)測能力的加強(qiáng)，只處理一個地震事件，地震分析和校核的工作量都會變得比以往更大。僅僅依靠肉眼，人工查看校核有時(shí)還是難免會遺漏一些錯誤。依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)，將一些經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤，用程序自動逐一檢查糾錯，可以大幅提高工作效率，減輕編目人員的工作量。經(jīng)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，通過編目檢查系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)并排除日常地震分析中90%以上的錯誤。

編目檢查；JOPENS；數(shù)據(jù)庫；地震目錄

劉軍，康英.JOPENS編目檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.華南地震，2016，36（2）：89-95.［LIU Jun，KANG Ying.Design of JOPENS Catalog Check System ［J］.South china journal of seismology，2016，36（2）：89-95.］

0　引言

地震編目是測震臺網(wǎng)中心的關(guān)鍵業(yè)務(wù)之一。地震分析人員對臺網(wǎng)記錄到的管轄區(qū)域的地震事件進(jìn)行分析處理，提交到本地?cái)?shù)據(jù)庫，然后與國家臺網(wǎng)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一匹配。產(chǎn)出地震目錄和地震觀測報(bào)告從國家臺網(wǎng)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出，內(nèi)容包括地震目錄和震相等相關(guān)數(shù)據(jù)。如圖1所示為區(qū)域臺網(wǎng)與國家臺網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換流程。這些報(bào)告作為臺網(wǎng)的重要產(chǎn)出提供給相關(guān)部門和研究人員使用。規(guī)范規(guī)定區(qū)域臺網(wǎng)承擔(dān)記錄到的本省及周邊地區(qū)（省行政邊界線外30 km內(nèi)）地震震相分析，編輯產(chǎn)出地震目錄和地震報(bào)告［1］。按 “十五”的 “中國地震臺網(wǎng)日常運(yùn)行規(guī)定”要求，地震編目結(jié)果分為初報(bào)結(jié)果（日報(bào)）和正式報(bào)（周報(bào)）結(jié)果。地震編目的初報(bào)和正式報(bào)數(shù)據(jù)要通過JOPENS的 “數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”報(bào)送到國家地震臺網(wǎng)中心。初報(bào)數(shù)據(jù)每日編輯一次，每日12時(shí)前將前一日8時(shí)至當(dāng)日8時(shí)的地震初報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)送到國家地震臺網(wǎng)中心，正式報(bào)數(shù)據(jù)為臺網(wǎng)產(chǎn)出的最終結(jié)果，每周編輯一次，每周星期日或周五24時(shí)以前將上周星期一零時(shí)到本周星期一零時(shí)的正式報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)送到國家地震臺網(wǎng)中心。如圖2所示為地震分析流程。

圖1　區(qū)域臺網(wǎng)與國家臺網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換流程Fig 1　Data exchange process between regional and national seismic network

圖2　地震分析流程Fig 2 Earthquake analysis process

編目工作繁瑣、工作量大，特別是來一個大震或者有地震序列時(shí)，工作任務(wù)就會成倍增加。編目工作要做到百分之百的正確，否則分析人員使用有錯誤的數(shù)據(jù)會導(dǎo)致分析結(jié)果有巨大誤差，嚴(yán)重影響分析質(zhì)量。有時(shí)人工校核好幾遍還是會有些錯誤，這對評比和產(chǎn)出的使用都會有很大的影響。為了提高工作效率，減輕工作負(fù)擔(dān)，提高產(chǎn)出的精確度，需要設(shè)計(jì)一套編目檢查系統(tǒng)來自動、準(zhǔn)確地排查報(bào)告中存在的絕大多數(shù)錯誤［2］。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)想將常出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行分析歸類，用計(jì)算機(jī)程序遍歷每一條目錄，與已知錯誤的特征比對，確定是否存在錯誤，準(zhǔn)確定位存在的錯位，并指出錯誤類型，把常規(guī)錯誤排查掉，從而大大降低編目工作量。

1.1常見錯誤

根據(jù)編目人員日常工作的經(jīng)驗(yàn)，在地震編目中常出現(xiàn)的錯誤大致有三類：一是震相類錯誤、二是地名類錯誤、三是統(tǒng)一編目匹配錯誤。以下為可能出現(xiàn)的各種錯誤列表：

（1）單臺定位地名不符合編目規(guī)則，單臺定位地名的規(guī)則是 “臺站名 （S-Pxxs）”，比如 “廣東南澎島臺 （S-P2.3s）”。

（2）單臺定位地名和定位臺站名不一致。

（3）單臺定位臺站名里的S-P與計(jì)算出的SP結(jié)果不一樣。

（4）單臺定位有殘差值。

（5）單臺定位Pg或Sg有殘差值。

（7）單臺定位定位質(zhì)量不為4。

（8）有些不應(yīng)參與定位的臺站參與了定位，以廣東臺網(wǎng)為例，我們?yōu)榱怂賵?bào)的準(zhǔn)確性接入了臺灣的地震臺站臺，但在編目中是包括臺灣的地震臺站的。

（9）震相標(biāo)注中有SMZ。

（10）SMN或SME在Sg之前。

（11）SMN或SME在SmS之前。

（12）參與定位的某個臺站只標(biāo)注有SMN，SME。

（13）臺站SME，SMN沒有成對量取。

（14）Pg或Pn標(biāo)在了水平分向。

（15）Sg或Sn標(biāo)在了垂直分向。

（16）SMN或SME是在仿真之前量取的。

（17）Pg，Pn，Sg或Sn是在仿真后量取的。

（18）Pn或Pg標(biāo)有'I'（表示清晰）但沒有U/ R或C/D（表上初動方向）。

（19）某個臺站測得震級與平均震級之差大于1。

（20）震中位號填寫錯誤。

（21）精度值填寫錯誤，只能為1，2，3或4。

（22）事件id號中的時(shí)間與發(fā)震時(shí)刻相差大于600 s。

（23）事件類型為空。

（24）地名填寫錯誤。

（25）與國家數(shù)據(jù)庫中的目錄不匹配。

（26）遺漏鄰省交界處的地震事件。

（27）同一臺站，相同震相重復(fù)標(biāo)注。

（28）震中距小于90 km，標(biāo)注了不應(yīng)該出現(xiàn)的震相Pn，Sn。

（29）震中距大于130 km，標(biāo)注了不應(yīng)該出現(xiàn)的震相PmP，SmS。

以這些常見錯誤作為模板，在程序中對每一條目錄進(jìn)行過濾檢查，發(fā)現(xiàn)符合錯誤特征的就顯示給工作人員，由工作人員復(fù)核、檢查、確認(rèn)并修改。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理是從JOPENS數(shù)據(jù)庫讀入目錄，震相信息，然后查錯，顯示錯誤信息。

1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)一：震相檢查

JOPENS數(shù)據(jù)庫中Catalog分A，C，I，R四類如表1所示，分別代表自動觸發(fā)事件，統(tǒng)一編目事件，一般事件，速報(bào)事件。地震分析的流程是將提交的一般事件進(jìn)行震相分析，然后判斷是否需要提交成C類事件，如果需要，則修改成C類型事件提交（如圖2所示）。我們主要關(guān)注的就是C類事件。

表1　事件狀態(tài)標(biāo)識Table 1 Event status flag

震相檢查主要涉及操作Phase這張表，數(shù)據(jù)庫中的震相信息是以Catalog_id目錄id號為組逐條存入的，如果以此檢查錯誤顯示給編目人員并不直觀。通常編目人員都是以臺站為單位來檢查的。所以為了方便檢查，首先需要將震相信息表按臺站分組，每個臺站一般會有4條Phase記錄，每個目錄最少有一個臺站記錄，這樣便于比較，判斷，而且顯示出來思路清晰。注意表2、表3列出的不是全部信息，只包含我們需要的信息。

檢查時(shí)，就按前面提出的常見震相錯誤逐條目錄，逐個臺站，逐個震相檢查，有錯誤就存入一個列表里，統(tǒng)一顯示。

表2　JOPENS數(shù)據(jù)庫中Catalog表Table 2 Catalog in JOPENS Database

表3　JOPENS數(shù)據(jù)庫中Phase表Table 3 Phase in JOPENS Database

1.3設(shè)計(jì)要點(diǎn)二：地名檢查

我們編目檢查時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，目錄中填寫的地名和實(shí)際的地名有出入，或者是不符合編目規(guī)范。所以有必要將地名這一欄單獨(dú)抽出來檢查。地名檢查使用的數(shù)據(jù)為shape格式。

一個shape文件由主文件，索引文件，和一個dBASE表組成，主文件是一個可以直接訪問、長度可變的文件，在主文件中每條記錄用一系列的點(diǎn)描述一個物體，在索引文件中，每條記錄保存主文件中相應(yīng)的物體相對主文件頭的偏移量。在dBASE表中包含每條記錄的屬性，這種幾何形與屬性一對一的關(guān)系是依據(jù)紀(jì)錄的數(shù)量的，dBASE文件中的屬性紀(jì)錄和主文件中的紀(jì)錄必須是順序是一樣的主文件包含一個固定長度的文件頭和一系列可變長的記錄集，每一個可變長的紀(jì)錄由一個固定長度的紀(jì)錄頭和一個可變長的紀(jì)錄內(nèi)容。

我們使用Geotools來操作shape。Geotools是Java語言編寫的開源GIS工具包。該項(xiàng)目已有十多年歷史包含多個開源GIS項(xiàng)目，并且基于標(biāo)準(zhǔn)的GIS接口。Geotools主要提供各種GIS算法，各種數(shù)據(jù)格式的讀寫和顯示。

我們的做法是將地震分析人員填寫的地名和用geotools查找出的地名分別列出來，供編目檢查人員對比。如果發(fā)現(xiàn)不同，一眼就能夠看出來。

1.4設(shè)計(jì)要點(diǎn)三：統(tǒng)一編目檢查

有時(shí)因統(tǒng)一編目提交不成功，或沒有同步刪除，或網(wǎng)絡(luò)中斷，造成兩邊的數(shù)據(jù)庫不一致。

需要從兩個數(shù)據(jù)讀取當(dāng)日的數(shù)據(jù)，然后逐一對比id，保存時(shí)間，震相數(shù)目等信息，確認(rèn)一致才認(rèn)為匹配，否則認(rèn)為沒有匹配成功。將匹配成功的和未匹配成功的分別列出，方便編目人員查看。

1.5設(shè)計(jì)要點(diǎn)四：周邊事件檢查

在波形瀏覽，事件截取時(shí)，由于臺站數(shù)目所限，有時(shí)候會遺漏本屬于我們職責(zé)范圍內(nèi)的編目事件，特別是處于交界處的事件，有時(shí)瀏覽截取時(shí)會遺漏。所以需要利用國家臺網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，列出本區(qū)域臺網(wǎng)邊界50 km范圍內(nèi)的事件，以廣東臺網(wǎng)為例，需要列出周邊江西，福建，湖南，海南，廣西五省的事件。這樣編目人員可以一目了然的知道是不是遺漏了事件。

2　系統(tǒng)界面

2.1震相檢查界面

圖3所示為編目檢查之震相檢查界面。界面的每一列分別顯示目錄id號，發(fā)震時(shí)刻，緯度，經(jīng)度，深度，震級，類型，精度，定位臺站數(shù)目，發(fā)震地點(diǎn)，檢查結(jié)果。每條目錄的檢查結(jié)果是以列表的方式，提示信息用綠色字體顯示出來的，可能錯誤信息用紅色顯示。

圖4所示為編目檢查目錄所有震相走時(shí)曲線，圖中為Pg和Sg走時(shí)曲線，一般情況下如果分析正確，所有的相同震相應(yīng)該大致在一條線上。如果有標(biāo)識錯誤的，就會較明顯偏離這條直線，通過走時(shí)曲線能夠很快的發(fā)現(xiàn)標(biāo)識有問題的震相。

2.2地名檢查界面

圖3　編目檢查之震相檢查Fig.3 Phase checking

圖5示為編目檢查之地名檢查界面。界面的每一列分別顯示目錄id號，地震分析人員填寫的地震名和用程序搜索出的參考地點(diǎn)。如果某一目錄的兩個地名有不一致，系統(tǒng)會用紅色標(biāo)識出來，就說明在分析填寫地名時(shí)，可能有問題。

2.3目錄匹配檢查界面

圖6示為編目檢查之目錄匹配檢查界面。共顯示有三個表，左邊的是本地?cái)?shù)據(jù)庫為匹配到的的目錄表，即本地?cái)?shù)據(jù)庫中有，但國家數(shù)據(jù)庫中沒有或不一致的目錄；中間的是國家數(shù)據(jù)庫為匹配到的目錄表，即國家數(shù)據(jù)庫中有，但本地?cái)?shù)據(jù)庫中沒有或不一致的目錄；右邊的是匹配的目錄表。即本地與國家數(shù)據(jù)庫中完全一致的目錄。如果是像圖6這樣的顯示，就說明兩邊的數(shù)據(jù)庫完全匹配，沒有問題，否則就要檢查不匹配的的目錄。

圖4　Pg和Sg走時(shí)圖Fig 4 Time travel chart of Pg and Sg

圖5　編目檢查之地名檢查Fig.5 Location name checking

2.4周邊事件檢查界面

如圖7示為編目檢查之目錄周邊事件檢查界面。界面的每一列分別顯示國家統(tǒng)一id，目錄id號，發(fā)震地點(diǎn)，距離廣東邊界距離。本系統(tǒng)顯示廣東省與周邊福建，江西，湖南，廣西，海南五省邊界50 km范圍內(nèi)的地震目錄。如果外省有，廣東省沒有，說明廣東省可能遺漏了交界地震，反之，可能是外省遺漏了交界地震。

圖6　編目檢查之目錄匹配檢查Fig.6 Unified catalog match checking

圖7　編目檢查之目錄周邊事件檢查Fig.7 Surrounding events checking

3　結(jié)語

通過實(shí)際使用，編目檢查系統(tǒng)起到了設(shè)計(jì)之初預(yù)想的效果，在震相檢查，地名檢查和統(tǒng)一目錄匹配方面多次發(fā)現(xiàn)了人工校核所沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤。對編目工作提高效率起到了重要的作用。本系統(tǒng)還在不斷的完善，如果發(fā)現(xiàn)新的錯誤是系統(tǒng)沒有檢查出來的，我們會及時(shí)添加進(jìn)去，盡量使系統(tǒng)變得完善，可靠度高，進(jìn)一步提高提交目錄報(bào)告的質(zhì)量水平。

［1］劉軍，蘇柱金.地震速報(bào)自動傳真技術(shù)［J］.華南地震，2013，33（4）：70-76

［2］段 剛，張麗娜，蔡杏輝.JOPENS常用定位方法對臺灣中深源地震定位差異分析［J］.地震工程學(xué)報(bào)，36（4）：1 087-1 092.

Design of JOPENS Catalog Check System

LIU Jun，KANG Ying
（Earthquake Administration of Guangdong Province，Guangzhou 510070，China）

Earthquake catalog check is one of the daily works for cataloging staff.With the increasement of the density of stations，and strengthening of the monitoring capacity，sometimes，dealing with only one seismic event，the workload will become much larger than ever before.If only relying on the naked eyes and manual check，it is inevitable that some errors will be missed.Relying on computer technology，for those frequent errors，the program automatically check and correct them one by one，which can significantly improve work efficiency，reduce the workload for cataloging staff.By the actual use，JOPENS catalog check system can find and correct more than 90%of the errors.

Catalog check；JOPENS；Database；Earthquake catalog

P315.78

A

1001-8662（2016）02-0089-07

10.13512/j.hndz.2016.02.014

2015-04-22

劉軍 （1982-），男，工程師，主要從事地震監(jiān)測研究.

E-mail：duanmu.lj@qq.com.