地震前兆臺網產出與服務進展*

劉春國，李正媛，王　軍，葉　青，劉高川，紀壽文，樊俊屹，周克昌

(中國地震臺網中心，北京 100045)

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地震前兆臺網產出與服務進展*

劉春國，李正媛，王軍，葉青，劉高川，紀壽文，樊俊屹，周克昌

(中國地震臺網中心，北京 100045)

摘要：回顧與總結了近年來我國地震前兆臺網在觀測數據產品質量監控、專業產品產出、產品管理與服務平臺建設等方面取得的進展。介紹了當前地震前兆臺網產出的主要產品、產品管理與服務平臺和近年來的產出與服務情況，并對前兆臺網產出產品的應用服務問題進行分析和討論。

關鍵詞：地震前兆臺網；觀測數據產品；專業產品；產出與服務

0引言

我國地震前兆臺網(本文特指地震前兆固定臺網)由地下流體、地殼形變和電磁三大學科臺網組成，觀測項目超過50種，主要觀測手段包括水位、水溫、氡、汞、地傾斜、地應變、重力、地磁、地電阻率、地電場等。經過40多年的建設和發展，積累了豐富的地球物理、地殼運動和地球化學連續觀測數據，這些原始觀測數據及觀測資料(統稱為觀測數據產品)作為地震前兆臺網產出的核心產品，不僅是開展地震分析預測的重要基礎，也是推動我國地學科學研究、環境保護、國防建設的寶貴財富。

通過“十五”數字地震觀測網絡項目，我國現已建成1個國家前兆臺網中心(以下簡稱國家中心)、5個學科臺網中心(包括重力、地磁、形變、地電和地下流體臺網中心(以下簡稱學科中心)和35個區域前兆臺網中心(以下簡稱區域中心)。我國地震前兆臺網擁有了一個集觀測數據采集與入庫、數據處理與加工、數據交換與匯集、數據質量監控與共享服務為一體的技術系統(以下簡稱為“十五”技術系統)，實現了觀測數據產品從前兆臺站到區域中心、區域中心到國家中心的自動匯集，從國家中心到向學科中心的自動分發*中國地震局監測預報司.2008.中國地震前兆臺網試運行報告.(王方建等，2009)。

為了進一步推動觀測數據產品在監測預報、科研中的應用，充分發揮國家中心、學科中心和區域中心的作用，提高前兆臺網的監測效能，2008年起，由中國地震局監測預報司組織、國家中心牽頭，地磁、形變、地下流體學科組專家指導，在國家中心、學科中心和區域中心同努力下，我國前兆臺網的產出和服務能力邁上了一個嶄新的臺階。

1進展概況

我國地震前兆臺網的產出與服務工作主要圍繞著觀測數據產品質量的提升、專業產品產出的規范與加強以及產品管理與服務平臺的建設與完善3個方面開展，取得了比較顯著的進展。

1.1觀測數據產品質量監控

觀測數據產品質量是其應用的重要基礎。2008年以前，前兆臺網主要通過各學科技術管理組開展的年度質量評比工作來進行質量控制。2008年以后，為了及時跟蹤臺網質量動態，進一步提升觀測數據產品質量，逐步建立了一個較為完整的質量監控體系。

(1)2008～2010年

這一時期，前兆臺網 有“十五”和“九五”兩個技術系統(賈鴻飛等，2013)并行運行。2008年，依托“十五”技術系統，以學科中心為主，開展了“十五”前兆臺網日常質量監控、月質量評比工作，與全臺網的年度質量評比一起，構成了前兆臺網日、月、年3個時間尺度的質量監控體系雛形。其中日常質量監控成為了及時跟蹤質量動態的重要手段，監控內容包括數據匯集、儀器運行、觀測日志、預處理和觀測質量等。2009年前兆臺網開始將日常質量監控納入到學科臺網、區域臺網的月評比中，區域中心與臺站對學科中心日常質量監控信息響應與反饋更加積極與及時。

(2)2011～2013年

這一時期，前兆臺網實施并完成了“九五”技術系統并入“十五”技術系統的工程項目(周克昌等，2013a，b)，告別了兩個技術系統并行的歷史，學科中心的日常質量監控、月評比工作相應擴展至全臺網，一個相對完整的質量監控體系已經建立(圖1)。

1.2專業產品產出的規范與加強

2008年以前，地震前兆臺網產出產品主要為觀測數據產品。2008年以后，經過幾個階段的推進，區域中心、學科中心和國家中心的專業產品開始陸續產出并不斷規范、完善和常態化。

(1)2008～2009年

2008年8月《地震前兆臺網運行管理辦法(試行)》*中國地震局監測預報司.2008.關于印發《地震前兆臺網運行管理辦法(試行)》的通知.發布，規定各級臺網中心按月、年產出觀測月報、觀測年報。同年11月，《區域地震前兆臺網運行管理技術要求(試行)》*中國地震局監測預報司.2008.區域地震前兆臺網運行管理技術要求(試行).發布，規定了觀測月報、觀測年報產出的時間、內容和格式，同時國家中心、學科中心、區域中心制定相應的工作細則。至此，各級臺網中心觀測月報、觀測年報定期編寫、產出變為一種制度，觀測月報、觀測年報成為前兆臺網推出的反映臺網監測與運行背景動態的第一批專業產品。

(2)2010～2011年

根據《關于強化地震前兆臺網產品產出工作的通知》*中國地震局監測預報司.2009.關于強化地震前兆臺網產品產出工作的通知.的要求，學科中心制定了各自學科臺網產出產品清單及其具體的產出內容。2010年5月國家中心牽頭完成了《地震前兆臺網產出與匯集服務技術約定》(以下簡稱為技術約定)和《地震前兆臺網產出規范》(試行)(以下簡稱為產出規范)的編寫工作。

該技術約定與產出規范明確了國家中心、學科中心、區域中心產出產品類型、產出內容與格式、產出時限與周期、產品報送與服務等相關方面，將前兆臺網的專業產品類型從2種擴充至50種，且規定其中42種產品為常態化定期產出。

2010年6月起，國家中心、學科中心、區域中心嚴格按照規范與約定的要求產出專業產品，并在規定時限內上報至國家中心。

(3)2012～2013年

2012年4～10月，前兆臺網對產出規范進行了第1次修訂。修訂的內容包括：① 對已產出的專業產品進行初步清理，對無實際應用價值的產品，不再列入產出規范中；② 增加數據跟蹤分析簡報和地震應急產品。

2013年，根據“十一五”中國地震背景場探測工程項目“前兆數據處理與加工系統”總體設計(劉春國等，2014)和階段成果，前兆臺網對技術約定與產出規范進行了第2次修訂，重點為學科專業圖件產品相關內容。

1.3產品管理與服務平臺的建設與完善

2008年以前，臺站觀測數據產品通過FTP文件傳輸到區域中心，區域中心通過FTP文件傳輸或數據庫復制向國家中心匯集。區域中心和國家中心采用SQLServer數據庫進行數據產品的存儲管理，通過專業軟件連接數據庫，為地震系統內部科研人員進行震情分析提供數據服務。

2008年以后，由 “十五”數字地震觀測網絡項目建成的基于Oracle數據庫的地震前兆臺網數據管理系統和國家中心網站開始正式運行，實現了前兆臺網觀測數據產品自動匯集與交換、存儲與管理、行業內外用戶共享服務。2010～2011年，地震科學數據共享工程項目(劉瑞豐等，2007)陸續在省級單位部署數據共享網站，對外提供所轄區域臺網觀測數據服務。

2010年6月30日，國家中心完成了產品管理與服務平臺的研制。該平臺采用tomcat+java+jsp+hibernate技術(劉斌，2011)搭建，與同類型的數據共享平臺相比，因采用了hibernate的緩沖技術，系統的運行速度大大提高；觀測數據產品服務采用Bresenham算法(劉晶等，2008)，實現了快速曲線繪制與瀏覽。同年8月，該平臺與國家中心網站整合并正式運行。通過國家中心網站的產品管理與服務相關欄目(圖2)，按照產出規范與約定要求各級單位產出的專業產品能夠匯集到國家中心的產品數據庫，實現產品的統一管理與對外服務。

2產品產出內容

2.1產品類型

前兆臺網產出產品包括了臺站、區域中心、學科中心和國家中心所有的產品。按照數據加工程度，前兆臺網產出產品包括以下3類：

(1)原始觀測數據及觀測資料：人工觀測數據、模擬觀測數據、數字化原始觀測數據、模擬記錄圖紙、人工觀測記錄等。

(2)經臺站預處理的觀測數據及均值類產品：其中均值類產品主要為小時值、日均值等。

(3)專業產品：經國家中心、學科中心、區域中心加工處理、產品制作形成的成果數據、專業圖件或圖集、報告、報表等。

其中(1)和(2)又統稱為觀測數據產品。

2.2專業產品

專業產品特指承擔前兆臺網監測、運維與質量控制的國家中心、學科中心、區域中心產出的產品。根據產出內容與形式又可劃分為分析研究產品數據、可視化圖形產品、臺網運行報告、分析研究報告4類：

(1)分析研究產品數據：主要為各學科中心處理和深加工形成的成果數據。包括形變的潮波參數、地磁基本磁場各要素、地下流體變差或相對變差等。

(2)可視化圖形產品：包括根據分析研究產品數據編制的專業圖件和針對典型觀測事件、地球物理事件(含地震事件)產出的專業圖集。又可細分為專業圖件和專業圖集兩類。

(3)臺網運行報告：主要包括臺網運行監控產出的各類報表、運行月報和運行年報：

① 監控報表：包括國家中心、學科中心、區域中心產出的臺網運行監控日報、數據質量監控日報和觀測質量月、年評價報表等。

② 運行月報(也稱觀測月報)：包括國家中心、學科中心、區域中心產出的運行月報。主要內容為各級臺網的月觀測背景及動態、觀測系統運行狀況、數據質量等。

③ 運行年報(也稱觀測年報)：包括國家中心、學科中心、區域中心產出的運行年報。主要內容為各級臺網的年觀測背景及動態、觀測系統運行狀況、數據質量及典型事件記錄等。

(4)分析研究報告：包括國家中心、學科中心、區域中心每月產出的數據跟蹤分析簡報；中強地震震后產出的地震應急快報、地震事件簡報；當觀測出現較大的異常或事件時，開展異常落實與事件分析研究工作產出的異常或事件研究報告等。其中數據跟蹤分析簡報歸納和綜合分析臺網的監測數據跟蹤分析成果及存在問題，并附有數據跟蹤分析事件圖集；地震事件簡報包括震中附近臺網分布情況、臺站的儀器運行、觀測環境及數據產出及變化情況和臺網映震情況等內容。

目前，前兆臺網主要專業產品包括各類監控日報、運行月報、運行年報、數據跟蹤分析簡報、地震事件簡報、專業圖件、專業圖集等。各級單位產出的主要產品與匯集流程如圖3所示。

32011～2013年產出與服務情況

3.1產出情況

(1)觀測數據產品

根據國家中心前兆數據庫的統計，2011～2013年前兆臺網727個臺站2 412套觀測儀器共計產出約1.2TB的原始觀測數據和預處理數據及均值類產品，年均產出量為400GB，其中秒采樣儀器數據量比例約占80%，其余為分鐘、小時、日采樣儀器產出的數據量。

前兆臺網質量監控結果顯示，臺站觀測數據預處理與觀測日志填寫工作趨于規范，2013年全臺網累計預處理問題為5 381臺項次數，較2012年下降了9.87%，觀測日志問題有5 247臺項次數，較2012年下降了20.90%；觀測質量趨于穩定，數據質量優秀率基本保持在80%左右。

(2)專業產品

根據國家中心網站產出管理與服務平臺統計，2011～2013年前兆臺網(國家中心、5個學科中心和35個區域中心)產出的運行月報、運行年報、地震事件簡報、數據跟蹤分析簡報、專業圖件、專業圖集等專業產品共計18 095份(表1)。

表1　2011～2013年前兆臺網主要專業產品產出情況

臺網運行年報共計120份，2011年有38個單位編寫了所轄臺網運行年報，2012年、2013年所有單位(41個)均按照規范要求編寫了運行年報。

臺網運行月報共計1 470份，2011年、2012年有38個單位按要求產出了月報，2013年所有單位均按照規范要求編寫了運行月報。

地震事件簡報共計產出156份，其中區域中心對所轄區域或鄰區發生的41次中強地震(以105°E為界，東部M≥4地震，西部M≥5地震)進行資料分析，編寫了地震事件簡報62份，學科中心、國家中心對我國大陸發生的19次中強地震(東部M≥5地震，西部M≥6地震)進行了資料分析研究，編寫地震事件簡報94份 。

數據跟蹤分析簡報共計產出548份。2011～2013年正處于數據分析跟蹤工作及其簡報的編寫試點、試點擴大階段。2011年8～12月，6個區域中心、5個學科中心和國家中心，共計產出了數據跟蹤分析簡報50份；2012年7月開始，區域中心擴大到18個，共計產出220份；2013年產出278份。

專業圖件共計15 775幅，其中按日產出的主要為地磁的D、M、Z、F分量的日變幅、日變形態、日變畸變空間分布圖，占到專業圖件的97.3%；按月產出431幅，主要為地磁F月均值ZIZ空間分布、地磁F滑動平均月均值ZIZ空間分布圖，水溫月變化分布圖，傾斜、應變和重力的潮汐因子空間變化圖以及鉆孔應變月變化空間圖等。專業圖集共計產出26份。

3.2服務情況

目前，前兆臺網產品主要通過數據庫、網站兩種方式對外提供服務。

數據庫服務方式主要采用專業軟件連接各級中心的前兆數據庫直接訪問觀測數據產品，專業軟件包括監測人員常用的數據處理分析軟件—前兆臺網數據處理系統(周克昌等，2011)、預報人員常用的地震分析預報軟件—MAPSIS(陸遠忠等，2002)等。

用于前兆產品服務的網站包括各省級單位數據共享網站、學科中心網站和國家中心網站。其中國家中心網站服務信息最為豐富和全面。服務內容包括了前兆臺網產出的所有產品：原始觀測數據、預處理數據及其均值類產品和專業產品(保密數據除外)。截至2013年12月31日，國家中心網站擁有1 214個注冊用戶，其中包含1個分析預報集體用戶。2011～2013年累計訪問量達到318 480次，數據下載量高達34GB。用戶主要為地震行業分析預報人員，高校及研究機構的科研人員，以及水利、國土資源管理開發人員。

4問題與討論

前兆臺網產出與服務仍然存在不少問題，其中以產品的服務與應用問題較為突出。

4.1觀測數據產品的服務仍處于較低水平

目前，觀測數據產品的共享服務采取了與前兆數據庫中其存儲表類別的方式分類對外提供服務，如數據類型分為原始數據、預處理數據和產品數據，每類數據又按采樣率不同分為分鐘值、小時值、日值等，不了解監測和前兆數據庫結構的用戶很難找到需要的數據；由于臺站改造或儀器更新等原因，同一個測點的歷史觀測數據和當前觀測數據在數據庫中存放在不同表或同一數據表的不同測點上，服務時不能提供銜接服務，給需要較長時間觀測數據的用戶帶來極大的不便；此外觀測數據產品與臺站基礎信息、日志信息、質量監控信息等輔助信息分開服務，也影響了服務的效率。

為了解決以上問題，筆者認為應從數據管理的層面著手，開展當前觀測數據與歷史數據、不同時間尺度觀測數據、觀測數據產品與基礎信息、日志信息、質量監控信息等的融合管理研究，在此基礎上，提高觀測數據產品服務水平，打造一個快捷、便利、高效的觀測數據產品服務共享平臺。

4.2專業圖件產品應用價值不高，專業產品服務范圍亟待拓展

目前，專業圖件以觀測數據淺加工分析產品為主，一些專業圖件物理意義不是很明確，與地震預測預報、科學研究的需求存在一定的差距。 為此，筆者建議，加強對現有專業圖件產品的實用化研究，淘汰無應用價值的產品；加強具有明確物理含義及應用前景的成場產品和深層次數據分析產品的加工模型與應用研究，逐步推出具有實際應用價值的專業圖件產品。

盡管專業圖件產品不盡如人意，但運行月報、運行年報、地震事件簡報、數據跟蹤分析簡報等其他大多數專業產品相對已經成熟，這些產品記錄了臺網監測與運行背景動態，從監測的視角給出了前兆臺網的觀測結果解釋和觀測現象的說明，對觀測數據產品在地震分析預報、科研中應用具有較高的參考價值。

目前，這些專業產品的用戶主要為臺網監測人員，只有少數用戶為地震分析預報人員，原因主要有兩個。一個是缺乏必要的宣傳，這些產品不為外人所熟悉；另外一個原因則是出于安全的考慮，這些產品服務只在行業內網對少數高級用戶開放。

為了改變這種現狀，筆者建議加強產品宣傳與交流，建立專業產品用戶的審核、專業產品使用管理機制，加強服務平臺的安全管理能力，盡快將專業產品的服務范圍拓展至分析預報及其他行業外用戶。

5結語

經過近幾年的工作推進，地震前兆臺網在產出與服務方面取得了較大的進展：(1)一個相對完整的觀測數據產品質量監控體系已經形成，觀測數據產品質量良好；(2)制定了前兆臺網產出產品規范與技術約定，專業產品產出從少到多、到規范化常態化產出；(3)產品管理與服務平臺日趨完善等。

產品產出的最終目的是為了應用服務，只有在應用中才能體現價值，才能不斷完善。產品服務應用中存在的問題應盡快解決，筆者建議將提升產品的服務應用能力作為未來前兆臺網產出與服務的工作重點。

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TheprogressofEarthquakePrecursoryObservationNetworks(EPON)inChinainthequalitycontrolofobservationdataproduct，theoutputofprofessionalproduct，themanagementandserviceplatformconstructionoftheproductetc.inrecentyearsisreviewedandsummarized.Thecurrentmainproducts，themainmanagementandserviceplatformoftheproduct，andthestatusoftherecentoutputsandservicesarealsointroduced.Finally，themainproblemsoftheapplicationandserviceofoutputproductsoftheEPONareanalyzedanddiscussed.

Keywords：EarthquakePrecursoryObservationNetworks；observationaldataproducts；professionalproducts；outputandservice

*收稿日期：2014-12-17. 基金項目：中國地震局地震科技星火計劃項目——區域(天津)地震前兆臺網運行管理方法研究與應用(XH12004)和2013年度國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)——多源觀測數據與滑坡機理模型同化理論與方法(2013CB733205)聯合資助.

中圖分類號：P315.6

文獻標識碼：A

文章編號：1000-0666(2015)02-0313-07

ProgressinProductionandServiceoftheEarthquakePrecursory
ObservationNetworksinChina
LIUChun-guo，LIZheng-yuan，WANGJun，YEQing，LIUGao-chuang，

JIShou-wen，FANJun-yi，ZHOUKe-chang

(ChinaEarthquakeNetworksCenter，Beijing100045，China)

Abstract