數字地震儀在地震分析中的應用

■劉萍麗

（新疆呼圖壁縣地震辦公室新疆昌吉831200）

數字地震儀在地震分析中的應用

■劉萍麗

（新疆呼圖壁縣地震辦公室新疆昌吉831200）

近年來，隨著我國數碼科技的發展，數字技術在地震分析工作中也得到了非常重要的應用，催生出了越來越多的數字地震儀，使地震記錄變得數字化。數字地震儀采用了高級數據轉換器技術和磁帶記錄技術，它可以直接獲取一系列地震數字記錄，從而取代傳統地震儀的連續記錄。呼圖壁區域遙測地震臺網自2000年7月中旬起全面展開數字化建設，目前已經取得了較為顯著的成果，本文主要結合呼圖壁區域遙測地震臺網數字化建設的實際情況對數字地震儀在地震分析中的應用進行了探討，希望能夠對我國的地震分析工作帶來一定助益。

數字地震儀地震分析應用

地震儀是一種用于監視地震的發生以及記錄地震的相關參數的儀器，我國自東漢時代起就擁有了第一臺地震儀——張衡所制作的地動儀，同時這也是世界上最早的地震儀。到了近現代，隨著科技的發展，地震儀的種類和功能也越來越多元化，出現了諸如光點記錄地震儀、模擬磁帶記錄地震儀、遙測地震儀、數字地震儀以及全數字遙測地震儀等現代化的地震儀。尤其是數字地震儀的出現和發展，大大簡化了地震分析工作，提高了地震分析業績。以下筆者就結合呼圖壁區域遙測地震臺網數字化建設的實際情況來簡單談一談數字地震儀在地震分析中的應用。

1 呼圖壁區域遙測地震臺網數字化建設現狀

呼圖壁區域遙測地震臺網位于呼圖縣，以往本地震臺網所使用的常規地震儀主要是573型熏煙記錄地震儀，但由于呼圖壁區域遙測地震臺網所處的地理位置比較特殊，因此多年來地震分析評比名次都難以提升。為了改善傳統地震儀的缺陷和不足，進一步提高地震分析業績，呼圖壁區域遙測地震臺網自2000年7月中旬起全面展開數字化建設，歷時四個多月，至11月底基本完成了臺網設備的安裝和調試等工作，自12月15日起進入試運行，12月25日起進入考核運行，直至2001年8月起正式向新疆地震局提出臺網驗收申請，10月驗收通過。2002年1月，呼圖壁區域遙測地震臺網正式使用了數字波形技術進行地震分析工作，后歷經三年多時間的實踐觀測與對比，發現整體工作業績得到了大大提高。目前，呼圖壁區域遙測地震臺網數字化建設已經基本完成，在對數字地震儀的應用過程中克服了網絡建立、地震分析、地震定位、震級計算、數據流程、數據轉儲、數據回放、數據輸入、數據存儲、地震報告編輯以及大震速報等方面的許多技術難題。在相關技術條件的支持下，呼圖壁區域遙測地震臺網的數字地震分析工作得以順利開展，在地震分析評比中的名次也得到了較大的提升。

2 利用數字地震儀開展地震分析工作的優勢

數字地震儀采用了高級數據轉換器技術和磁帶記錄技術，它可以直接獲取一系列地震數字記錄，從而取代傳統地震儀的連續記錄。數字地震儀的頻帶寬度遠大于傳統地震儀，利用數字地震儀可以更大范圍地動態觀測到地震區情況，同時其還更加利于計算機處理，以及可進行數字濾波和仿真標準地震儀，這極大地豐富了地震臺網的地震觀測報告內容，能夠促使地震分析工作邁上一個新的臺階。

3 數字地震儀在地震分析中的應用方法

由于地震的類型較多、發生時間較為隨機、變化較為頻繁以及傳播路徑與介質相互影響，所以很難建立一個令人滿意的數學模型來滿足地震觀測和分析的各種需要，僅采用數字濾波技術很容易丟失許多重要的地震信息。后來，隨著仿真技術的普及和應用，這一問題得到了比較好的解決，其大大提高了地震臺網的地震觀測報告的續至震相數量、精度以及震級數量。在地震分析中應用數字技術，可以給分析人員提供更大的發揮空間。可以說，數字技術的應用使地震臺網的地震分析工作發生了質的變化，而在此背景下，地震分析方法也隨之發生了改變。計算機屏幕上所顯示的字波形與業內常熟悉的12小時一張的模擬記錄有所不同，它可以隨意放大、拉伸、仿真及濾波，作為地震分析人員，必須要充分了解及能夠靈活運用這些方法。目前，呼圖壁區域遙測地震臺網在利用數字地震儀進行地震分析時的具體步驟為：①每次調出1小時數據，以三個臺60秒為一屏查看，然后再調其它四個臺為一組，60秒為單位，并截取地震；②先用LP標注出有后續震相及面波的地震，找P頭時用三分向SP放大成每屏五分鐘，適當調整幅度大小，若發現有P波出現，則處理完P頭再把完整的地震波形設為一屏，找出S波位置并給出理論震相，再根據波形給出各個震相的實際到時；③根據分析需要可仿真各種地震儀以利于識別各種震相。

4 目前數字地震儀在地震分析應用中存在的問題

目前，雖然數字地震儀在地震分析中得到了良好的應用，但其中亦存在著一些問題，主要如下：（1）雖然目前數字地震圖的壓縮、伸拉、放大、縮小等極易實現，但有時把背景噪聲的幅度放大會造成判斷失誤，加之目前對數字波形的熟悉程度尚有不足，相關經驗較淺，所以分析精度不高；（2）數字地震儀的震級普遍比模擬記錄圖的震級低，這可能是其中三種體波震級測量誤差帶來的，再者模擬記錄與數字記錄測量的震相有時不是同一到時；（3）在處理軟件方面，目前所使用的后臺人機交互處理分析軟件的仿真功能實用性較差，仿真后震級往往偏大，遠震定位時經常死機；（4）在日常工作中對臺網實時處理的地震和局編目處理的地震進行對比檢查發現，實時處理軟件自動處理的地震震中位置與實際的地震位置有些偏差，尤其是網外遠震對于第一震相震級上偏差很大，而后續震相偏差則較小，原因可能與臺網所有走時模型不同、臺網建成初期各個子臺的部分參數未及時修改、人員分析水平面參差不齊以及量取資料的誤差等因素有關。

5 結語

呼圖壁區域遙測地震臺網經過數字化建設后，地震分析業績得到了大大提高，利用數字地震儀改善了以往工作中的許多不足；但隨著實踐的深入，亦發現了許多問題，對此未來還需進一步加強對這方面的研究，盡快解決其中的問題。

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P315[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-411-1