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”測震臺網數字網絡項目的完成，省級地震臺網子臺分布更加密集，臺站的硬件配置逐步完善，臺網運行過程中產生了大量數據資料，并通過網絡實時傳輸到省局數字臺網中心，充分利用先進的計算機技術為核心的現代技術、設備以及開發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據傳輸到臺網中心。“十五”之后隨著臺站的大量增加，地震速報、編目數據的實時上報，以及數據的共享，原來的定位軟件已不適應現在工作的需要，MSDP就是開發出的地震交互分析處理軟件。該軟件利用地震數據庫技術對臺網日常處理的地震波形、定位結果、震相數據進行統一管理，完成中國地震局對測震臺網按規范所要求的大震速報、地震編目和數據編目等功能。產出數據規范、統一，能夠實現地震速報、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，以提高測震臺網地震速報的質量和產出準確優質的地震數據將是本文研究的一個內容。

1　地震交互分析軟件的應用

MSDP軟件的研究開發，解決了測震分析速報、編目、上報、數據共享等一系列大量數據的處理。MSDP地震臺網數據處理軟件，其界面簡潔、操作方便，集成了十分豐富的臺網應用功能，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，也提供了多項數據處理功能。

1.1數據存儲方式

目前，地震數據存儲主要有兩種方式:文件存儲和數據庫存儲。在文件存儲方式中，每個地震數據是以文件名作為標識存放在磁盤中的，數據的管理和應用有很大的局限性,且占用磁盤量大。利用數據庫存儲地震數據，則可以充分利用數據庫強大的數據管理功能，最大限度地發揮地震數據在測震研究中的應用。MSDP支持這兩種地震數據存儲方式，并以Mysql作為存儲地震數據的數據庫。Mysql是最流行的開放源碼、SQL數據庫管理系統之一，被廣泛應用在各種行業中，它占用系統資源少，并且具有較強的穩定性。MSDP調用存儲在Mysql數據庫里的連續波形數據、事件波形數據，并向Mysql數據庫提交地震定位結果。利用數據庫進行地震波形的存儲擁有強大的優勢。首先，如果磁盤空間足夠大，可以存儲連續幾個月甚至幾年的連續波形數據；其次，利用數據庫存儲地震事件波形，可方便數據的管理和維護，便于地震信息的查詢，并能實現地震數據的共享、統一編目，簡化臺網的日常工作。

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。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數據處理功能

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的窄帶記錄。

在該交互系統中，我們可以仿真一些常用的經典地震儀，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數據庫存儲，工作人員可根據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5級報告、上網周報、上網月報。如圖1所示。

圖1　MSDP的編目功能界面

另外，MSDP還提供了統一編目功能，通過消息中間實現了區域臺網與國家臺網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

“統一編目”。或在提交地震事件時在對話框中選擇“統一編目”選項，即可將數據庫里的地震事件提交到國家局統一編目服務器上。主要功能是通過省臺網數據服務器與中國臺網中心的服務器的溝通，通過網絡快速完成地震目錄上傳中國臺網中心數據庫，從而實現全國統一的地震編目。

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，可以根據地震的遠近、臺網所在的地理位置調整走時表，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域走時表等功能。其中地方走時表的數據需要用戶自己配置成各省所用的地方走時表;區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應用，基本能夠滿足臺網日常的工作要求，可是，在使用過程中也發現了MSDP軟件存在的一些問題與不足。

1)目前臺網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，且深度不穩定。

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

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。當進行多臺聯合定位時，如果發現定位結果不符合要求，需要逐個對臺站刪除已經標注的震相信息，以便找出錯誤的標注信息，這就有產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)由于數據波形量大，MSDP在打開連續波形、事件波形時速度很慢，在建立Mysql數據庫時，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在臺網應用以來，我們不斷地對其進行性能測試、震級對比和參數優化。目前，MSDP地震交互分析軟件已經在臺網充分發揮了很大作用。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人員共同努力，不斷地對其進行改進，以便在地震事業中發揮更大的作用。

參考文獻:

［1］翁少林.地震交互分析軟件MSDP－DM和EDAS－IAS的對比分析［J］.中國西部科技，2007(3)：27-28.

［2］胡星星.地震波形數據實時監控軟件的實現［J］.地震地磁觀測與研究，2008，29(1)30-32.

中圖分類號：P315.7