地震監測預報信息化技術探究*

夏波 王軍 任燁

1.上海市地震局 上海 200062；2.上海佘山地球物理國家野外科學觀測研究站 上海 200062

引言

在社會經濟迅速發展背景下，人們的生活質量得到了顯著提升，而地震等自然災害會給人們帶來的生命及財產損失，成為威脅人們生活質量的重要因素，因此愈發成為人們關心的重點。而在諸多災害中又以地震危害最大，加之地震在前期并無明顯預兆，因此更需要合理監測、及時預警，通過提升防控有效性降低地震威脅[1]。在信息化背景下，互聯網技術成為人們生產生活必不可少的組成部分，也為地震監測提供了強大助力。將諸多信息化技術應用于地震監測及預報能夠在很大程度上提升預警效率，在更短時間內發布預警信號。

1 地震監測簡述

1.1 地震監測概念

所謂地震監測就是通過監控多方環境總結信息，詳細掌握和分析各項信息數據的變化繼而推斷是否發生地震的工作。檢測技術不斷發展，相關工作者也在不斷優化監測能力和水平，通過地磁場、重力場以及地電場等的監測提升預警準確性，通過分析獲取的各項數據了解不同時段監測區域發生的地質變化，提升預警效率[2]。以身體檢查作類比，就是通過血壓器、化驗、CT等的應用對人體各指標進行檢測，進而了解人體變化，判斷是否存在病情，地震監測同樣是使用一系列器械工具對多項數據進行檢測了解地質變化。

1.2 地震監測意義

地震監測實施可以幫助相關工作人員準確獲取地震信息數據，了解地震信息變化情況，同時在監測中有效分析和預報所獲監測數據。我國現已經建立起較為系統的地震監測網，同時設計出了大面積與之匹配的流動觀測網，將地震相關信息經監測網點予以收集和總結，后經加強信息網聯合拓寬監測范圍，將所獲得的監測數據傳輸給相關工作者，繼而達到高效收集數據、迅速建立反應機制的目的。通過高質量地震監測能夠科學防控地質災害、降低自然災害威脅、保護居民生存環境、保障人們優質生活。

1.3 地震監測發展歷史

我國對于地震監測的研究自20世紀60年代開始，已經有半個世紀以上的歷史，自1976年唐山大地震后社會各界更是對地震監測投入了更多關注，地質、水利以及機械等各部門紛紛加強聯合，共同參與到地震監測工作中，以期提升監測效率[3]。此外，各大高校也加強了對于地震監測的科學研究，更多學者投入至相關研究工作。在社會多方努力下，地震監測的質量及效率均得到了顯著提升，預警效率提升，且在信息技術發展推動下，相關工作者仍不懈增加預警時間，減少了地震對于人們生命財產安全的威脅，為人們的生產生活提供了安全保障。在數十年發展中，我國地震監測方式經科學家努力已經得到顯著優化并仍不斷向前發展，總結出了多種地震監測方式，同時更新了地震觀測模式。在此觀測模式中，相關工作者可以記錄監測地震波，觀察離子、汞、水流量以及水位等流體以監測地震情況，保證不同地區不同等級的地震監測和預警。

2 地震監測預報工作內容

2.1 制定現場監測方案

在實施監測時必須對現場情況進行實地考察，參考實際情況實施監測，這是因為地震監測時常會出現預測數據與現場監測不符的狀況，因此工作人員需要以實際情況為參照進行數據管理和分析，制定出與實際情況相符的管理方案[4]。制訂出的方案必須要滿足現場監測需求，同時保證內容與流動監測規定一致，且符合監測技術規程，提升監測方案應用價值。在進行方案設計時還要注意優化組織管理工作，將現代化技術更好應用于地震監測中，提升工作質量。

2.2 優化測震臺網

在工作中需要注重優化測震臺網，保證其正常運行，保持運行樣貌，進而提升前兆臺網運行效率。此外還要將設定地震監測范圍作為重要工作內容，以現場實際情況為依托設計監測點位，若情況允許還可將點位作為流動測震參考點。在此過程中同樣需要保證監測設備正常穩定運行，同時是實現設備運行效率的提升，因此提升地震源數據的采集以及分析效率，并以實際情況為依托制定出最為可行的管理工作流程，提升參數分析效率，提高地震監測質量。

2.3 高效處理數據

提升數據處理效率是加強地震監測的關鍵內容，在管理過程中必須保證數據信息的準確及時，在管理過程中高效分析和總結數據，提升信息處理效率，為社會提供更加精準的地震預報，保障民眾生命財產安全。

3 地震監測預報信息化技術應用

3.1 Zig Bee技術的應用

3.1.1 Zig Bee技術優勢。Zig Bee技術在地震監測中應用廣泛，其成本低、功耗小、組網靈活的優勢在地震監測中得到了充分發揮。其使用優勢具體體現在4點[5]：其一，使用Zig Bee技術能夠實現地震應急時數據的野外分布式監控，為觀測人員提供更加全面科學的數據，同時提升數據傳輸及處理效率；其二，因Zig Bee技術成本低、功耗小，因此若在實際場景中無法進行有線通訊則可使用Zig Bee無線通信技術；其三，因為低能耗，且可使用太陽能供電，因此可有效減少雷擊，延長儀器使用壽命；其四，因Zig Bee技術組網靈活，因此可以在保持原有路線的基礎上將新的傳感器接入。

根據以上幾點優勢，在地震監測工作中Zig Bee技術主要應用于以下幾個方面。

3.1.2.1 野外流動地震監測。野外工作時通常使用有線方式進行流動測震臺搭建，但是存在布設線路難度大的問題，且必須有網絡設備參與方可實現多臺儀器組網，這樣不僅會在很大程度上提升設備功耗，且對于長期不間斷監測會產生不利影響[6]。在此狀況下，Zig Bee技術的快速組網、無線通信的特點就得到了極大發揮，可以實現所有地震監測儀器的正常運作，同時提升監測儀器布設效率。

3.1.2.2 無人地震監測臺站。Zig Bee技術低功耗特點突出，在遙測地震臺等無人地震監測臺站中極為適用，此類臺站主要構成要素包括數據采集單元、數據傳輸設備、臺站供電單元以及綜臺避雷單元，適用Zig Bee技術對地震監測儀器進行開發可以實現數據采集和傳輸的一體化，通過這一方法簡化和減少儀器安裝，同時減少功耗，在提升儀器抗干擾力的同時提高儀器工作穩定性[7]。

3.1.2.3 通信線路改造。地震監測臺受外部環境影響較大，有效傳輸建設較為困難，而Zig Bee無線傳輸恰好能夠解決這一難題，減少對于環境的依賴，拓寬監測范圍。

3.1.2.4 前兆傳感器接入。組網靈活是Zig Bee技術最大的優勢之一，將此技術應用于地震監測儀中可以實現前兆傳感器的快速接入，且無須復雜的軟件配置，能夠保留原有路線，操作簡單。

3.2 地震信息網絡的應用

前兆式數據庫系統、分布式網絡綜合數據庫試驗系統以及Apunet等中國地震信息網絡是地震行業使用和傳輸、分享數據的最重要平臺，在地震監測預報中的作用不可替代，傳統地震監測工作無法實現數據的實時傳輸和共享，而自建立起地震信息網絡后這一方式發生了極大變化。地震信息網絡有極強的生命力，其在地震相關行業中起到系統樞紐和動脈的作用，極為關鍵[8]。另外，地震信息網絡同時也是數據信息共享的重要平臺，為各方進行地震研究、預測以及應急預警等工作提供了實施共享信息的數據服務。各方在地震信息網絡平臺中進行數據交換、信息管理、數據搜索、構建行業門戶，極大地推動了地震行業的現代化、信息化。地震信息服務系統的建立可以為地震行業提供視頻、語音、信息等多種服務，而車載現場流動通信網絡系統和全國政務信息通信網絡系統的建立則能夠在地震發生的第一時間實現地震現場、應急指揮部、全國地震信息網絡的及時有效互聯。

4 信息化時代提升地震監測效率的措施

4.1 完善地震監測預報管理

信息技術的快速發展使得大數據技術在地震監測中得到了高效利用，構建了合理工作環境。究其原因，信息技術在地震監測過程中發揮了極強數據監測和總結能力，極大豐富了數據資源[9]。在此工作背景下，工作人員必須要進一步加強地震監測中信息技術的應用，提升工作質量。信息技術的應用改變了地震監測管理方式，且與傳統監測相去甚遠，相關工作者就需要遵照實際情況利用現代化途徑對地震監測預報管理工作予以完善，保證地震監測效率和數據處理能力的提高。

4.2 充分利用信息技術

現代信息技術的充分利用能夠在很大程度上提升地震監測預警效率，工作人員在進行地震監測時就需要創新工作方法，利用信息技術提升監測效率[10]。在實施工作前可以根據實際場景劃分監測區域，分為危險點、監測點，并利用現代化設備展開監測管理，在過程中不斷優化工作流程和方案，實現地震網的優化設計。其中信息技術的重要性不言而喻，工作人員必須重視其關鍵作用，通過提升地震監測效率保障民眾安全。

5 結束語

地震監測對于減少地震造成的民眾生命及財產損失極為關鍵，而在檢測預警工作中將現代信息技術應用其中對于提升工作效率有重要現實意義。在新時代背景下，信息化已經滲透至地震監測預報的各個環節，對于發展理念，管理方式、服務模式等也產生了極大影響。相關工作者必須合理且充分地利用信息化技術，不斷優化工作方法，提升地震監測預警效率，保障民眾生命財產安全。