强地震动观测和数据处理
国家测震台网中心强震动数据处理系统的设计与实现
国家测震台网中心强震动数据处理系统的设计与实现
刘艳琼;邹立晔;房立华;梁姗姗;任枭;张琪;李旭茂;沈玉松;苏柱金
【期刊名称】《中国地震》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】为满足国家测震台网海量强震动观测数据的处理时效性、格式标准化、产品丰富度等需求,开发了兼容多类强震动观测站点且具备数据快速汇集、处理及归档等功能的强震动数据处理系统。
该系统提供地震波形人机交互数据预处理界面,对加速度记录进行预处理,进一步分析预处理后的加速度事件波形数据,计算得到地震动各项参数,包括峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)、峰值位移(PGD)、仪器烈度、持时、傅氏谱、反应谱和三联谱等,可以导出地震元数据、地震记录波形,对各类数据进行归档存储。
该系统具有平台统一性、功能集成性、数据完备性等特点,有效提升了日常数据处理和管理能力,能在地震应急、震害评估和科学研究中发挥实效。
【总页数】11页(P110-120)
【作者】刘艳琼;邹立晔;房立华;梁姗姗;任枭;张琪;李旭茂;沈玉松;苏柱金
【作者单位】中国地震台网中心;中国地震局地球物理研究所;辽宁省地震局;广东省地震局
【正文语种】中文
【中图分类】P315
【相关文献】
1.云南强震动台网中心应用系统的设计与实现
2."国家数字测震台网数据备份中心"技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑
3.国家测震台网中心全国地图数据整合与更新
4.“国家数字测震台网数据备份中心”对青海玉树7.1级地震波形数据支持的快速响应
5.Collectors强震动台网数据处理系统的设计及实现
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地震流动观测数据处理软件的开发与应用
地震流动观测数据处理软件的开发与应用地震流动观测数据处理软件的开发与应用是地震学领域的重要研究方向。
地震是地球内部能量释放的结果，在地震监测和预测中，获取和处理准确的地震数据至关重要。
随着地震技术的进步和测量设备的更新，地震流动观测数据收集到的数据量变得庞大复杂，直接给地震学家带来了巨大的挑战。
为了更好地处理这些大规模和高维度的地震流动观测数据，地震学界逐渐倾向于利用计算机软件进行数据处理和分析。
因此，开发和应用地震流动观测数据处理软件成为地震学领域的热门课题。
地震流动观测数据处理软件的开发需要综合考虑地震观测数据的特点、处理方法和用户需求。
首先，地震观测数据具有高时空分辨率的特点，需要软件具备高效处理大规模数据集的能力。
其次，地震观测数据的处理方法涉及波形识别、振幅测量、相位拾取和震源定位等多个环节，软件应提供全面的数据处理功能和灵活的参数设置。
最后，地震学家对数据处理结果的准确性和可靠性要求很高，软件的开发需要严格的算法验证和结果评估。
为满足地震学家对地震流动观测数据处理软件的需求，已经涌现出一些成熟的软件工具。
其中，SeisGram2K是一个广泛应用的地震波形显示和分析软件，可用于各种地震观测数据的处理和分析。
SeisGram2K具有直观的图形界面和强大的数据处理功能，可以方便地进行地震波形显示、滤波、叠加、振幅测量、相位拾取等操作。
此外，它还支持多种文件格式和数据类型，并提供灵活的参数设置和数据导出功能，满足地震学家的各种需求。
除了SeisGram2K之外，还有其他一些流行的地震流动观测数据处理软件，如SOD与USeis。
SOD是一款基于Java的地震数据处理软件，具有直观的用户界面和强大的功能。
它可以进行地震数据读取、波形显示、滤波、相位拾取、震源定位等操作，支持多种数据格式和不同地震观测网络的数据集成。
USeis则是一款专注于地震波形数据处理和分析的软件，可以进行波形显示、相关分析、频谱分析等操作，同时还提供了一些高级的地震波形处理方法和工具。
2009年姚安6.0级地震强震动应急观测的数据处理及其震害启示
（ 云南省 地震局 ，云南 昆明 ６ ０２ ） ５ ２ ４
摘
要 ：对 ２０ ７ ９１云南姚 安 ６０ 地震应急流动观测 获取 的强余震记 录进行 了处理 和分析 ，包括记 录 的 ０９年 月 ３ ．级
滤波及零漂处理 ， ． 级 、 ． 级 、４６ ５２ ４７ ． 级三次强余 震 的 Ｐ Ａ Ｇ 、Ｐ Ｄ及 Ｐ Ｖ Ｓ Ｇ 、Ｐ Ｖ Ｇ Ｓ 、ＰＤ以及对应 的谱烈度 （，与 Ｓ） 相对持时 （ ） 等的计算及其分析 。结 果表明 ：这些强余震 近场 记录的滤波处理对 高频成份 影响较 大 ，对低频部 分
第２ ６卷第 ４期 ２１ ０ １年 ｌ Ｏ月
灾
害
学
Ｖ０． ６ Ｎｎ 】２ ４
Ｏｅ Ｏ１ Ｌ２ ｌ
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ Ｃ Ｉ ＯＰＨＯＬ Ａ ＡＳｍ ｌ ０ＧＹ
２０ ０ ９年 姚 安 ６ ０级 地 震 强 震 动 应 急 观 测 的 数 据 ． 处 理及 其 震 害启 示
２０ ０ ９年 ７月 ９ １云南 省 姚 安 县 ６ ０级 地 震 发 ３ ．
速 度 高 峰 值 现 象 ，以 及 地 震 动 的 峰 值 、持 时 、频
生后 ，地 震 应 急 人 员 在 震 区迅 速 布 设 了 由 ５台强 震 仪组 成 的强 震 动 流 动 观 测 台阵 ，及 时地 捕 获 了 观测 期 间 震 区 发 生 的 所 有 ≥３ ０余 震 。 截 止 ７ ．
强震流动观测使 用 了美 国 Ｋｎｍ ｔｃ 公 司生 ｉ ｅｉ ｅ ｒｓ 产 的 ５台 Ｋ ２型便 携式 强震动仪 ，该仪 器集记 录
・ 收稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ５—３ １ 基金项 目：中国地震 局公益性 行业 专项“ 宁洱 ６４级地震现场综合考察 ” ． 子项“ 基于强震动记录的烈度复核” ２ ０ ００ １ （ ０ ８ ８６ ） 作者简介 ：李世成（９０一） １６ ，男 ，湖北洪湖人，高级工程师，主要从事地震地质及强震动观测等工作．Ｅ ｍ ｉ：ｌｈ ｈｎ６ １０＠２ ｃ．ｏ － ａ ｉ ｉ ｅｇ８０６ １ｎｃｍ ｌ ｓｃ
地震资料处理流程与方法介绍(2)
动校正前
动校正后
3、水平叠加
九、动校正、切除与叠加
叠加
同一反射点地震记录
叠加剖面
十、 （短波长）剩余静校正
1、为什么要做剩余静校正
由于低速带的速度和厚度在横向上的变化，使野外表层参数测量不准确或无法测 量，故使野外静校正后，爆炸点和接收点的静校正量还残存着或正或负的误差，这个 误差称为“剩余静校正量”。
幅能量分布均匀合理 。 基本假设：近地表不均匀因素对地震记录影响十分复杂，把各种因素同时加以考
虑会使问题变得十分棘手，甚至无法解决。为了使问题简化并满足地表一致性要求， 一般作如下假设：
（1）地表振幅影响因子对整道是一个常数，它是震源强度、表层衰减、检波器 耦合等影响的总和系数。
（2）各振幅因子保持地表一致性原则。即不管波的传播路径如何，同一道集内 所有道将具有同一补偿因子。如：同一炮的所有道将具有同一炮点的补偿因子，同一 检波点所有道将具有同一检波点的补偿因子。
将野外磁带数据转换成处理系统格式，加载到磁盘上； 2、输入数据质量检查： 炮号、道号、波形、道长、采样间隔等等。
二、置道头
道头：每个地震道的开始部分都有一个固定字节长度的空余段，这个空余段用来记录
描述本道各种属性的信息，称之为道头。如第8炮第2道，第126CMP等。
1、观测系统定义
模拟野外，定义一个相对坐标系，将野外的激发点、接收点的实际位置放到这个相 对的坐标系中。 2、置道头
（3）输入数据为经准确的静校正、球面扩散、地层衰减补偿后的记录。 ——可以根据数据的具体情况，在处理的不同阶段多次使用。目前的流程大都使用一 次。
2、地表一致性振幅补偿
五、振幅补偿
各种地震监测方法内容简介
各种地震监测⽅法内容简介附件2 各种监测⽅法内容简介⽬前监测⼿段总体分为两类：测震（地震监测和强震）、前兆（形变、地磁、地电、流体、电磁波等），这⾥介绍潼南拟上的监测项⽬或⼿段。
地震监测和强震监测属于地震已经发⽣后监测地震发⽣的时间、地点、震级、强度等，是⼈们常说的“事后诸葛亮”类型的监测，主要是为了确定地震发⽣的上述⼏要素，为政府抗震救灾和应急救援提供决策依据，否则，不知地震发⽣的⼀切信息，救灾就⽆从谈起。
因此这⼀监测⼿段也是⽬前各国、各地区发展最早、技术最为先进和完善的监测⽅法。
其他的监测⼿段统称为前兆⼿段，主要是通过各种⽅法的监测数据来预测预报地震。
⼀、地震监测、GPS监测地球动⼒学是从地球的整体运动出发，由地球内部和表层的构造运动来探讨其动⼒演化过程，进⽽寻求其驱动机制。
其基本问题是研究地球的变形及其变形机理。
板块构造概念带动了地学的⼀次重⼤⾰命，板间构造和板块运动理论能否成⽴或被⼈接受，均需得到全球板块运动的最新直接测量结果的⽀持。
此外，板块运动的动⼒学机制、板内和板缘运动的复杂性的精细描述等⽅⾯，有待更多测量结果去完善。
中国⼤陆东部受西太平洋洋型板块俯冲、削减的影响，造成了⼀系列与弧后扩张有关的陆缘海伸展和断陷盆地；西部和西南受印度板块与青藏块体陆壳碰撞后的构造效应，形成不同地质构造时期的推覆构造带。
现代地壳运动则以青藏⾼原的快速隆起和沿巨型活动带的⾛滑或逆⾛滑的强烈变动为特征。
据有限的观测，其⽔平运动速率每年⾼达l～4cm，垂直运动速率每年达1cm。
这说明同时存在当代板块构造学说两种最具代表性的边界，即陆-陆壳相碰撞型和洋陆壳俯冲型边界，既具有主要的全球构造意义，⼜具有独特的演化特征。
这⾥的现代地壳运动类型多样，性质复杂，地貌清晰，是全球动⼒学研究中具有重要特殊地位的实验场。
因此，不论从地球动⼒学、板块运动还是青藏⾼原隆起，运⽤⾼精度、⾼时空分辨率、动态实时定量的观测技术，建⽴符合实际的地球动⼒学基础的全国统⼀的观测⽹络，势在必⾏。
强地震动观测和数据处理
分析强地震动对社会经济的影响，为政府和 相关部门制定地震应急响应和灾后重建政策 提供科学依据。
THANKS
感谢观看
跨学科融合
将物理学、数学、计算机科学等多学科理论与方法应用于强地震 动观测技术中，提升观测精度和可靠性。
数据处理与分析方法改进
自动化处理
研发高效、自动化的数据处理软件，减少人工干预，提高处理速 度和准确性。
深度学习与人工智能
利用深度学习、机器学习等技术，改进地震动数据处理中的噪声压 制、信号提取等环节，提升数据处理质量。
地震灾害风险评估与减灾
灾害风险评估
利用强地震动观测数据，对不同地区的地震灾害风险进行评估，确定高风险区域并进行重点关注。
减灾策略制定
基于风险评估结果，制定有效的减灾策略和措施，包括应急预案、疏散路线规划等，降低地震灾害造 成的损失。
地球科学研究与探索
地球科学研究
强地震动观测数据为地球科学研究提供了宝贵的一手资料，有助于深入了解地球内部结 构和动力学过程。
强地震动观测和数 据处理
coቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtents
目录
• 强地震动观测概述 • 强地震动观测技术 • 强地震动数据处理与分析 • 强地震动观测应用与成果 • 强地震动观测与数据处理展望
01
CATALOGUE
强地震动观测概述
观测目的和意义
监测地震活动
强地震动观测是监测地震活动的重要手段，通过观测地震产生的震 动信号，可以了解地震的震源机制、震级和震源深度等信息。
数据处理与分析是强地震动 观测的重要环节，涉及对观 测数据的滤波、去噪、归一 化处理、特征提取和分类识 别等操作，以提取有用的信 息并应用于地震监测、灾害 评估和科学研究等领域。
地震监测数据分析规范
地震监测数据分析规范地震是一种自然灾害，会给人们的生命财产和社会稳定造成严重威胁。
为了有效地预防和减轻地震灾害的影响，地震监测数据的分析起着至关重要的作用。
地震监测数据分析规范的制定和遵守，可以帮助科学家们准确地预测地震发生时间、地震强度等关键参数，为地震灾害应对提供科学依据。
一、数据采集与储存地震监测数据的分析首先需要有可靠的数据基础。
现代地震监测使用的主要工具包括地震仪、地震台网和卫星遥感等技术手段。
数据采集过程中，需要保证设备的准确度和稳定性，并定期进行数据校验和校准。
同时，地震监测数据应当按照规范的格式进行储存，以便后续的数据分析和访问。
二、数据预处理与筛选地震监测数据中蕴含着丰富的信息，但也存在着各种噪音和干扰。
因此，在进行数据分析之前，需要对数据进行预处理和筛选，以排除无关信息。
预处理的过程包括数据去噪、数据插值和异常值排除等操作。
筛选则是根据具体的研究目的，对数据进行时间和空间的筛选，以获取特定的地震事件数据。
三、数据分析方法与技术地震监测数据分析主要依靠不同的方法和技术，其中包括时间序列分析、频率域分析和空间分析等。
时间序列分析可以帮助科学家们探索地震间隔、地震周期等重要参数，以预测未来的地震活动。
而频率域分析则可以揭示地震信号的频率特征，从而更好地理解地震波的传播和损耗。
另外，空间分析可以帮助确定地震发生的空间分布特征，为地震烈度评估提供依据。
四、数据模型与预测借助分析结果和先进的地震学理论，科学家们可以建立地震模型，用于地震活动的预测。
数据模型可以基于历史地震事件和地震监测数据，通过统计学和机器学习方法构建，以预测未来地震活动的概率和强度。
通过与实际观测数据的对比验证，科学家们可以不断改进和优化地震模型，提高预测的准确性和可靠性。
五、数据共享与开放地震监测数据分析的效果和科学价值，不仅仅取决于数据本身的准确性，也与数据的共享和开放有密切关系。
地震监测机构应当制定规范的数据共享政策，并确保地震监测数据的安全性和隐私保护。
地震数据处理与地震预测的可视化分析
地震数据处理与地震预测的可视化分析地震是一种自然现象，是地球内部能量释放的一种形式。
常发生在地球的板块运动活跃区域，发生地震会对人们的生产、生活、环境等带来诸多影响。
针对地震这种自然灾害，科学家们通过大量的实验和数据分析，进行了不懈努力，将地震的数据处理和预测可视化分析，为地震预警提供了强有力的支持。
一、地震数据的处理地震数据处理是对地震数据进行清洗、分析、处理和转换的过程。
地震数据的获取主要有两种形式：一种是观测得到的数据，包括地震仪记录下的地震波形数据和台站测定的震源机制等数据；另一种是模拟数据，通过地震模拟软件对地震模型进行数值模拟而得到的数据。
为了更好地处理地震数据，科学家们研究了很多处理算法。
其中比较常用的算法有：小波变换、时频分析、多重回归分析等。
1.小波变换小波变换是一种信号分析方法，适合于杂乱的非周期信号，如地震波形数据。
该算法可以将信号分解成不同频带和尺度的成份，从而更精确地描述这个信号的性质。
2.时频分析时频分析是一种将时间和频率结合起来分析信号的方法，通常被用于地震波形数据的处理。
时频分析可以将信号在时间和频域上展开，并可用于识别含有特定频率成分的信号。
3.多重回归分析多重回归分析是一种常用的统计学方法，适用于建立数据之间的关系模型。
在地震数据处理中，多重回归分析可用于建立地震波形数据和震源机制等数据之间的关系模型。
二、地震预测的可视化分析地震预测是指通过对地震活动的历史数据、观测数据、地震模拟等数据进行分析和研究，预测未来可能发生的地震活动。
而地震预测的可视化分析则是将这些数据进行处理后，通过图形化界面呈现给用户以灵活的交互方式，从而更直观地展示数据之间的关系和变化规律。
地震预测的可视化分析可以分为两个阶段：一个是数据的预处理和可视化，另一个是可视化交互和分析。
1.数据的预处理和可视化数据的预处理包括数据的清洗、转换和聚合等过程。
首先，对数据进行清洗和转换，使得数据的格式能够被预测模型所识别。
地震行业标准《强震动观测台网运维规范》
地震行业标准《强震动观测台网运维规范》编制说明1 任务来源2013年6月18日，中国地震局下发了《关于印发2013年地震行业标准制修订计划的通知》（中震函〔2013〕113号）。
2 编制背景、目的和意义近年来，我国从汶川、芦山、九寨沟等大地震中吸取了强震动观测经验和教训，取得了强震动台网运行维护对观测数据质量的影响的新认知。
社会和经济需求推动了我国强震动台网建设规模的进一步扩大，除国家和地方政府外，大型国企在核电站、水库大坝、高速铁路、大跨桥梁等重要工程项目中也建设了大量台站，然而，对于大规模台站的运行维护与管理一直缺少科学和规范化的指导，因此，《强震动观测台网运维规范》的颁布，将助力于我国强震动台网的高效运行，服务于我国工程抗震的新突破和地震预警及烈度速报工程的顺利实施。
为了保障强震动台网的高效运行，结合省级和国家级中心运行维护工作的特点，满足强震动台网的运行维护、数据产出以及相关技术和管理要求，面向各级强震动台网运行维护人员编制了本规范。
3 工作简况3.1 本规范主要参加单位（暂定）：中国地震局工程力学研究所、中国地震台网中心、北京工业大学、云南省地震局、中国科学院大学、北京市地震局、四川省地震局、陕西省地震局、新疆维吾尔自治区地震局、甘肃省地震局、广东省地震局、山西省地震局、江苏省地震局。
3.2 本规范主要起草人（暂略）：3.3 主要工作过程从标准编制启动到目前共召开了5次工作会议，多次个别征求意见，第一次会议上编制组提出了“强震动台网运行维护与管理规程”编制计划和编制大纲，并与其他专家进行了充分讨论。
后3次工作会议分别对已完成的规程修改草稿进行了讨论，并提出了规程使用对象分两个层级（省级和国家级），远程检查、数据汇集和原始加速度记录信息报送时间节点，实时和事件传输的仪器采样率参数，震级统一使用M震级，台网监控使用专用软件等修改意见，参见附录。
最后一次工作会议认为总体信息足够反应强震动运维工作，但是，专家对规范架构上有不同意见，一是建议由总则、内容、操作代替原来技术指责、内容、省级中心和国家级中心。
地震勘探中的数据处理与解释方法
地震勘探中的数据处理与解释方法第一章：地震勘探概述地震勘探是通过声波在地下传播的速度和反射规律，对地下结构和岩石性质进行探测的一种方法。
地震勘探包括地震数据采集、处理和解释三个过程，其中数据处理和解释是地震勘探中非常重要的环节。
第二章：数据处理常用方法2.1 数据去噪地震数据中含有各种噪声，如外界自然环境的噪声、仪器噪声、地下某些岩石体的噪声等，这些噪声会干扰地震信号的抑制和地下结构的解释。
因此，在数据处理过程中，首先要进行数据去噪处理。
数据去噪的方法有很多种，主要有基于小波分析的去噪，基于倾斜栈的去噪，基于自适应滤波的去噪等方法。
2.2 数据叠加和校正叠加是地震数据中一种重要的处理方法，将相对位置相同、能量相似的地震记录加权叠加，可以增加地震信号的强度，减小噪声的影响。
数据叠加常用的方法有平均叠加、最大值叠加和根据波形相似度信息的权重叠加等。
在数据叠加过程中，还需要进行时差校正、增益校正和相位旋转等处理，使得数据更加准确。
2.3 见招拆招模型构建见招拆招（CMP）是地震勘探中的一种非常重要的处理方法。
该方法将地震数据中的各个道按照共中心点（所谓中心点是指某个岩层或某个异质性）进行排序，然后构建CMP剖面，可以提高地震勘探的分辨率，更好地揭示地下结构。
CMP模型构建的方法包括共中心点叠加和共中心点校正等。
第三章：数据解释常用方法3.1 走时分析走时是指从地震炮点到地震接收器需要的时间，可以反映地下界面的深度和形态。
走时分析是地震解释的基本方法之一，通过对叠加后的地震记录进行时间-距离图的建立、二次微分、谐波检测等操作，可以识别出各个地下界面的位置和波动规律。
3.2 反演分析反演分析是地震解释的另一种重要方法，其本质是根据地震资料的反射系数、走时等信息反演地下介质的物理参数，如波速、岩性参数、密度等。
反演分析的方法有很多种，包括全波形反演、走时反演、岩性反演等。
3.3 增量分析增量分析是地震解释中的一种有效手段，其主要通过比较年代相近的地震资料，分析地震反射界面、地层三维形态等变化情况，预测地下构造变迁规律和趋势，并有效地指导油气勘探、钻井和采油等工作。
地震数据处理方法
地震数据处理方法预处理预处理主要包括数据解编、格式转换、道编缉、观测系统定义等工作。
一、数据解编目前野外地震数据有两类基本的格式,一类是按照采样时间顺序排列的多路传输记录,称为时序记录；另一类是以地震道为顺序排列的民录,称为道序记录。
解编就是按照野外采集的记录格式将地震数据检测出来,并将时序的野外数据转换为道序数据,然后按照炮和道的顺序将地震记录存放起来。
每一个地震道由道头和数据两部份组成,道头用来存放描述地震道特征的数据,如野外文件号（FFID）记录道号（Channel Number）、CMP号、炮检距（offset）、炮点高程和检波点高程等。
道头是地震数据处理中十分重要的信息,不正确的道头信息会使得某些处理模块产生错误的处理结果。
二、道编辑道编辑是对由于激发、接改或噪声因素产生的不正常的地震道进行处理。
对由于检波器工作不正常造成的瞬变噪声道和单频信号道等进行剔除,对记录极性反转的地震道进行改正对地震记录中的强突发噪声和强振幅野值进行压制等。
道编辑是地震数据噪声压制中的重要环节。
三、野外观测系统定义地震数据处理中的许多工作是基于地震道的炮点坐标、检波点坐,以及根据这些坐标所定义的处理网格进行的。
野外地震数据的道头中记录了每一个地震道的野外文件号（FFID）和道号（Channel Number）,炮点和检波点的坐标信息记录在野外班报中。
观测系统定义就是以野外文件和号和记录道号为索引,赋予每一个地震道正确的炮点坐标、检波点坐标,以及由此计算的中心点坐标和面元序号,并将这些数据记录在地震道头上或观测系统数据库中。
观测系统定义一般由炮点定义、检波点定义和炮点与检波点关系模版定义三部分构成。
观测系统定义是地震数据处理中得要的基础工作。
不同的处理系统,观测系统定义方式不同,总体而言比较繁琐,特别是当野外采集条件复杂,观测系统变化较大,偏离设计位置的炮点、检波点数目较多时,很容易产生错误,因此需要有相应的质量控制手段对观测系统进行检查。
如何进行地震监测数据解读与分析
如何进行地震监测数据解读与分析地震是一种自然灾害，给人们的生活和财产带来了严重威胁。
为了准确地判断地震的规模和趋势，进行地震监测数据的解读与分析至关重要。
本文将从不同角度探讨如何进行地震监测数据的解读与分析。
一、地震监测数据的来源与意义地震监测数据主要来源于地震监测台网，包括地震仪、地震波传感器等设备。
地震监测数据记录了地震的震级、震源深度、震源位置等关键信息，能够帮助我们了解地震活动的特点和规律。
地震监测数据的解读与分析对于评估地震的危害程度和预测地震趋势有着重要意义。
通过对地震监测数据的研究，可以帮助科学家和地震学家预测未来可能发生的地震，并制定相应的应对措施，从而减少地震灾害对人类社会的影响。
二、地震监测数据的解读方法1. 数据质量评估：在进行地震监测数据解读与分析之前，首先需要对数据的质量进行评估。
将地震监测数据与其他观测站点的数据进行对比，排除人为误操作、仪器故障等因素对数据的影响。
2. 震级计算：震级是衡量地震强度的一项重要指标。
通过对地震监测数据的解读与分析，可以计算出地震的震级。
常用的计算方法有：里氏震级、能量释放、体波震级等。
不同的计算方法适用于不同类型的地震，需根据实际情况进行选择。
3. 震源位置确定：地震监测数据还可以帮助确定地震的震源位置。
通过分析地震监测数据中的到时差，结合不同观测站点的数据，可以确定地震的震源位置。
同时，还可以利用地震监测数据中的波形信息，计算地震的震源深度。
4. 时间序列分析：地震监测数据具有一定的时间序列特征。
通过对地震监测数据进行时间序列分析，可以研究地震活动的周期性、趋势以及异常变化等。
常用的时间序列分析方法有：傅里叶变换、小波分析等。
三、地震监测数据的分析应用1. 地震活动预测：根据地震监测数据的分析结果，科学家可以预测地震的可能发生时间、地点和震级范围。
这对于采取相应的防范措施、提前疏散人员具有重要意义。
2. 地震灾害评估：通过对地震监测数据的解读与分析，可以评估地震对人们的生活和财产带来的危害程度。
地震勘探资料处理流程与方法
地震勘探资料处理流程与方法提纲引言一、数据加载二、置道头三、静校正四、叠前噪音压制五、振幅补偿六、叠前反褶积七、动校正、切除与叠加八、剩余静校正九、倾角时差校正(DMO) 与叠前时间偏移十、叠后提高分辨率处理十一、叠后噪音压制引言地震勘探分三个阶段。
地震资料采集、地震资料处理、地震资料解释。
其中地震资料处理是连接野外采集和资料解释的关键环节。
所谓地震资料处理，就是利用数字计算机对野外地震助探所获得的原始资料进行加工、改造，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供直观的、可靠的依据和有关的地质信息。
野外地震资料中包含着有关地下构造和岩性的信息，包这些信息是叠加在于扰背景上且被些外界因素所扭曲，信息之间往往是互相交织的，不宜直接用于地质解释。
因此，需要对野外采集的地震资料进行室内处理。
常规处理流程，数据输入→置道头→静校正→叠前噪音压制→振幅补偿→叠前反褶积→抽cmp道集→速度分析，动校正、初叠加→剩余静校正→DMo或叠前时间前移→叠后褶积→随机噪音衰减→偏移→时变滤波，增益一、数据加载1、数据输入：将野外磁带数据转换成处理系统格式，加载到磁盘上;2、输入数据质量检查:炮号、道号波形、道长、采样间隔等等。
二、置道头●道头: 每个地震道的开始部分都有个固定字节长度的空余段，这个空余段用来记录描述本道各种属性的信息，称之为道头。
如第8炮第2道，第126MP等。
观测系统定义：定义一个相对坐标系，将野外的激发点、按收点的实际位置放到这个相对的坐标系中。
观测系统定义完成后，处理软件中置道头模块，可以根据定义的观测系统，计算出各个需要的道头字的值井放入地震教据的道头中。
当道头置入了内容后，我们任取道都可以从道头中了解到这一道属于哪炮、哪一道? CIP号是多少?炮检距是多少?炮点静校正量、检波点静校正量是多少等。
后续处理的各个模块都是从道头中获取信息，进行8的处里，如抽MP道集，只要将数据道头中cmP号相同的道排在一起就可以了因此道头有错误，后续工作也是错误的。
地震监测方案
地震监测方案1. 介绍地震监测是一项重要的工作，可以帮助我们了解地震的发生和活动情况，提前警示可能发生的地震，并采取相应的措施减少地震造成的损失。
本文档将介绍一套地震监测方案，包括监测设备、数据收集、数据处理和预警系统等内容。
2. 监测设备地震监测设备是地震监测的基础，我们需要选择性能优良、稳定可靠的设备。
一般来说，地震监测设备包括以下几种：•加速度计：用于测量地震波的加速度。
可以选择三轴加速度计以获取全方位的数据。
•位移计：用于测量地表的位移变化。
可以选择水平位移计和垂直位移计，以获得全面的位移信息。
•倾斜计：用于测量地表的倾斜变化。
可以选择水平倾斜计和垂直倾斜计，以获取地表的倾斜角度。
在选择监测设备时，需要考虑设备的性能指标、价格、可靠性以及安装和维护的便捷性。
3. 数据收集地震监测设备会采集到大量的地震数据，我们需要建立一个数据收集系统来接收和存储这些数据。
数据收集系统应具备以下功能：•数据接收：能够接收多个监测设备传输的数据，并确保数据传输的稳定性和可靠性。
•数据存储：能够将接收到的数据进行存储，以便后续的数据处理和分析。
•数据管理：提供数据查询和管理功能，方便用户对数据进行检索和分析。
4. 数据处理地震数据经过收集后，需要进行进一步的处理和分析，以提取有用的信息和特征。
数据处理的主要步骤包括：•数据清洗：对采集到的原始数据进行清洗，去除异常值和噪声。
•数据转换：对清洗后的数据进行转换，如将加速度转换为速度或位移等。
•数据分析：对转换后的数据进行分析，提取地震波的频率、振幅、时域和频域特征等。
•数据可视化：将分析结果通过图表的形式展现出来，便于用户进行观察和理解。
数据处理需要应用一些地震学和信号处理的方法和算法，以提高数据处理的效果和准确性。
5. 预警系统地震预警系统是地震监测的重要组成部分，它可以通过地震数据的分析和处理，提前预测可能发生的地震，并发出预警信息。
预警系统应具备以下功能：•实时监测：能够实时监测地震活动，及时发现地震异常。
地震监测的主要手段及方法
地震监测的主要手段及方法地震监测是指通过一系列手段和方法，对地震的产生、传播和影响进行监测和研究，从而提供地震预警、评估和应对的科学依据。
地震监测的主要手段和方法包括：1.地震台网监测：地震台网是一种由地震仪器、地震台站和数据传输系统组成的网络。
地震台站通过地震仪器记录地震波数据，并通过数据传输系统传送到地震台网数据中心进行处理和分析。
地震台网可以实时监测地震的发生时间、地震波的强度和传播速度等信息，提供及时的地震预警和信息发布。
2.地震仪器监测：地震仪器是用于测量地震波的设备。
常用的地震仪器包括地震震级仪、加速度计、位移计等。
地震仪器可以记录地震波的振幅、频率和传播速度等参数，对地震的发生机制和震源信息进行分析和研究。
3.地磁监测：地磁监测是通过测量地球磁场的变化来监测地震活动。
地震发生时，地震波会引起地磁场的变化，地磁监测可以通过连续地记录地磁场的变化，探测和识别地震前兆信号，提供地震预警和预测。
4.微震监测：微震是指地震能量相对较小、震级低的地震活动。
微震监测是通过专门设计的微震台站和地震仪器，对微震事件进行连续监测和记录。
微震监测可以提供地震活动的时空分布、活动强度和演化过程等信息，对于预测大地震的发生有重要意义。
5.卫星遥感监测：卫星遥感技术可以通过卫星搭载的高分辨率摄影机、红外传感器等设备，对地表的地形、地貌和变形等进行监测。
地震活动会引起地表的变形和地貌的改变，卫星遥感监测可以通过对地表变形的测量和分析，提供地震的影响范围和损失评估等信息。
6.地幔研究：地幔是地球内部的一层高温和高压的岩石层，地震波在地幔内的传播速度和路径会受到地幔物质的密度和熔融状态等因素的影响。
通过对地震波的传播路径和速度的观测和分析，可以研究地幔的物理性质，了解地震的发生机制和震源信息。
7.数据分析和模拟：地震监测的数据需要进行处理、分析和模拟，以提取有用的地震信息。
数据分析和模拟方法包括地震波形分析、地震定位、震源机制解算、地震活动区划和地震危险性评估等。
地震预警系统的运行原理
地震预警系统的运行原理地震预警系统是一种利用传感器网络和地震监测技术来实时检测地震活动的系统，并通过快速的数据处理和分析，向可能受到地震影响的地区发送预警信息。
该系统的运行原理可以分为四个主要步骤：地震检测、数据传输、快速处理和预警发布。
第一步，地震检测。
地震预警系统通常会使用地震传感器网络来监测地震活动。
这些传感器被安装在地下或建筑物中，可以感知地面的振动和变形。
当地震发生时，这些传感器会记录振动数据并发送给数据中心进行处理。
第二步，数据传输。
传感器将记录的地震数据通过无线通信或有线连接发送给数据中心。
数据中心通常位于地震预警系统的总部或相关机构，负责接收、存储和处理传感器发送的数据。
第三步，快速处理。
一旦地震数据到达数据中心，系统会对数据进行快速处理和分析。
这些处理过程包括对地震数据的校正、滤波和特征提取，以识别地震事件的特征。
快速处理是预警系统中最关键的部分，因为它决定了地震预警的准确性和可靠性。
在快速处理过程中，地震数据被与事先建立的地震模型进行对比和匹配。
地震模型是通过历史地震数据和地质构造等信息建立的，包含了不同地震强度下的振动传播规律。
系统会根据传感器的观测结果和地震模型计算地震震级、震源位置以及地震波的传播速度。
第四步，预警发布。
一旦地震参数计算完成，系统会根据这些参数迅速判断地震造成的破坏程度和可能的危险程度，并向可能受到影响的地区发送预警信息。
预警信息可以通过手机短信、广播、电视或其他通讯手段向公众发布。
接收到预警信息的人们可以采取适当的措施，如避震、保护头部等，以减少地震带来的伤害。
关于地震预警系统的运行原理，还有其他一些需要考虑的因素。
首先，传感器的布置和密度是决定地震预警系统能否精确和快速地检测到地震活动的关键。
因此，传感器的分布应根据地质状况和地震历史数据进行优化。
其次，系统应具备快速、准确的数据处理和传输能力，以确保预警信息的及时性。
最后，预警系统的可靠性和稳定性也是非常重要的，应对系统进行定期维护和检修，以确保其正常运行。
地震学中的地震监测和数据处理
地震学中的地震监测和数据处理地震学是一门研究地震现象和地震波传播规律的学科。
地震监测和数据处理是地震学研究的重要基础，它们为预测和防范地震提供了重要依据，并使我们更深入地了解地球内部的结构和性质。
地震监测是指通过在地面和地下设置不同类型的地震台网和地震仪器，可以实时记录和监测地震波的传播情况、地震发生的时间、强度等信息。
这些信息可以提供给地震学家们进行研究，也可以为灾害预警和地震应急救援提供依据。
地震台网是地震监测的主要手段之一。
它由一组以特定位置为基点的地震台站组成，通过观测地震波传播的到时、方向和波形等特征，来精确测定地震的强度和位置。
目前全球各大洲上都建立了相应的地震台网，其中具有代表性的有美国的USGS（美国地质调查局）、中国的CENC（中国地震台网中心）和欧洲的EMSC（欧洲地中海地震中心）等。
除了地震台网，地震仪器也是地震监测的重要手段。
常用的地震仪器包括地震计、地震阵列、地震剖面仪等。
地震计是一种直接测量地震波振幅和频率的仪器，它可以记录地震波将地表振动的大小和方向，从而计算出地震动的参数。
地震阵列是一组安装在地面或井内的地震仪器，它们能够同时记录多个地震波，从而得到更为准确的地震分布和波速结构。
地震剖面仪则可以通过录制垂线或倾斜线方向的地震波，来研究地球内部的结构和物理性质。
地震监测所得的数据需要经过专门的数据处理和分析才能得到有用的信息。
数据处理的大致步骤包括数据采集、数据归档、数据格式转换、数据预处理、数据校正、数据质量控制和数据分析等。
其中，数据预处理是数据处理的关键环节，它主要包括去噪、滤波、去除仪器响应、重采样等步骤，对于提高数据质量和准确性至关重要。
地震数据处理和分析主要涉及的内容包括地震波传播和地震源机制等。
地震波传播是指地震波在地球内部不同介质中的传播规律，它是了解地球内部结构和物理性质的重要手段。
地震源机制则是指描述地震产生的过程和机理，它可以为地震预测和灾害应对提供重要依据。
地震数据处理方法
安徽理工大学一、名词解释〔20分〕1、、地震资料数字处理:就是利用数字电脑对野外地震勘探所获得的原始资料进行加工、改良，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供可靠的依据和有关的地质信息。
2、数字滤波:用电子电脑整理地震勘探资料时，通过褶积的数学处理过程，在时间域内实现对地震信号的滤波作用，称为数字滤波。
〔对离散化后的信号进行的滤波，输入输出都是离散信号〕3、模拟信号：随时间连续变化的信号。
4、数字信号：模拟数据经量化后得到的离散的值。
5、尼奎斯特频率：使离散时间序列x(nΔt)能够确定时间函数x(t)所对应的两倍采样间隔的倒数，即f=1/2Δt.6、采样定理：7、吉卜斯现象：由于频率响应不连续，而时域滤波因子取有限长，造成频率特性曲线倾斜和波动的现象。
8、假频:抽样数据产生的频率上的混淆。
某一频率的输入信号每个周期的抽样数少于两个时，在系统的的输出端就会被看作是另一频率信号的抽样。
抽样频率的一半叫作褶叠频率或尼奎斯特频率fN；大于尼奎斯特频率的频率fN+Y，会被看作小于它的频率fN-Y。
这两个频率fN+Y和fN-Y相互成为假频。
9、伪门：对连续的滤波因子h(t)用时间采样间隔Δt离散采样后得到h (nΔt)。
如果再按h (nΔt)计算出与它相应的滤波器的频率特性，这时在频率特性图形上，除了有同原来的H (ω)对应的'门'外，还会周期性地重复出现许多门，这些门称为伪门。
产生伪门的原因就是由于对h(t)离散采样造成的。
10、地震子波：由于大地滤波作用，使震源发出的尖脉冲经过地层后，变成一个具有一定时间延续的波形w〔t〕。
11、道平衡：指在不同的地震记录道间和同一地震记录道德不同层位中建立振幅平衡，前者称为道间均衡，后者称为道内均衡。
12、几何扩散校正：球面波在传播过程中，由于波前面不断扩大，使振幅随距离呈反比衰减，即Ar=A0/r，是一种几何原因造成的某处能量的减小，与介质无关，叫几何扩散，又叫球面扩散。
地震学基础强地振动及其观测
5.1.3 强震数据处理
对强震观测记录数字化、进行仪器校正、误差校正、常规 分析计算并输出结果等的数据处理过程。
强震仪的分类
强震仪按记录方式分为：
笔记录式强震仪
电流计记录式强震仪
光直记式强震仪
模拟磁带强震仪
数字磁带强震仪
固态存储式数字强震仪
按记录的物理量分为：
强震加速度仪
强震速度仪Leabharlann 强震仪的主要性能指标• ① 灵敏度 以单位加速度（或速度）的记录幅值
表示。不同强震仪的灵敏度含义不同，电流计记 录和光直记式强震仪灵敏度为 mm/g，磁带记录 式和数字式强震仪的灵敏度为V/g；mm为记录信 号的幅值，V为记录信号的电压，g为重力加速度。
水平方向和一个竖直方向的地震动。记录系统由 记录装置、时标系统、传输系统和电源系统等组 成。几乎所有的强震仪都具有自动触发控制功能，
当地震动幅值达到设定的阈值时才开始记录，拾 振器拾取的地震信号通过电路送给电流计（或磁 带、存储器等）记录下来；时间系统为强震仪提 供准确的发震时刻和时间标记。传输系统将地震 动时程数据、时间等有关信息按照设定的方式向 记录处理中心传输。
5.1 强震观测
强震观测是利用强震仪记录地震发生时的地 面运动时间过程及工程结构的地震反应时间过程， 为工程地震学、结构抗震研究和应用提供地震动 与结构反应的观测数据。强震观测是地震工程学 研究的基础，强震观测记录还可应用于烈度速报、 地震预警、震害快速评估、地震应急及结构振动 控制、结构健康诊断等领域。
仪器测量频率范围规定为强震仪幅频特性上、 下限频率下降3dB的带宽。现代强震仪记录地震 动的周期范围至少为0.04~20秒。
• ④ 动态范围 仪器在容许的失真条件下，能记录到的 地震动范围，与量程的含义类似，用分贝（dB）表 示：
地震监测技术
地震监测技术地震是地球内部地壳运动引起的一种自然现象，它经常给我们的生活和财产带来严重破坏。
因此，地震监测技术的发展变得至关重要。
地震监测技术主要包括地震仪器、数据处理与分析以及地震预警系统等方面。
本文将从这三个方面介绍地震监测技术的相关进展和应用。
地震仪器是地震监测技术中的重要组成部分。
地震仪器的主要任务是记录地震的发生和传播过程，提供地震参数的观测数据。
常见的地震仪器有地震仪、加速度计、震级仪等。
地震仪是一种专门用于记录地震波传播过程的仪器。
它能够通过地震波的震源数据，精确地测量地震的发生时间、位置和震级等参数。
加速度计通常用于测量地震的加速度变化，可提供更准确的地震观测数据。
震级仪是用于测量地震强度的仪器，其原理是根据地震波的振幅和频率特征进行计算。
数据处理与分析是地震监测技术中的核心环节。
它主要包括数据获取、数据处理、数据解释和地震预报等过程。
数据获取是指通过地震仪器获取地震观测数据。
数据处理是将原始观测数据进行噪声去除、波形分析和震相识别等处理，提取地震波的特征参数。
地震数据解释是基于数据处理结果，对地震的发生机理和地震活动规律进行解释和研究。
地震预报是指根据地震数据分析和模型建立，通过对地震活动趋势的预测，提前预警可能发生的地震。
地震预警系统是利用地震监测技术提供的地震数据和储备的地震模型建立的一种预警机制。
地震预警系统可以根据地震波的传播速度和震源距离，提前几秒到几十几秒的时间，向地震影响区域发出警报，为民众提供躲避和防护的时间。
地震预警系统的建立需要地震监测技术的高精度和实时性。
地震预警系统的建设需要建立一个完善的地震监测网络，将地震数据实时传输到数据中心，进行快速处理和分析，并及时向用户发布地震预警信息。
近年来，随着科学技术的进步，地震监测技术取得了长足的发展。
地震仪器的观测精度和灵敏度不断提高，数据处理和分析方法也得到了改进和创新。
例如，通过使用性能优良的加速度计、全球定位系统（GPS）和人工智能等先进技术，我们可以更准确地获得地震数据，并及时预测和预警地震，为社会和民众提供更有效的地震防范和救灾措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
12
如果没有强震观测及其所取得的科学资 料，谈不上现代地震工程学的发展
• 地震工程之所以能成为一门定量的科学是和强震 观测的成果分不开的。为地震和工程抗震措施等 相关方面提供定量数据依据。
• 地震中不断发现的新现象促使了新规律的发现， 成为不断推动地震工程研究发展的重要推动力。
• 检验从抗震研究实践中总结出来的认识、理论和 办法是否符合实际，从而加深人们对于地震和抗 震客观规律的认识。
课程内容
• 地震动的观测和数据处理
• 地震动工程特征和地震动衰减
• 人造地震动和地震动数值模拟
• 工程结构地震破坏的基本经验和主要工程对策 • 工程抗震设防标准和设计地震动，工程抗震设计的基本原则和一般
要求 • 工程结构抗震设计方法 1：地震作用、弹性抗震设计谱
• 工程结构抗震设计方法 2：非弹性抗震设计谱
v t u t
t
a
t
u2 t
t 2
t
v t a tdt
0
tt
u t a tdtdt
00
7
地震动观测的意义
• 强震观测可为震后快速评估和抗震救灾服务。利用数 字强震观测网的实时性，在地震发生后可迅速给出各 观测地点的观测结果，进而定量的给出监视地区的地 震活动强度，为及时和有效的组织抗震救灾，乃至建 立大震应急系统提供科学依据。
结构的阻尼比，一般取0.05
n 结构的圆频率
ug t 地面的加速度时程
4
记录的可行性
记 录 位 移 ？
1999.9.21台湾Chi-Chi地 震中一学校
5
2008.5.12汶川地震中丰收水库坝体主震纵向裂缝
6
数学上的思考
当函数用离散的数据点表示时（地震动就是一例）， 微分一般会产生误差放大，而积分则不会产生精度上 的损失
10
地震动观测的意义
• 强震观测资料可为地震学基础研究服务。如用于研究 震源模型、震源参数、发展机理、地震波动传播规律 等、特别是对近断层地面运动和震源破裂过程细节的 研究起着非常重要的作用。
11
Shake map of the 8.0 magnitude earthquake in Sichuan, China on May 12, 2008
acceleration is the most useful way of defining the shaking
of the ground during an earthquake.
3
单自由度结构
ut 2nut n2ut ug t
u t 结构相对地面的位移
• 工程结构抗震设计方法 3：分析方法、抗震理论、抗震验算
地震动观测和数据处理
Ground Motion Observation and Data Processing
教 师：李 爽 hit.lishuang@
2019年11月9日
2
For engineering purposes the time variation of ground
13
地震动观测
一、地震动观测对抗震理论的贡献 二、观测设备 三、地震动观测台站和台阵 四、目前的一些情况
14
一、地震动观测对抗震理论的贡献
（1）为抗震理论进入反应谱阶段提供了必 要数据
-- 在反应谱概念的产生、反应谱的建立、反应谱统 计的相关研究方面起了重要作用。
15
• 静力理论阶段（20世纪10-40年代）
Nathan M. Newmark (1910–1981)
Anestis S. Veletsos 16 (1927– )
• 基于性能的抗震设计理论（20世纪90年代至今）
1994年美国Northridge地震，1995年日本Kobe地 震后，美国学者提出
以变形为控制指标（原来的都是以强度作为控制 ），兼顾多种其他指标（能量、损伤、伤亡、经 济损失，等）
• 烈度：指某一区域内地表和各类建筑物遭受一次地震 影响的强弱程度。一次地震由于地点的不同，会出现 多种不同的烈度。
8
1999.9.21台湾Chi-Chi地震，所绘制的烈度等震
线与加速度等值线大体相一致
9
地震动观测的意义
• 强震观测可为抗震设防服务。强震记录是重大工程、 建构筑物抗震设防的依据。强震数据是确定地震动衰 减规律、震害预测、研究场地的土层反应、进行地震 危险性分析和地震区划的基础。设置于工程结构中的 强震仪取得的强震激励数据可用于分析结构的抗震性 能、对进行结构的健康监测，为工程抗震加固和为类 似的建构筑物的抗震设计提供可参考的科学依据和数 据。
18
二、观测设备
公元132年
19
制造原理？
20
三、地震动观测台站和台阵
•台
站
• 震源机制台阵
• 传播效应台阵
• 局部效应台阵
• 结构反应台阵
• 地震动密集台阵 • 地下地震动台阵 • 区域地震动台阵 • 特殊地震动台阵
21
•台
站
22
台网
• 台网的合理布局：应设置强度高、频度大的地震区
（根据历史和现今的地震活动性和地质构造情况、地震危险 性分析）
17
（2）为研究地震动的特征提供定量数据
-- 定性的认识极其重要，比如抗震中的概念设计。 但是如果缺少量的概念，就很粗糙。只有在定性和定量两 个方面均有一定的认识后，才能对一个问题有较为全面的 把握，才能从经验性的认识上升为科学的解释。
（3）了解结构地震反应、进行结构试验
-- 弹性和非弹性反应谱特征、地震动衰减规律、工 程结构地震反应的定量计算、试验的地震输入。
刚柔之争（刚性还是柔性结构有利于抗震？） 刚性理论代表：佐野利器、武藤青 柔性理论代表：真岛建三郎
• 反应谱理论阶段（20世纪40-80年代）
1941年Biot等提出反应谱 1953年Housner建立反应谱理论 1960年Veletsos和Newmark建立非线性反应谱
Hale Waihona Puke Prof.George W. Housner
• 台阵的设计：实现不同的目的 • 仪器的正确设置：确保仪器的可靠性和精度要求、记
录结果的可用性
• 台网维护管理技术措施：确保仪器参数精度、仪器
正常运行等
23
• 震源机制台阵（活断层影响台阵）
-- 旨在研究震源机制与地震动之间的相互关系。布 设在震源或断层附近。