论文部分内容阅读
摘 要 地震台网的监测能力十分重要，在当前备受关注。因影响因素较多，监测能力处于不断变化之中，而如何实现对其变化的动态监测显得尤为关键。在此先简单介绍了地震台网的监测能力，然后主要围绕动态虚拟数字地震台网技术展开了分析。
关键词 地震台网监测；动态监测；分析
中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0143-01
地震是由地壳运动引起，在快速释放能量的过程中产生地震波的一种自然现象，对人类社会危害极大，轻则导致房屋坍塌，道路开裂，严重者可能会引发海啸、毒气泄漏扩散。然而就人类当前技术水平而言，还不能准确地对地震进行预测，也就无法完全避免。在不断研究中，地震台网越来越受重视，这是由各级地震台和地震站共同组成的一个观测网络，实时采集地震信息，以便能够提前发现征兆，并做好防范准备，进而减少因地震带来的损失。
1 关于地震台网的监测能力和动态监测
1.1 监测能力
地震发生前会有很多征兆，精确监测异常征兆可适度避免地震危害，当前主要用一些专业监测仪器进行监测。地震台网监测能力是指对最大监测范围和最小监测范围的控制程度，监测范围是网络能够对震源、震级、发生时间等参数进行精确测定的控制面积，常用来评价一个地震台网的监测能力。影响监测范围的因素有很多，如台网布局、仪器性能、台站噪声、动态监测能力等。
关于台网监测能力的计算，首先要搜集相关资料，然后选择适宜的计算方法，通过对最大幅值、背景噪声幅度、最小可分辨幅度等参数的计算，最终了解台网监测能力。在获取地震参数时，结合定位原理考虑，至少需要有4个台站都能清晰记录下P波和S波，才能达到目标。所以至少要设计4个台站，找出在地图上的投影，然后以震级控制范围为半径、投影点为圆心画圆，则这些台站的交汇区域就是台网控制范围。
1.2 动态监测
按照监测控制范围，可将地震台网分为全球、国家和区域三个等级，运行中由各个台站定时将采集到的数据信息和分析结果发送至预报中心，然后进行综合处理。一般而言，要提高监测能力，需适当的增加台站数量和维护费用，这就需要有足够的资金支持，且要派有专业人员管理。为此有人认为如果监测范围较大，即便微震台网数量密集，也不一定能取得良好效果，并提出了另一种方法：建一个不太密集的永久台网，采用临时站组成的流动台阵，这样部分台网区的台站足够密集，永久台站可对整个地区的一般的地震活动进行监测，而流动的临时台站则负责其细节工作补充。
按照这种方法，永久台网的监测能力和台站密集度有关，随之变化而有所变动。经研究计算，如果有一个无边界台网，而且有统一的仪器放大倍率5万倍，能监测到的最小的S波记录振幅为2 mm。经计算可知，若台网的密度为1台/万km2，就可以检测到Mmin2.0以上的地震；在400 km的范围内，台网密度若是增减1倍，Mmin会增减0.2级左右。若台距在300 km以下，监测能力就会增加1级，要求台网密度增加约64倍。
2 地震台网监测中面临的技术难题
首先，对于当前很多跨地域面积较大的台网而言，需要技术、资金、人力多方面的投入，而在短时间内做好所有工作有很大难度。在系统的硬件软件方面，要保证其能够容纳大量地震波形数据，具备良好的交互地震分析处理能力，并能够实时传输管理。硬件软件项目需要很大一笔投资，经费不足现象日益明显。
其次，在传输地震信号时，地震台多采用无线短波电台传输的方式，但在一些地形起伏较大地区，由于地理条件复杂，交通困难，通讯十分不便，不利于无线短波传输，架设通讯线路或其他线路难度很大。所以，在当前要想建立起加密流动数字地震台，必须合理地解决地震信号传输问题。
由于地震台网是由多个地方台网集中向中心站发送信息，为了取得良好效果，有必要实现彼此间的信息共享，但不管是在技术还是资金上，当前在此方面都还做得不到位，需要进一步努力。
3 关于动态虚拟数字地震台网技术的研究
在国际数据共享中，Liss数据流无疑是一种较为有效的方式，IP技术在当前社会有着广泛应用，而国内的移动通讯事业也蓬勃发展，以TCP协议为基础的数据压缩传输技术在今后的数字地震观测领域势必会成为主流趋势。利用Internet网可以将地震波形数据准确完整的进行传输，实现台站与台网中心的数据自由交互，这是今后的研究重点。
随着科技的进步，网络通讯、计算机、数据交互等技术相继取得新的突破，在地震监测领域广受重视。很多地震台网都在做着不同的探索，例如通过GPRS和CDMA的台站数据传输方式比较稳定且带有补充传输数据的功能，因临时通讯故障或丢包造成的数据漏传可以通过自动化数据补传而保持完整。在今后研究中，Liss数据流方式值得在地震台网监测中推广使用。其关键点在于以下几方面：
一是IP地震数据联网的实现，即在地震带上增设流动观测台站，借助移动通讯的GPRS或CDMA信号将流动观测台站的数据以无线IP形式传输至监控中心。而各地区台网中心准时接收这些地震数据后，对其进行储存、处理，直至最后形成地震目录、地震报告和事件波形库。就现行观测系统而言，从地震带其他台网中根据实际需要选择其周边地震台站和加密的流动地震台站信号，并汇聚到现有的地震台网数据分析处理系统中，组建自己的动态地震台网，以加强监测范围内的监测能力，是当前各地区地震局的分析数据采用的主要模式。
二是组网技术的实现，数字地震台网台站信号通过多路复用器上传至各地区的地震带虚拟台网中心，并从中心下载所需要的周边台网台站和流动加密台站，并通过多路复用器汇集到其他台网中心形成动态加强的地震台网。
4 结束语
为了更好地防止地震发生，减少地震带来的损失，应积极应用现代化技术建立地震台网，提升地震监测能力。随着对其要求的提高，务必要加强对动态监测的重视，并不断完善相关技术。
参考文献
[1]张玲，梁向军，董春丽，张蕙.山西数字地震台网监测能力分析[J].山西地震，2010，22（10）：109-110.
[2]杨建思，黄文辉，徐志强，等.南北地震带强化监测及技术途径——动态虚拟数字地震台网技术[J].地震地磁观测与研究，2009，20（5）：143-144.
[3]任枭.中国地震台网观测系统特性分析与资料应用研究[J]国际地震动态，2014，23（2）：150-152.
作者简介
白洨箐（1971-），女，陕西榆林人，工程师，本科，研究方向：地震监测。
关键词 地震台网监测；动态监测；分析
中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0143-01
地震是由地壳运动引起，在快速释放能量的过程中产生地震波的一种自然现象，对人类社会危害极大，轻则导致房屋坍塌，道路开裂，严重者可能会引发海啸、毒气泄漏扩散。然而就人类当前技术水平而言，还不能准确地对地震进行预测，也就无法完全避免。在不断研究中，地震台网越来越受重视，这是由各级地震台和地震站共同组成的一个观测网络，实时采集地震信息，以便能够提前发现征兆，并做好防范准备，进而减少因地震带来的损失。
1 关于地震台网的监测能力和动态监测
1.1 监测能力
地震发生前会有很多征兆，精确监测异常征兆可适度避免地震危害，当前主要用一些专业监测仪器进行监测。地震台网监测能力是指对最大监测范围和最小监测范围的控制程度，监测范围是网络能够对震源、震级、发生时间等参数进行精确测定的控制面积，常用来评价一个地震台网的监测能力。影响监测范围的因素有很多，如台网布局、仪器性能、台站噪声、动态监测能力等。
关于台网监测能力的计算，首先要搜集相关资料，然后选择适宜的计算方法，通过对最大幅值、背景噪声幅度、最小可分辨幅度等参数的计算，最终了解台网监测能力。在获取地震参数时，结合定位原理考虑，至少需要有4个台站都能清晰记录下P波和S波，才能达到目标。所以至少要设计4个台站，找出在地图上的投影，然后以震级控制范围为半径、投影点为圆心画圆，则这些台站的交汇区域就是台网控制范围。
1.2 动态监测
按照监测控制范围，可将地震台网分为全球、国家和区域三个等级，运行中由各个台站定时将采集到的数据信息和分析结果发送至预报中心，然后进行综合处理。一般而言，要提高监测能力，需适当的增加台站数量和维护费用，这就需要有足够的资金支持，且要派有专业人员管理。为此有人认为如果监测范围较大，即便微震台网数量密集，也不一定能取得良好效果，并提出了另一种方法：建一个不太密集的永久台网，采用临时站组成的流动台阵，这样部分台网区的台站足够密集，永久台站可对整个地区的一般的地震活动进行监测，而流动的临时台站则负责其细节工作补充。
按照这种方法，永久台网的监测能力和台站密集度有关，随之变化而有所变动。经研究计算，如果有一个无边界台网，而且有统一的仪器放大倍率5万倍，能监测到的最小的S波记录振幅为2 mm。经计算可知，若台网的密度为1台/万km2，就可以检测到Mmin2.0以上的地震；在400 km的范围内，台网密度若是增减1倍，Mmin会增减0.2级左右。若台距在300 km以下，监测能力就会增加1级，要求台网密度增加约64倍。
2 地震台网监测中面临的技术难题
首先，对于当前很多跨地域面积较大的台网而言，需要技术、资金、人力多方面的投入，而在短时间内做好所有工作有很大难度。在系统的硬件软件方面，要保证其能够容纳大量地震波形数据，具备良好的交互地震分析处理能力，并能够实时传输管理。硬件软件项目需要很大一笔投资，经费不足现象日益明显。
其次，在传输地震信号时，地震台多采用无线短波电台传输的方式，但在一些地形起伏较大地区，由于地理条件复杂，交通困难，通讯十分不便，不利于无线短波传输，架设通讯线路或其他线路难度很大。所以，在当前要想建立起加密流动数字地震台，必须合理地解决地震信号传输问题。
由于地震台网是由多个地方台网集中向中心站发送信息，为了取得良好效果，有必要实现彼此间的信息共享，但不管是在技术还是资金上，当前在此方面都还做得不到位，需要进一步努力。
3 关于动态虚拟数字地震台网技术的研究
在国际数据共享中，Liss数据流无疑是一种较为有效的方式，IP技术在当前社会有着广泛应用，而国内的移动通讯事业也蓬勃发展，以TCP协议为基础的数据压缩传输技术在今后的数字地震观测领域势必会成为主流趋势。利用Internet网可以将地震波形数据准确完整的进行传输，实现台站与台网中心的数据自由交互，这是今后的研究重点。
随着科技的进步，网络通讯、计算机、数据交互等技术相继取得新的突破，在地震监测领域广受重视。很多地震台网都在做着不同的探索，例如通过GPRS和CDMA的台站数据传输方式比较稳定且带有补充传输数据的功能，因临时通讯故障或丢包造成的数据漏传可以通过自动化数据补传而保持完整。在今后研究中，Liss数据流方式值得在地震台网监测中推广使用。其关键点在于以下几方面：
一是IP地震数据联网的实现，即在地震带上增设流动观测台站，借助移动通讯的GPRS或CDMA信号将流动观测台站的数据以无线IP形式传输至监控中心。而各地区台网中心准时接收这些地震数据后，对其进行储存、处理，直至最后形成地震目录、地震报告和事件波形库。就现行观测系统而言，从地震带其他台网中根据实际需要选择其周边地震台站和加密的流动地震台站信号，并汇聚到现有的地震台网数据分析处理系统中，组建自己的动态地震台网，以加强监测范围内的监测能力，是当前各地区地震局的分析数据采用的主要模式。
二是组网技术的实现，数字地震台网台站信号通过多路复用器上传至各地区的地震带虚拟台网中心，并从中心下载所需要的周边台网台站和流动加密台站，并通过多路复用器汇集到其他台网中心形成动态加强的地震台网。
4 结束语
为了更好地防止地震发生，减少地震带来的损失，应积极应用现代化技术建立地震台网，提升地震监测能力。随着对其要求的提高，务必要加强对动态监测的重视，并不断完善相关技术。
参考文献
[1]张玲，梁向军，董春丽，张蕙.山西数字地震台网监测能力分析[J].山西地震，2010，22（10）：109-110.
[2]杨建思，黄文辉，徐志强，等.南北地震带强化监测及技术途径——动态虚拟数字地震台网技术[J].地震地磁观测与研究，2009，20（5）：143-144.
[3]任枭.中国地震台网观测系统特性分析与资料应用研究[J]国际地震动态，2014，23（2）：150-152.
作者简介
白洨箐（1971-），女，陕西榆林人，工程师，本科，研究方向：地震监测。