郭林旺，王　焱，楊世英，郭國(guó)祥，邰垣東

(1.山西省地震局臨汾中心地震臺(tái)，山西　臨汾　041000；2.山西省地震局大同中心地震臺(tái)，山西　大同　037008；

3.山西省地震局太原基準(zhǔn)地震臺(tái)，山西　太原　030025；4.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西　太原　030025)

國(guó)家測(cè)震臺(tái)MSDP單臺(tái)數(shù)據(jù)處理軟件常見(jiàn)故障排除

郭林旺1，4，王焱2，4，楊世英3，4，郭國(guó)祥1，4，邰垣東1，4

(1.山西省地震局臨汾中心地震臺(tái)，山西臨汾041000；2.山西省地震局大同中心地震臺(tái)，山西大同037008；

3.山西省地震局太原基準(zhǔn)地震臺(tái)，山西太原030025；4.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西太原030025)

摘要：從國(guó)家測(cè)震臺(tái)日常觀測(cè)角度出發(fā)，對(duì)MSDP單臺(tái)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)在波形保存、地震定位、報(bào)告產(chǎn)出等方面存在的缺陷或容易出現(xiàn)的不當(dāng)操作加以歸納總結(jié)，給出解決方法或提出注意事項(xiàng)，為測(cè)震單臺(tái)用戶提供參考。

關(guān)鍵詞：國(guó)家測(cè)震臺(tái)；數(shù)據(jù)處理；軟件；故障排除

0引言

數(shù)字地震臺(tái)站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)JOPENS-SeismicMix2.0版本推出后，已在部分國(guó)家測(cè)震臺(tái)站推廣使用，MSDP交互處理系統(tǒng)是該系統(tǒng)中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的軟件處理包，主要用于地震事件截取、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告產(chǎn)出。該軟件功能齊全、操作簡(jiǎn)便、具有較強(qiáng)的實(shí)用性。由于該軟件屬于測(cè)震臺(tái)網(wǎng)處理系統(tǒng)的濃縮簡(jiǎn)化版本，開(kāi)發(fā)人員最初編寫軟件時(shí)側(cè)重于臺(tái)網(wǎng)應(yīng)用，不可避免地與國(guó)家測(cè)震單臺(tái)的需求存在一定的差距，不能完全滿足測(cè)震單臺(tái)用戶的使用。據(jù)初步了解，由于其他原因，軟件開(kāi)發(fā)人員將不再對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。該文將軟件在國(guó)家測(cè)震單臺(tái)使用過(guò)程中存在的缺陷或容易出現(xiàn)的不當(dāng)操作加以歸納總結(jié)，并提出相應(yīng)的解決方法，供測(cè)震單臺(tái)用戶參考。

1波形保存方面

1.1　事件導(dǎo)出不成功

在使用MSDP軟件導(dǎo)出地震波形事件時(shí)，有時(shí)軟件提示“長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)”，導(dǎo)致事件不能正常導(dǎo)出。經(jīng)查，問(wèn)題出現(xiàn)在如圖1波形瀏覽界面的“掃描時(shí)間”長(zhǎng)度選取上。由于“導(dǎo)出窗口”對(duì)話框中的事件“長(zhǎng)度”值即為“掃描時(shí)間”值，而該“長(zhǎng)度”值為灰色顯示又不能修改，當(dāng)“掃描時(shí)間”長(zhǎng)度大于截取波形事件長(zhǎng)度時(shí)，能夠?qū)С龅氖录L(zhǎng)度小于要求導(dǎo)出的長(zhǎng)度，導(dǎo)致導(dǎo)出事件不成功。圖1中，值班員為查看地震事件全貌，將掃描時(shí)間定為3 600 s，而截取波形時(shí)間小于3 600 s。解決辦法為：在波形瀏覽界面將“掃描時(shí)間”修改為不大于截取事件長(zhǎng)度，就可將波形事件導(dǎo)出保存。

圖1　導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件界面Fig.1　Interface of data export

1.2　跨年度連續(xù)波形無(wú)法歸檔

使用MSDP軟件對(duì)每年年底最后1小時(shí)(12月31日23時(shí))和次年初第1小時(shí)(1月1日00時(shí))的波形歸檔時(shí)，無(wú)數(shù)據(jù)(該小時(shí)文件大小僅為12 K)。作斷記統(tǒng)計(jì)時(shí)，各有20分鐘斷記。實(shí)際上，這部分連續(xù)波形已經(jīng)記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，但軟件無(wú)法導(dǎo)出。利用MSDP軟件的其他功能可以對(duì)這部分波形進(jìn)行歸檔。方法是：選擇速度計(jì)數(shù)據(jù)，利用“打開(kāi)時(shí)間段”命令，選取12月31日23時(shí)至01月01日00時(shí)時(shí)間段，點(diǎn)擊“攫取”按鈕，將該時(shí)間段波形顯示在軟件窗口。在波形上隨意標(biāo)注P、S震相，定位后將事件提交到數(shù)據(jù)庫(kù)。(這里需要說(shuō)明的是，不必在意是否有明顯的震相特征和定位結(jié)果的正確性，目的是將該段波形提交到事件波形數(shù)據(jù)庫(kù))。然后打開(kāi)事件庫(kù)，選擇剛才提交的事件，點(diǎn)擊“確定”后打開(kāi)該事件。選取23時(shí)和00時(shí)的數(shù)據(jù)分別導(dǎo)出為seed格式，正確命名后與其他小時(shí)的文件放在同一目錄。這樣，在進(jìn)行斷記統(tǒng)計(jì)時(shí)，數(shù)據(jù)就是完整的[1]。

同樣方法再依次導(dǎo)出同時(shí)段的加速度計(jì)數(shù)據(jù)。歸檔完成后，從事件波形數(shù)據(jù)庫(kù)刪除該事件。

2地震定位方面

2.1　地震不定位

MSDP軟件具有對(duì)近震、遠(yuǎn)震、極遠(yuǎn)震事件的定位功能。有時(shí)，處理人員在標(biāo)注完震相點(diǎn)擊“單臺(tái)定位”后，軟件無(wú)反應(yīng)。此時(shí)，值班員應(yīng)依次排查以下幾種情況。

(1) 參與定位的震相超過(guò)2個(gè)。

與EDAS—IAS等其他地震處理軟件不同，MSDP軟件要求參與地震定位的震相只能是2個(gè)。參與定位的震相權(quán)重設(shè)為“1”，不參與定位的震相需將其權(quán)重設(shè)為“0”。

(2) 走時(shí)表選用錯(cuò)誤。

當(dāng)處理人員利用MSDP軟件分析震中距較大的遠(yuǎn)震時(shí)，地震不定位。MSDP軟件有多個(gè)走時(shí)表供選擇，處理震中距小于10.3°的地震時(shí)，選用“地方走時(shí)表”；震中距為10.3°~40°時(shí)，選用“區(qū)域走時(shí)表”；當(dāng)震中距大于40°時(shí)，應(yīng)選用“Taup”走時(shí)表。軟件默認(rèn)選擇“地方走時(shí)表”和“區(qū)域走時(shí)表”。因此，當(dāng)震中距大于40°時(shí)，應(yīng)在軟件“選項(xiàng)-全局設(shè)置”中設(shè)置“使用Taup”走時(shí)表，就能正常定位(見(jiàn)圖2)。

(3) 深度錯(cuò)誤。

值班員在處理某一近震時(shí)，選擇參與定位的震相為PG、SG，但軟件不定位。經(jīng)仔細(xì)分析，原因是“全局設(shè)置”選項(xiàng)中所設(shè)定的震源深度值較大，且選用的地方走時(shí)表為軟件默認(rèn)的“southChina”走時(shí)表所造成。

MSDP軟件在使用“southChina”走時(shí)表定位近震時(shí)，震源深度不能超過(guò)17 km。如果超過(guò)，應(yīng)選擇“trav”走時(shí)表。

圖2　設(shè)置走時(shí)表界面Fig.2　Interface of travel time table setting

(4) 極遠(yuǎn)震定位選用震相錯(cuò)誤。

極遠(yuǎn)震是指震中距Δ≥105°的地震，震相相對(duì)復(fù)雜。模擬記錄或使用其他軟件定位時(shí)，通常使用PKP和PP這2個(gè)較為突出震相的到時(shí)差確定震中距，計(jì)算定位結(jié)果。但使用MSDP軟件時(shí)，雖選取了這兩個(gè)震相，卻不能正確定位。因此，多數(shù)臺(tái)站利用PP和SS這2個(gè)震相定位，雖然定位結(jié)果與實(shí)際結(jié)果差別不大，但如果SS震相不明顯時(shí)，這種方法就不適用。其實(shí)，只要正確使用定位震相，MSDP軟件是完全可以定位極遠(yuǎn)震的。

處理人員在分析極遠(yuǎn)震時(shí)，往往習(xí)慣使用的是J-B走時(shí)表的震相名稱，而MSDP軟件使用的是IASP91走時(shí)表，這2個(gè)走時(shí)表在極遠(yuǎn)震的初至震相命名方面是不同的。

正確的方法是：用MSDP分析極遠(yuǎn)震時(shí)，平時(shí)按照J(rèn)-B走時(shí)表習(xí)慣標(biāo)注的PKP震相應(yīng)標(biāo)注為PKIKP，用PKIKP和PP組合來(lái)定位。因此，只要正確標(biāo)注震相名稱，無(wú)論SS震相是否清晰可辨，都可以利用PKIKP和PP這2個(gè)突出震相進(jìn)行正確定位。

2.2　定位結(jié)果方位錯(cuò)誤

MSDP單臺(tái)定位時(shí)，定位結(jié)果會(huì)與實(shí)際相差180°，原因是軟件定位時(shí)未計(jì)算方位角造成的，需要人工進(jìn)行干預(yù)。這時(shí)，用戶只需要按住“shift”鍵，用鼠標(biāo)拖動(dòng)選取P波初值前幾秒鐘的數(shù)據(jù)，再右擊偏振分析中的方位角。軟件計(jì)算方位角后，再次定位，結(jié)果就是正確的。如，2014年8月3日16：30云南魯?shù)镸6.6地震(見(jiàn)第40頁(yè)圖3)，初始定位在遼寧省境內(nèi)(見(jiàn)第40頁(yè)圖4)。做方位角處理后，結(jié)果就定在云南昭通市魯?shù)榭h附近，與實(shí)際震中位置相符(見(jiàn)圖4)。

圖3　臨汾臺(tái)記錄云南魯?shù)镸6.6地震波形圖Fig.3　Seismic waveform of Yunnan Ludian M6.6 Earthquake recorded at Linfen Station

圖4　云南魯?shù)镸6.6地震定位結(jié)果對(duì)比圖Fig.4　Comparison of locating results of Yunnan Ludian M6.6 Earthquake

3報(bào)告產(chǎn)出

3.1　錯(cuò)誤分析結(jié)果不能刪除

地震分析中，值班員可能會(huì)誤將一個(gè)錯(cuò)誤分析結(jié)果編入報(bào)告，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，即使在主界面刪除所有震相、刪除事件或者在地震報(bào)告中刪除該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，但下次打開(kāi)報(bào)告后，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)還保存在報(bào)告中，這樣就導(dǎo)致每添加一次報(bào)告就要人工刪除該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和修改地震序號(hào)。這個(gè)錯(cuò)誤與報(bào)告的生成方式有關(guān)，每次生成報(bào)告時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)讀取以前的震相文件而生成報(bào)告。在C:SeismicMixmsdp目錄下，有一個(gè)res和一個(gè)pha文件夾，分別存放震相文件和定位結(jié)果。根據(jù)地震事件文件名找到誤編入res和pha文件夾中的相應(yīng)文件進(jìn)行刪除，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)就不會(huì)再出現(xiàn)在報(bào)告中。

3.2　震相到時(shí)錯(cuò)誤

根據(jù)全國(guó)測(cè)震學(xué)科技術(shù)管理組要求，在編寫單臺(tái)報(bào)告時(shí)，后續(xù)震相到時(shí)要省略小時(shí)，只寫分和秒，如果后續(xù)震相與初至震相跨小時(shí)，則應(yīng)在分上增加60即可。一般情況下，MSDP軟件可以計(jì)算出正確結(jié)果，但有一種情況例外。當(dāng)初至震相為北京時(shí)07時(shí)，而后續(xù)震相出現(xiàn)在08時(shí)的地震，在正確標(biāo)注震相、定位、編入報(bào)告后，發(fā)現(xiàn)后續(xù)震相的到時(shí)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤，有負(fù)數(shù)出現(xiàn)，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤且錯(cuò)位。經(jīng)分析，這是軟件本身的缺陷。由于觀測(cè)報(bào)告采用國(guó)際協(xié)調(diào)時(shí)，北京時(shí)07時(shí)為國(guó)際協(xié)調(diào)時(shí)前1日的23時(shí)，北京時(shí)08時(shí)為國(guó)際協(xié)調(diào)時(shí)當(dāng)日的00時(shí)，這種情況相當(dāng)于震相到時(shí)跨越1天而導(dǎo)致出錯(cuò)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)所有錯(cuò)誤數(shù)據(jù)與正確數(shù)據(jù)存在一定的規(guī)律，即錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的分鐘值加上140就可以得到正確結(jié)果。如，圖5a中S波到時(shí)誤為-7 825.8，XS波到時(shí)誤為-7 711.6，實(shí)際S波到時(shí)應(yīng)為6 225.8，XS波到時(shí)應(yīng)為6 311.6(見(jiàn)圖5b)。在日常處理此類地震時(shí)，需要值班員手工干預(yù)才能得到正確的結(jié)果。

圖5　震相到時(shí)校正前后對(duì)比圖Fig.5　Comparison of arrival times of seismic phases before and after correction

4結(jié)束語(yǔ)

MSDP分析處理軟件基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理，能處理SEED國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)格式波形數(shù)據(jù)，是目前符合中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心要求且旨在全國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)站大力推廣的一款軟件，廣大測(cè)震單臺(tái)用戶應(yīng)充分利用其功能，并在實(shí)際使用中積極參與軟件功能改進(jìn)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使其在測(cè)震臺(tái)站日常工作中發(fā)揮更重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉峰，許玉紅，郅紅奎，等.國(guó)家臺(tái)站軟件系統(tǒng)應(yīng)用[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2013,34(1/2):254-257.

Troubleshooting of MSDP Data Processing Software for Single National Seismic Station

GUO Lin-wang1,4, WANG Yan2,4, YANG Shi-ying3,4, GUO Guo-xiang1,4, TAI Yuan-dong1,4

(1.Linfen Central Seismological Station of Earthquake Administration of Shanxi Province, Linfen, Shanxi 041000, China;2.Datong Central Seismological Station of Earthquake Administration of Shanxi Province, Datong, Shanxi 037008, China;3.Taiyuan Referential Seismological Station of Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030025, China;4.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China)

Abstract:The defects of MSDP data processing software for Single station in aspects of waveform saving, earthquake locating, report outputting are sunnarized from the perspective of daily observation of National Seismic Station. Solutions or suggestions are put forward to providing reference for users.

Key words:National Seismic Station; Data processing; Software; Troubleshooting

作者簡(jiǎn)介：第一郭林旺(1975—)，男，山西省洪洞人。1995年畢業(yè)于防災(zāi)技術(shù)高等專科學(xué)校，工程師。

收稿日期：2015-01-07

中圖分類號(hào)：P315.99

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-6265(2015)02-0038-04