在当前科技水平下,对地震的认知仍处于实验观测阶段,对于云南等多震区,只有充分发挥各个测点、各种观测手段的作用,才可能全面认识并有效监测地震,为防震减灾服务(杨玲英等,2012)。
地震地球物理监测数据的准确、可靠,是开展地震预测及相关研究的基础(中国地震局监测预报司,2005)。2016年,笔者发现,利用昆明基准地震台数据库中数据绘制出的昆明台重力整点值曲线图与利用云南区域地球物理台网数据库中数据绘制出的昆明台重力整点值曲线图不同,前者曲线包络光滑,后者出现20多天的掉格。同一台站、同一测项、相同时段的监测数据,仅是存储数据的数据库不同,绘制的曲线结果却存在较大差异,本着科学务实的态度,笔者对此展开详细调查。
1 发现差异笔者发现,使用不同数据库中下载的数据,绘制的昆明基准地震台重力数据曲线不同,为此,使用相同方法检测云南省在网监测的其他测项数据,结果表明,昆明基准地震台(下文简称昆明台)重力数据在不同数据库中的不一致现象非个例事件。笔者以昆明台重力、通海地震台(下文简称通海台)垂直摆倾斜观测数据为例,进行深入、细致的调研分析。
2016年4月在昆明台拷贝2014年重力观测数据绘制曲线,与2个数据库数据曲线对比发现,3条曲线各异,见图 1。查阅2014年昆明台观测日志、工作日志,并结合实际,实地踏勘考察台站周边1.5 km以内观测环境变迁,调查当年是否存在人为干扰事件,结合原始观测数据,逐日检查数据处理情况,认为在台站拷贝的数据准确、可靠。
2016年8月,笔者在通海台进行以下调研工作:①实地踏勘台站周边2.0 km范围内观测环境变化;②逐日查阅台站观测日志,核对每日数据处理情况;③逐日查阅工作日志,了解气象因素对观测结果的影响,核对特殊影响因素处理情况;④借阅当地地震局工作日志、核对特殊气象条件(暴雨、降温…)下记录差异;⑤细致查阅台站重大事项记载,调查人为干扰情况。经过以上调研分析工作,剔除个别处理不当的数据,笔者认为,在通海台拷贝的数据准确、可靠。
同一台站、同一测项、相同时段的监测数据在不同数据库中存在差异,容易使地震预测预报人员产生误判,导致研究结论可能不准确。有必要追根溯源,找出数据存在差异的原因。
2 数字化监测数据传输流程中国地震局“九五”规划建设以后,许多地球物理监测测项实现数字化、网络化。观测人员每天在相对固定时间,通过网络调取监测仪器实时数据进行标准化处理,初步分析、记录相应内容并本地存储,同步到省级区域地球物理台网数据库,由省级区域台网数据库备份至使用者数据库,并同步到中国地震台网中心数据库,工作流程见图 2。
由图 2可见,省内地震预报、科研部门常规从省地震局地球物理监测数据库(后台数据库,文中简称后台库)调取数据,进行地震预测和科学研究,而地球物理监测数据从仪器产出至到达后台库,经由各地震台站(市县地震局)数据处理服务器(数据库),即地震台站(市县地震局)数据库(文中简称台站库),至省级区域地球物理台网数据处理服务器(数据库),即前台数据库(文中简称前台库),到达后台库,同时到达中国地震台网中心数据库。
原则上,省地震局区域地球物理台网数据库(前台库)与使用者数据库(后台库)是同一数据库,但在实际工作中,为了防止使用者过多,影响区域台网日常工作或造成“崩盘”,一般同一库名配备2台设备,类似于前台库与后台库。
全国各省级区域台网地震地球物理监测数据流程模式相似,并均可按前台库和后台库区分。
3 差异原因台站库、前台库、后台库及中国地震台网中心数据库每天手动操作交换数据,并至少4次自动交换同步数据,原则上不会出现数据不同现象,因为各数据库间进行差额同步,若有不同或修改,就会进行交换同步,但在实际工作中,同一监测仪器产出数据在不同数据库中的不同现象屡见不鲜,笔者以昆明台重力观测数据为例,进行了追根溯源的清理排查,发现主要存在以下原因。
(1)数据差异主要出现在反馈修改后阶段,即中国地震局各学科中心审核发现数据需要修改,反馈省地震局区域地球物理台网中心,省地震局区域地球物理台网中心反馈至各地震台站(市县地震局),若地震台站(市县地震局)在要求时限内修改数据,则数据将在规定时限内同步交换至上级数据库,否则容易出现数据不一致。
(2)地震台站(市县地震局)在做周(月)数据跟踪分析、月报、月(年中、年终)会商报告、年报等过程中,发现某些处理失误的数据,更正后未逐级沟通交换数据。
(3)地震台站(市县地震局)数据处理出现误操作,转换以往数据未发现或发现后未更正。
4 解决措施由上述分析可知,各省级区域地球物理台网对本省地球物理监测数据的把控至关重要,要做到对全省各监测点每日收集数据严格把关,及时指出不符合相关要求的数据,督促更正并及时收集再入库,各数据库数据检查频次增加,确保数据一致性,以免影响数据使用。
(1)省级区域前兆台网每日对地球物理场监测数据进行质量把控,及时发现并更正问题。
(2)每周二对上周收集数据进行再收集覆盖。每周一进行数据跟踪分析工作,地震台站(市县地震局)对上周错误数据进行修改,区域地球物理台网在此时间点集覆盖可及时避免数据不一致,避免省地震局区域地球物理台网的工作量太大,再次收集覆盖后也要及时同步交换到后台数据库。
(3)每月5日前,进行一次台站库、前、后台数据库、中国地震台网中心数据库、各学科中心数据库的逐级同步覆盖交换,由省地震局区域地球物理台网进行数据备份。中国地震局各学科中心是每月10日前进行审核检查,15日前后反馈审核结果。采用每月5日前覆盖,既可保证学科中心得到最新数据处理结果,减少反馈修改率,又可及时更正并覆盖上期修改结果,避免因修改造成数据不一致。
通过以上3个把控措施,可以比较全面地堵住数据不一致的漏洞,保障地震地球物理监测数据质量。
5 结束语随着电子技术、通讯网络技术的发展,地震地球物理监测实现数字化、网络化,实时监测、大数据量、快捷的数据传输等,给科研工作者带来便利,但是需要及时核对、监控数据,保障数据在传输、存储过程中的一致性、准确性。若地震地球物理监测数据传输存储环节出现误差,将影响地震观测资料质量,从而可能影响地震预测及相关科学研究。区域地球物理台网是数据传输存储过程中的关键节点,需要高度重视本环节的工作,做到细致、踏实才能保障监测数据的准确。
云南省地震局拥有我国目前最大的区域地球物理台网中心,该台网地震监测仪器众多、数据规模庞大,工作模式、数据流程与全国其他区域地球物理台网相似,出现的问题较有代表性,分析并给出解决方案,供其他台网借鉴,以便于地震地球物理监测工作的开展,为中国防震减灾服务。
杨玲英, 杨配新, 毛先进, 等. 2012. 云南地方地震前兆监测资源的整合[J]. 国际地震动态, (9): 15-17. DOI:10.3969/j.issn.0253-4975.2012.09.005 |
中国地震局监测预报司. 2005. 西南地区强地震短期前兆特征和预测方法研究[M]. 北京: 地震出版社, 40-81.
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