台站地震信息记录综合管理系统建设

乔天罡，张 帆，丁 广，刘立波，王铁岩，陈 超

（1.四平地震台，吉林 四平 136000；2.吉林省地震局，吉林 长春 130117）

台站地震信息记录综合管理系统建设

乔天罡1，张 帆2，丁 广2，刘立波1，王铁岩1，陈 超1

（1.四平地震台，吉林 四平 136000；2.吉林省地震局，吉林 长春 130117）

采用开源的Java编程语言和百度地图搜索技术，基于Internet技术的B/S架构（Browser/Server结构），本文设计并实现了台站地震记录信息综合管理系统。该系统提供震源信息输入、快速定位及地震前后各类业务数据的异常分析和总结，并且形成各类专业图件，结合百度地图直观呈现，最终实现了对地震信息的综合分析管理和电子信息化。

地震记录；分析处理；信息化

0 引言

目前台站各类业务数据都有相应的专业软件进行记录和日常处理，没有一个综合对比的平台，各手段历史震例资料存储相对分散，台站业务人员很难把这些震例资料进行汇总和整理，不能综合全方位的对地震进行分析。对于日常的会商工作，都是利用各个专业软件去提取数据，再手动编写会商报告，不能更直观地从多维度来进行业务分析和处理。故针对台站建设一套完备的地震记录信息综合管理系统，每次地震发生后，通过把测震、地电场、地电阻率、水氡、水位、水温、气象三要素等业务数据波形自动抽取集成在一起，进行对比分析研究，结合地质结构和历史地震资料，以现有会商资料为基础数据，形成单台的震例总结报告，通过长期累积总结，为以后的监测预报提供更加直接客观的数据分析记录，从而提高台站的监测预报水平。

1 系统的原理设计

随着Internet技术的兴起，基于C/S结构的软件已经暴露出不足和缺陷。在这种情况下，B/S架构（Browser/Server结构）结构即浏览器和服务器结构应运而生。用户工作界面通过浏览器来实现，形成所谓三层结构，这样就大大简化客户端电脑载荷，降低用户的总体成本。台站地震信息记录综合管理系统就是采用B/S架构三层结构，以基础模块做支撑，核心业务模块为该系统主要业务逻辑处理。系统软件设计原理如图1所示。

系统从内部架构来看主要包括流程、信息和展示三大部分。流程类主要通过前端页面的调取，利用Javascript语言调用后台的流程业务处理，通过流程服务、消息服务等Java工具组件与数据层进行数据交互。信息类主要将流程类处理的交互结果通过MVC模式很好的呈现给客户端。可以说，流程和信息这两大类都是系统的内部架构处理数据的基础部分，也是确保系统运行的基本所在。两大类的整合处理都是自始自终并且相互交互。展现类主要作用是发送命令和显示结果，接收前台发送的请求，在流程类中判断前端请求的流转方向，并将数据在信息类中进行处理。数据层主要作用支持多种数据库的存储，Hibernate、MyBatis是基础服务平台的核心技术，可以轻松实现很好的跨数据库性能。对数据分布式汇总都有很好的兼容性[1]。系统运行所产生的垃圾数据提供内部的回收机制，确保系统稳定性和纯净度，数据的唯一性和准确性。数据的存储则采用跨数据库技术，优化数据的存储算法，针对于数据的存储独立形成存储内核机制，确保数据的唯一性、完整性、准确性、高效性。

2 观测数据应用

前兆异常动态有时是构造过程和地震活动引起的，但也有是观测环境引起的，甚至可能是观测技术系统故障与观测人员操作不当引起的，必须充分理解各手段的观测用途，并对前兆异常现象进行有效的甄别与判断，下面以前郭5.8级震群为例简要说明一下各前兆手段异常现象。

水氡的多年趋势动态，可分为平态型、上升型、下降型与起伏型四种基本形态。

大地电场是由固体地球外部，特别是电离层中的各种电流体系与地球介质相互作用，在地球内部产生的感应场（也称感应电流场），具有区域性同步变化特征；自然电场是由地球介质局部的物理化学条件形成的局部性电场，例如地形的差异、物质成分的不同以及局部电化学作用等，具有局部性的变化特点[2]。我国预报地震的地电场仪，如ZD9A地电场仪是智能化、数字化、自动化的地电场专用测量仪器[3]。该仪器综合了国内外同类仪器的大多数功能，具有灵敏度高、动态范围大、存储容量大、抗干扰能力强等技术性能特点，主要用来测量地电场强度及其时空变化。

我国预报地震的地电阻率台站大多采用四极对称装置、直流供电电源的观测环境[4]。采用这种观测系统，在地表观测到的视电阻率与地下介质真电阻率的物理关系，与采用交流供电电源系统和天然场源的观测系统相比，解释较为简单，是一种较为简便的地电阻率观测方式。此种观测系统自1966年邢台地震后，由物探电法移植于地震预报，经地震系统的地电工作者30多年不断的改进、改善和创新，在观测方法研究和测量仪器研制等方面，均取得了一些突破性进展，目前已形成一套基本满足地震预报监测研究的数字化、智能化的观测系统。

下面以榆树台和丰满台前兆数据为例，简要分析一下异常特征：

榆树台地电阻率从历史上看，年变规律明显，NE和NW测道呈现镜像状态，即NE测道在春季的4月、5月出现波谷，在秋季的9月、10月出现波峰；NW测道在春季的4月、5月出现波峰，在秋季的9月、10月出现波谷，NE、NW两测道地电阻率呈周期性的年变化规律，随雨季地表层电阻率的降低，NE测道地电阻率升高，呈现反季节性干扰变化；NW测道地电阻率随之降低，呈现正常季节性干扰变化。两测道地电阻率之间存在良好的负相关性。

2005年、2006年和2013年两测道变化则打破了这种镜像规律，2005年、2006年以及2013年两测道变化都呈现出同上或同下的变化形态，两测道呈现较高的正相关性，同时两测道长期变化趋势也出现同上同下的趋势，正常年变下，两测道变化趋势相对平缓，几乎没有长期变化趋势。

丰满水氡年变化较清晰，即年初数值达到高点，逐步开始下降，到年中时数值达到低点，之后逐步上升，呈现明显的季节性变化，长趋势变化平稳。从水氡和水位的对比图上看，水氡变化与水位变化存在一定的负相关性，水氡随着水位的上升而下降，随着水位的下降而上升，水氡这种变化与水位变化幅度关联性度较低。

2012年7月份后，丰满水氡出现了明显的非正常变化，年变规律消失，长趋势变化呈现上升形态；水氡正常日变化幅度较小，日变差幅度分布较平均。2012年7月后，水氡的日变化幅度巨大，日变化差幅度呈随机性分布，水氡与水位呈现正相关关系，水位上升水氡上升，水位下降水氡下降，同时水位变化幅度也影响水氡的变化幅度，水氡异常明显。

前兆异常特征在一定程度上反映的是震中区及外围区应力场逐渐加强。前郭5.8级震群后，经吉林省分析预报专家检验，确认共有十几项前兆异常是2013年10月31日开始的前郭震群的明显的异常现象。这些异常数据可以被用来充分对比分析研究，结合地质结构和历史地震资料，以现有会商资料为基础数据，形成震例总结报告，为监测预报提供直观、连续、完整的可靠依据。

3 系统的运行环境

该平台主要采用Java开源主流框架进行整合设计，具有轻量级，敏捷性，耦合性低，扩展性优越，稳定性强等特点[5]。由于Java的跨平台性，一般操作系统都能使用，如Windows、Linux、Unix等操作系统。支持oracle、sqlserver和mysql等主流数据库；兼容IE8+、 Google Chrome、Firefox等众多浏览器。单机版配置标准：内存4G，硬盘100G，CPU速率1.8MHz。

4 应用实例

以2013年11月松原前郭（44.7oN，124.1oE，震源深度8km）M5.8级地震为例演示本系统的操作过程。

4.1地震定位

按照输入窗口提示依次输入发震时刻、震级、震源深度、经纬度，进行震中定位，如图4所示。

图中给出震中定位及其周边的交通路线（绿色标记），为应急指挥和救援提供重要的参考；左上方图件为比例尺，提供16个级别的缩放功能，分别是50m、100m、200m、500m、1km、2km、5km、10km、20km、 25km、50km、100km、200km、500km、1000km、2000km。能够从全球地图版块缩放到具体的街道位置。此外，定位的精度取决于经纬度的精度，经纬度精度越高，定位的精度也就越高；右上方为地图的三种显示类型，即：普通的交通图、卫星图、三维立体图。普通交通图展示的是铁路、公路；卫星图展示的是地质地貌、山川河流；三维立体图展示的是学校、工厂、医院、生命线工程、避难场所等，为地方政府震后决策提供详细的参考依据。

4.2地震记录总结

在地震信息列表中选择相关地震信息，并点击“展示”功能，可以查看地震的详细信息及其相关的所有上传附件信息。该软件分别对地震记录的综合分析总结、地震的相关异常信息进行描述和图例的展示。其中，地震小结从地震信息库中提取，地震相关异常图例从该次地震的前兆信息库中提取。地震相关异常信息由主显示区域和相关的异常图例相册集直观的展现出来便于对照分析。

5 结束语

地震台站是地震观测的基本单元，产出连续可靠完整的高质量的观测数据是台站的首要目标。在获取了观测资料后，如何有效利用和开发这些数据，摆在了基层台站人员面前。台站地震记录信息综合管理系统是把台站现有的各手段观测数据资料，采用软件技术，进行综合对比研究，在会商及监测预报方面初步尝试，系统的完成可以进一步提高工作效率。

该系统预留了自动同步地震数据库接口，而且可以进一步优化。通过地震三要素迅速定位并获取地震区域及周边区域的详细信息。为用户提供详细的地震记录总结信息的展示和管理，综合性评定更加直观。另外，本系统开发过程中按照软件工程流程严格执行，确保软件开发的规范性，并可进行二次开发，以确保系统的有效性和完整性。

[1] Dumbill E，Bornstein N M. Mono.A Developers Notebook[J]. Oreilly Media，2004：50-69.

[2] 钱家栋，杨冬梅，熊仲华，等.地震电磁学理论基础与观测技术[M].第一版.北京:地震出版社，2010：222-239.

[3] 赵家骝,王燕琼，席继楼，等.地震电磁数字观测技术[M].第一版.北京：地震出版社，2002：49-58.

[4] 赵家骝，王燕琼，席继楼，等.地震电磁数字观测技术[M].第一版.北京：地震出版社，2002：1-41.

[5] 刘晓华. J2EE应用开发详解[M]. 北京:电子工业出版社，2004：20-35.

CONSTRUCTION OF SYNTHETIC INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM OF SEISMIC STATION

QIAO Tian-gang1，ZHANG Fan2，DING Guang2，LIU Li-bo1，WANG Tie-yan1，CHEN Chao1

（1. Siping Seismic Station，Jilin Siping 136000，China; 2. Earthquake Administration of Jilin Province, Liaoning Shenyang 110034，China）

act: We used open-source programming language java and Baidu map search technology to design and develop the synthetic information management system of seismic station based on B/S structure (Browser/Server structure). The system includes some functions as follow: epicenter information input, fast locating earthquake and analyzing and summarizing on all kinds of abnormal data before and after earthquake, and all sorts of professional map displayed on Baidu map. Then we actualized synthetic analyzing management on seismic information and its informatization.

ds: earthquake information; analysis and processing; informatization

P315.78

A

10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.04.008

1674-8565（2016）04-0051-05

吉林省地震局合同制科研课题资助（2016006）

2016-07-26

2016-08-21

乔天罡(1990-)，男，吉林省长春市人，2016年毕业于吉林大学，本科，助理工程师，现主要从事地震监测工作。E-mail：306693067@qq.com