震相报告自动下载与服务系统的设计与实现

张秀萍，陈文胜

（中国地震局第二监测中心，西安 710054）

0 引言

震相报告是进行地震活动性分析、地震危险性评价、地下结构成像、构造研究和地震预测的基础资料，记录地震发生后不同地震监测台站的震相到时（多种震相），包含了地震波在地球内部的传播路径，绝大多数的地震学研究都依赖于震相报告数据，如地震定位、走时成像、地球内部结构研究（莫霍面的深度、地壳的厚度、核幔边界的厚度）。

国家地震台网中心统一编目网站拥有丰富的数据资源［1-2］，是各科研单位和台站获取震相报告的主要来源。由于震相数据块中包含大量的数据信息，如台网代码、台站、震相到时、震中距、走时残差等，当按年月下载震相数据时，会重复下载过程，文件数据大、下载耗时，导致网站请求超时甚至崩溃［3］，使得业务人员无法及时有效地获取震相报告。

为了提高数据获取效率，利用数据专家Datist（多源数据融合专家应用软件，简称“数据专家”）软件结合Python编程，通过可视化的节点组合完成数据处理的有形化表达，不需要掌握复杂的编程技术即可实现对海量多源数据的整合、查询以及报告生成等批量化处理过程［4］，方法简单、效率高。

1 功能原理介绍

数据专家Datist平台是长安大学数字油田研究所研发的，服务于大数据时代场景式（Context）数据分析与数据挖掘的软件工具，其特点在于遵循零代码原则，使用者不需要掌握复杂的编程技术，通过排列、组合可视化的功能节点即可实现数据处理过程［5-6］。目前Datist集成了160多个功能节点，内嵌600多个处理函数，极大地缩减了编程工作量。基于Datist的震相报告自动下载与服务系统的原理总框图如图1所示，包括五部分：后台获取震相报告、震相报告数据分析、震相报告数据处理、震相报告数据产出、震相报告FTP上传与邮件推送。

图1 震相报告自动下载与服务系统原理

首先后台获取震相报告通过设计datist流程，结合Python程序访问下载地址得到震相报告文本，并保存到固定目录下。接着对震相报告文本目录分析，目录中有两种文本。一种是非空文本，这种文本是含有数据的震相报告，文件大小一般为Mb量级；另一种是空文本，统一编目系统中并没有按月整理该月份的震相报告，因此下载得到的是空文件。对空文件进行数据处理，然后与非空文件一起转存，得到完整的震相报告产出。

震相报告更新完毕后会通过邮件及时通知用户，用户输入FTP文件共享口令即可下载震相报告，提高了数据安全性，能够更便捷的对外提供数据共享服务。Datist集成了Python、数据劈分、数据筛选、报告生成等功能节点，避免了冗长的代码编写，具体的实现将在第二部分介绍。

2 功能设计与实现

根据图1原理框图，利用数据专家Datist实现震相报告的自动下载和服务系统的业务流程，具体如图2所示。业务流程功能包括后台获取震相报告数据、震相报告文本分析与处理、震相报告文件保存、震相报告FTP上传与邮件推送，下面介绍各功能的设计思路与实现。

图2 震相报告自动下载与服务系统业务流程

2.1 后台获取震相报告数据设计实现

后台获取震相报告数据的功能设计如图3所示，具体功能实现见图2前两行流程。Datist集成了Python节点，首先将登录网站和月震相数据下载的代码放到Python节点中，运行Python节点即可访问下载地址得到震相报告文本。其次对下载地址中的时间参数进行更新替换，通过Datist流程变量实现更新下载地址链接中的时间参数，下载不同时间的震相报告，并将其保存在固定目录下。

图3 后台获取震相报告功能设计示意图

2.2 震相报告文本分析与处理设计实现

震相报告文本分析与处理的功能设计如图4所示，具体功能实现见图2第三行至第八行流程。首先扫描震相报告文件目录，筛选出目录中的空文本。其次提取空文本名称中的月份信息，拼接到震相总条目下载地址中，获取到该月份的震相总条目文本（图2第三、四行流程）。接着对获取到的震相总条目文本的内容进行筛选，过滤经度、纬度、深度、地点等其他信息，保留发震日期和年份等时间戳信息并按月份保存为文本（图2第五行流程）。

图4 震相报告数据分析与处理功能设计示意图

每个文件中记录了当前月份下所有的发震时刻，记录格式为年月日时分，如202101010036，表示2021年1月1日0点36分。将该发震时刻拼接到震相报告下载地址中，获取该时刻下所有台站的震相报告（图2第六行流程）。图2第六行流程中有两个并列的Python节点，第一个放置日期去重和按日期下载震相报告的代码；第二个放置重复日期循环下载震相报告的代码。

2.3 震相报告文件保存功能设计实现

转存的震相报告文本是按照发震时刻保存的独立文件，同一发震时刻会有多个震相报告文件，需要将同一月份下的震相报告文件合并为一个文件。具体功能实现见图2第九行至第十一行，步骤如下：

（1）将震相报告文本头和文本尾分别保存在一个文件中。

（2）选取同一月份下的多个震相报告，筛选删除多个震相报告的文本头和文本尾。

（3）合并文本头文件、处理后的多个震相报告文件、文本尾文件，并按月份保存。

2.4 震相报告FTP上传与邮件推送功能设计实现

震相报告FTP上传与邮件推送具体功能实现见图2最后两行，Datist集成了FTP上传节点和邮件节点，对节点属性进行编辑，即可快速实现震相报告的FTP共享和推送。FTP上传节点属性设置见图5所示，设置步骤如下：

图5 FTP上传节点属性设置窗口

（1）引入“表格数据”节点，设置FTP的上传路径、内容和文件名称。

（2）引入“FTP上传”节点，与表格数据节点连接，选择表格中对应的列项。

（3）在FTP节点属性编辑中，设置FTP的用户名、密码，连通FTP。

3 流程结果

3.1 FTP目录

运行震相报告自动下载与服务系统业务流程，获取震相报告。震相报告获取步骤：

（1）在浏览器中登录FTP服务器，输入用户名和密码。

（2）进入到ftp服务器根目录下，找到要下载的震相报告年份，点击进入。如下载2014年8月的震相报告，点击2014文件夹，进入到2014年的文件夹下，如图6所示。

图6 2014年震相报告目录

（3）点击对应的月份，即可下载该月的震相报告，2014年8月的震相报告如图7所示。

图7 2014年8月的震相报告

3.2 邮件推送消息

运行震相报告自动下载与服务系统业务流程，震相报告下载完成后，邮件提示震相报告更新消息，如图8所示。

图8 邮件推送

4 结语

利用Datist节点流程能够方便快捷地实现自动下载震相报告，极大地提高了震相报告的获取效率，有效地解决了在台网中心服务器端下载数据时，因载荷过多导致下载超时甚至系统崩溃而无法获取数据的情况。此外，二测中心作为国家地震数据灾备中心，目前尚没有地震目录和震相报告数据的备份。通过本系统的设计和实现，探索提供震相数据服务模式，在满足中心相关科研业务人员业务需求的同时，为以后更好地开展地震数据测震服务做准备。