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地震科学数据资源概况

来源:中国地震台网中心    时间:


一、地震科学数据资源状况

       根据国家赋予中国地震局的监测预报、震灾预防和紧急救援等职能,为提高地震监测预报能力,作好防震减灾工作,中国地震局非常重视地震科学数据的采集工作。经过30多年的发展,建成了多学科、多门类的地球学科的基础数据观测网,包括 415个地震观测和强震动观测台站、130多个重力和地壳形变观测台站、330多个地下流体观测台站和140个地磁、地电观测台站,并在首都圈等重点地震监视区建设了较密集的流动水准、GPS、重力、地磁等观测网。“九五”期间中国地震局对观测网的部分测项和台站进行了数字化改造,“十五”期间将继续投入20多亿元进行数字地震观测网络建设。除了日常监测工作外,中国地震局还开展了大量的地球物理探测、地质调查、地震灾害调查、实验工作,组织和参与了一系列国家大型科学研究和工程建设项目,如地学大断面编制、地震区划、大陆强震机理研究、火山与火山灾害监测研究、三峡工程、青藏铁路等工作,累计地球物理探测剖面超过7万公里、活断层调查数千条,并在实施过程中积累了大量的基础数据。

       地震科学数据按照其获取途径可以划分为五大类:

       观测数据。包括:地震、地磁、重力、地形变、地电、地下流体、强震动、现今地壳运动等观测数据。这是地震科学数据中数量最大的一类数据。

       探测数据。包括:人工地震、大地电磁、地震流动台阵等数据。

       调查数据。包括:地震地质、地震灾害、地震现场科考、工程震害、震害预测、地震遥感等数据。

       实验数据。包括:构造物理实验、新构造年代测试、建筑物结构抗震实验、岩土地震工程实验等数据。

       专题数据。这类数据为综合性数据,主要服务于某一重要研究专题、重大工程项目、某一特定区域综合研究等工作目标而建立的。如:地学大断面探测研究、火山监测研究、水库地震监测研究、矿震监测研究、典型大震震害、中国大陆地壳应力环境数据、三峡工程、青藏铁路、建筑物地震安全性评价等方面的数据。

       根据初步统计,到目前为止,上述地震观测、探测、调查、实验和专题等五大类数据总量达数千G,并且每年新增数据超过300G。表1.1~1.5按照以上五个大类分别列出了地震局现有数据资源状况。


表1.1  地震观测类数据资源内容列表  

 
类别 数据名称 数据内容 数据量
(截止2003年底)

地震目录 中国地震目录 1978以来3级以上地震目录 74000余条
国家台网速报地震目录 2001年以来全国5级、全球7级地震目录 近200条
首都圈台网地震目录 2002年以来首都圈3级以上目录 20余条
区域台网地震目录 1978年区域台网3级以上地震目录  
连续波形 国家台网连续波形 2001以来原始记录 每年150G
首都圈台网连续波形 2002年以来原始记录 每年300G
区域台网连续波形 1978年以来区域台网原始记录 每年300G
事件波形 国家台网事件波形 2001以来全国速报对应波形(全国5级、全球7级) 每年30G
首都圈台网事件波形 2002年以来首都圈3级以上地震波形 每年50G
区域台网事件波形 1978年以来区域台网3级以上地震波形 每年50G
中国大地震全球波形记录 1988以来中国6级以上地震事件全球记录的波形数据 3.1G
震相 中国地震台网震相数据 1978年以来3级以上地震的震相数据 1000万条,约500M

重力 定点重力 1980年以来台站观测数据  
流动重力 1980年以来34个区域网11条剖面,约500点每年1?4期   50M  
形变 短水准

1980年以来的台站观测数据

约500M  
定点水准
基线
伸缩仪
金属摆倾斜仪
钻孔倾斜仪
井下竖摆
石英摆倾斜仪
水管倾斜仪(NS)
应力应变 电感地应力 1980年以来的台站观测数据 约100M
悬空分量
振弦地应力
体应变(体积式)
辅助测项-水位
辅助测项-气压

水位 动水位 1980年以来100个台点的观测数据 约10M  
静水位
气压
水温 水温
水化 水氡 1980年以来90个台点的观测数据 15M
水汞
二氧化碳
气体总量
电导率

地电阻率 地电阻率 1980年以来的全国70个地电观测台站数据 约10M  
自然电位 自然电位
大地电场 大地电场
地磁 绝对观测 1980年以来的:1)全国37个地磁观测台的地磁观测报告、绝对地磁观测(核旋)、相对 地磁观测资料;2)100多个流动地磁测点的观测资料。 80M  
相对观测
地磁偏角D
地磁K指数
磁暴数据 磁暴数据 1980以来  
强震动
    1)地震信息;2)台站数据;3)强震动记录数据;4)测点数据;5)仪器数据;6)等震线数据。 2~20G
现今地壳运动
高精度GPS      
重点区域GPS      
地壳运动观测网络      


表1.2  地震探测类数据资源内容列表 

数据名称

数据内容

数据量

深地震测深

约40条剖面/工程的原始数据和地壳上地幔二维速度结构

97年以后均为数字记录

地震深反射

约10条剖面的时间叠加剖面和构造解释

数字记录

大地电磁测深

约20条剖面原始记录

数字记录

密集流动地震台阵

约5次观测工程数据

数字记录,事件数据80M, 原始记录60G


 表1.3  地震调查类数据资源内容列表  

数据名称

数据内容

数据量

活动构造图数据  

空间与属性数据;活动断裂及其滑动速率;活动褶皱及其缩短速率;活动盆地及盆内第四纪以来的沉积厚度及沉积速率;古地震及其重复间隔;大地震地表破裂带及同震位移;块体划分、块体边界、块体运动方向和速率。

约2G

中国地震灾情与救灾数据

40000条记录,包括:发震时间、地点、震级;烈度分布情况;成灾情况及次生灾害情况;人员伤亡与经济损失情况;灾情总体描述;政府的救灾反应及过程;救灾行动概述;灾情影像资料;灾度评估等几十个数据项。随时段不同,数据项有所变化。

500M

中国历史地震目录数据库

历史地震目录。场点烈度和震害资料只有文本资料

约10M

工程震害数据

1)地震信息;2)建筑物震害;3)构筑物震害;4)生命线震害;5)场地震害;6)其它震害。

约10G

城市地震灾害
预测基础数据  

1)工作区地震环境;2)场地影响及地震地质灾害评估;3)建构筑物震害预测;4)生命线工程震害预测;5)次生灾害估计;6)人员伤亡与经济损失估计;7)防震减灾对策。

尚未按规范统一数据库,各城市原有自我格式的数据


  表1.4  科学实验类数据数据资料列表  

数据名称

数据内容

数据量

构造物理数据

实验“地震”(声发射)目录及典型波形,多种构造模型的形变场实验观测数据,高温高压岩石波速测量数据,高温高压岩石流变参数数据。

20~30G。

新构造年代学数据

碳14测年数据,光释光/日释光测年数据,钾氩测年数据,铀系测年数据。

约20M。

结构抗震实验数据

结构(含建、构筑物、生命线工程等)的振动台、现场实验的科学数据,包括:实验背景资料,结构测试(应力、应变)数据,结构破坏资料(图片、录像资料),分析结果数据。

约30G。

土动力实验数据

各类土的静力、动力特性实验结果,包括:土的静力实验数据,动三轴实验数据,共振柱实验数据,其它实验数据。数据部分保存在纸介质上。

约20G。


表1.5  专题数据库数据资料列表  

数据名称

数据内容

数据量

地学大断面

地震局完成的7条地学大断面数据库

约900M

大陆强震机理
与预测专题
基础数据 

青藏高原东北缘、川滇地区地球物理探测资料;川滇地区、青藏块体东北缘、华北地区的GPS和其它形变测量资料;延怀盆地密集台阵近场观测资料,几次重要的地震前后震源区近场观测资料

约100G

大型水库诱发地震监测研究数据

地震监测、地壳形变监测、地下水动态观测

约50G

中国震例

1966-1999 200余次地震;包括:地震基本参数、台站信息、台站观测方法、地震序列、震源机制解、前兆异常、地震前兆相关表、异常统计表、构造背景、历史地震情况。

约100M

地壳应力环境基础数据

1908-2001年期间震源机制解、水压致裂、应力解除、钻孔崩落、断层滑动、连续应力应变数据,5000条

约5000条记录

地震区划与
地震安全性评价基础数据

1000个经国家和省级安全性评定委员会审定项目资料。包括:地震构造、地震活断层资料与数字图件、潜源方案、地震活动性参数资料与数字图件、历史地震资料与等震线数字图件

约200M

火山探测调查
数据

长白山天池、五大莲池、腾冲、琼北等火山的观测、探测、调查数据

约40G

昆仑山口8.1级大地震科学考察

固定GPS观测、流动GPS观测、水准测量、重力测量、地震流动观测、宽频带地震台阵观测、断层通道波观测、地震地质调查、地震灾害调查

约10G


二、地震科学数据应用领域

(1)在地球科学基础理论研究的作用

       地球科学是以观测为基础的科学,地球科学的基础理论研究离不开大量地球观测数据信息。如,地球深部构造、地球动力学、地壳现今运动等研究需要大量的地震地磁、重力和地壳形变数据。著名的地球物理学家古登保说:地震是照亮地球内部的明灯。正是现代地震观测,特别是数字地震观测,使地球物理学家揭示了地球内部构造,地球内部介质的变化。大陆漂移和板块学说的形成与地震、地磁观测是密切结合的。留美地球物理学家宋晓东博士和美国地球物理学家合作,通过对大量的连续观测地震数据的研究,发现地球内核与地球外部自转速度不一样的重要现象,被列为二十世纪地球科学的重大发现之一。因此,地球物理和地球化学的基础数据是人类认识地球和地球形成的重要依据,是地球科学创新和发现的基础,中国科学院和各高等院校的地球系统科学基础研究部门对中国地震局对外开放地球物理与地球化学观测数据抱有极大兴趣。

(2)在国民经济建设和国家重大工程项目决策中得到广泛应用

       我国正处在大规模经济建设时期,地震科学数据对国民经济建设和国家重大工程项目决策具有非常重要的意义。大型工矿企业、核电站、水库、铁路、高速公路建设均应进行地震和地质灾害安全性评估以及相关研究工作。如我国已经确定的长江三峡工程、南水北调、青藏铁路,西气东送等重大建设项目,以及西部大开发中的各项重要设施建设均需要地震危险区划及各种尺度的地震预测结果和多项地球物理观测数据和活动地质构造数据等作为项目立项决策和实施过程中解决有关问题的科学依据。

(3)在生态环境保护中的应用

       地震科学数据在生态环境应用领域极其广泛。地球磁场的变化直接影响人类和生物的生存,如磁暴可以造成通信中断、供水和输油输气管线破坏;GPS数据可以监视地质滑坡和泥石流灾害;连续的地下流体观测数据可以用以监测地球化学环境变化;地震、地磁、重力和地形变、地温、地下气体变化可以作为火山喷发监测的有效手段;大地形变测量结果可作为大中城市监视城市地下水抽取是否合理,城市地面沉降监测的有力手段;跨断层地形变观测是监视断层是否活动的重要手段,也是城市规划的依据之一。因此,众多国家部门如地质、国土资源、气象、测绘、城建、环保、水利等部门将源于中国地震局的地震科学观测数据与信息,用于这些部门的诸多方面的工作之中,取得了良好的应用效果。

(4)在国家安全和国防建设中的作用 

       中国地震局的地球科学数据与信息对于国家安全和国防建设意义重大。地震观测是检测和研究核爆炸的重要手段;地磁和重力及GPS观测数据是导弹精确制导的重要依据;同时,GPS数据还是飞机和舰船导航的重要数据。   



表2.1 地震科学数据的应用领域一览表

数据类别

应用领域

观测数据

地震、地磁、重力、地形变、地电、地下流体、强震动、现今地壳运动等观测数据

地球基础科学:固体地球物理、空间物理、地质构造、地球结构、地球动力学等方面;
其他:国防、航海、航空航天、测绘、地质、气象、供电、通讯、火山灾害预测、国土资源、矿产勘探、城市建设、大型工程建设、环境保护、水资源、环境监测、水利。

探测数据 

人工地震、大地电磁、地震流动台阵

地球基础科学:固体地球物理、空间物理、地质构造、地球结构、地球动力学等方面;
其他:国防、航海、航空航天、测绘、地质、、国土资源、矿产勘探、城市建设、大型工程建设、环境保护。

调查数据

地震地质、地震灾害、现场科考、工程震害、震害预测、地震遥感

国土资源、国防、测绘、航海、气象、城建、地质、救灾、农业、水利、交通、消防、城市建设、生命线工程与大型工程建设、政府决策、基础地球科学研究。

实验数据

构造物理实验、新构造年代测试、建筑物结构抗震实验、岩土地震工程实验

基础地球科学研究、地质构造与减灾、城市建设、生命线工程与大型工程建设。