云南分布式地震观测数据库系统的设计与实现

结合云南地震观测数据库建设和云南地震业务系统运行管理模式,在对云南地震观测数据的产生、流程和运用需求充分论述的基础上,按照分布式数据库系统的技术特点和规范,详细设计了分布式地震观测数据库的节点分布构架、数据分布策略、数据分布存储、节点间数据库复制计划,并以省中心节点和红河州节点为例,实现了云南分布式地震观测数据库系统,对分布式数据库系统环境下的应用作了初步探讨,为实现“十五”项目“地震信息服务系统”提出的数据共享目标做出了有益的探索。     

线缆式海底地震观测技术——以浯屿岛海底地震观测台为例

地球科学研究的新型观测平台——线缆式海底地震观测台（网）,是一种基于海底光电复合缆的光电传输技术,将传统的陆地地震观测台站向海区延伸、弥补海区地震观测台站的不足,实现实时、长期连续观测地球内部过程的新技术,目前已成为海洋科学的创新性研究平台,相关的技术方法也有了突飞猛进的进步.2018年,我国研发建设的"福建近海海底地震观测台",在前人探索研究的基础上,突破了线缆式海底地震观测台（网）关键技术,实现数据实时传输功能,具备进入地震行业网的能力.经过超过三个月的试运行检验,证实了系统的稳定性和可靠性.本文详细介绍了福建浯屿岛海底地震台（网）研发的关键技术与建设流程、关键技术环节相关规范和检测结果.地震采集数据结果表明,浯屿岛海底地震观测台实现了数据实时流服务,并可接入中国地震局JOPENS系统,数据实时传输正常,并自动存储实时波形数据;试运行期间以实际99%以上的高运行率,达到了国家测震台网管理规定的优秀标准.研发结果可为我国今后的海底地震观测台（网）建设提供重要参考指标与经验借鉴.     

地震观测仪器的MiniSEED数据格式的实现

为适应地震观测台网的数字化、标准化和数据网络资源共享的要求,研究实现了在地震观测仪器的Linux系统中直接生成MinisEED数据格式,使数据的记录、网络化传输和接收处理更为快捷、准确,适用于地震观测仪器的实时数据交换与存储.     

“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑

“十五”期间中国地震观测系统得到了迅速的发展, 中国地震局地球物理研究所于2007年底完成“中国数字地震观测网络”项目“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统的建设.该数据备份中心可以准实时地接收并存储全国1000多个固定地震台站的信号,具备海量数据校验、数据格式转换、以用户定制方式截取地震事件波形数据和数据网络下载的功能.到目前为止,已累计为国内10多个科研单位开展的70多项研究提供了近70TB海量波形数据的服务,特别在快速开展的汶川特大地震震后相关研究中提供了重要的数据支撑和保障作用.本文介绍了“国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设、汶川特大地震数据服务快速响应、大地震快速响应波形数据自动截取系统建设,以及对地震学及相关科学研究的数据支持情况.     

大数据环境下地震观测数据存储方案研究

大数据技术为处理海量地震观测数据提供了一种新的数据存储与计算模式。为了解决现有基于关系数据库存储方案的读写速度低、用户并发度低和可扩展性差等问题,以地震前兆观测数据为例,在详细分析业务需求的基础上,提出了基于HBase和Open TSDB的地震大数据存储方案,搭建了大数据测试平台,完成了不同存储方案下查询、插入性能实验和并发性实验。实验结果表明,与关系数据库存储方案相比,基于HBase和Open TSDB的存储方案具有很好的可扩展性和并发性,经过优化后的HBase存储方案具有更高的读取和存储性能。     

地震观测网络数据保障策略

在地震监测工作环境中,网络传输和数据有效性保障是观测业务的重要问题,关系到日常业务的开展和数据的准确产出,本文根据地震观测网络特点和数据存储的方式,从网络连通、信号连续性和数据可靠性等方面,探讨了相应的网络保障策略和数据安全防护方案,在实践中起到很好的示范作用。     

地震数据分布式存储系统建设模式与服务效能研究

我国地震监测系统历经了数字化、网络化和自动化的变革。随着地震监测站网规模的不断扩大,作为国家数据中心,中国地震台网中心面临数万地震台站观测数据处理和存储压力。本文基于前期国家地震烈度速报与预警工程、公共安全信息化工程(中国地震局)建设项目等建设经验,总结地震数据分布式存储系统的建设模式,并验证其合理性。同时以历史数据迁移归档业务为例,分析共享存储系统的服务效能,为海量观测数据的高效存储管理、共享数据存储系统建设提供参考。     

新一代中国数字地震台网观测数据的安全备份

本文阐述了新一代中国数字地震台网(NCDSN)产出的地震观测数据如何在中国数字地震台网数据管理中心(CDSN DMC)进行光盘数据的安全备份。对数字地震观测数据的重要性和地震数据备份存储的特殊性;刻录盘的选择,备份数据的容量、速度的选取以及刻录盘的标识、存储等方面进行了论述。     

利用时间序列算法实现测震数据存储服务器磁盘容量预测

天津市地震局通过"九五"、"十五"数字地震观测网络的建设,实现了测震台站数据网络化传输,将波形数据实时存储于AWS数据存储服务器中,用户通过人机交互系统从存储数据中调取波形数据进行分析并提交分析结果。测震系统在日常运行时会对存储服务器端软硬件造成一定程度的负荷,影响系统的整体应用效能。针对这一问题,利用Python时间序列算法实现对AWS数据存储磁盘容量进行预测,判断存储服务器的负载率情况,避免应用系统由于存储容量耗尽造成的系统瘫痪。根据该算法同时可监控台站实时数据量,生成台站数据流量变化曲线,从而成为一种评估台基噪声情况的新方法。     

前言

"新疆数字地震观测网络"建设项目是我国"十五"期间"中国数字地震观测网络"重点工程项目的一部分,由新疆数字前兆台网、数字测震台网、数字强震动台网、乌鲁木齐城市活断层探测与地震危险性评价、地震应急指挥技术系统和地震信息服务系统6个子项目组成.该项目自2002～2003年开始初步设计和勘选,2004～2005年铺开建设,2006年进行仪器安装调试,2007年全面进入试运行和分项验收阶段,从项目立项到通过验收,历时6年,建成了一批高质量的地震观测台站和相关技术系统,部分功能指标优于设计要求,并有所创新.项目的完成,标志着新疆地震观测科学、地震预测研究、抗震救灾指挥和地震信息服务等进入网络化的信息时代,对新疆防震减灾工作的深入和社会可持续发展起到了积极的推动作用.     

河北省地震前兆观测数据备份与恢复

河北省地震前兆数据库服务系统故障率升高,硬盘存储空间不足,特别是地震台站节点无备份数据库,服务器一旦崩溃必然造成地震台站节点数据库中数据丢失。本文通过Oracle数据库EXP与IMP工具提供的导出/导入功能,完成由省地震局数据库到地震台站节点（崩溃）数据库的数据恢复,形成一套定期备份并恢复数据的方案,用于河北省地震前兆观测数据备份与恢复。     

基于大数据架构的地球物理观测数据管理系统

中国地震地球物理观测网络的核心业务软件“十五”地震前兆数据管理系统已运行十多年,随着观测数据量的增长,数据库的读取和统计查询的性能逐渐降低。此外,管理系统存在SQL注入和跨站脚本攻击等漏洞的安全问题,系统架构难以满足业务发展的需求。中国地震台网中心基于分布式组件的大数据架构,使用消息中间件和时序数据库等技术对管理系统进行重构,将原来存储于Oracle数据库中的地球物理观测数据、基础信息、产品数据等按照各自特点在时序数据库中建表,并将历史数据和增量数据都迁移到新的时序数据库,显著提升了系统读写和统计性能、数据的安全性和可用性(多副本技术)。分布式和容器化等技术的引入,增强了系统的高可用性,并可通过横向扩展进一步增加系统的处理能力。     

国家地震烈度速报与预警工程定制软件总体设计

国家地震烈度速报与预警工程现已建设世界上规模最大的、总数超过15000个台站的地震烈度速报与预警观测站网。定制软件是预警工程的核心内容之一,将实现我国地震观测领域数据处理系统的全面升级。本文结合定制软件项目建设目标、业务功能需求等情况,从设计思路、总体架构、分系统功能、部署方式、性能指标和关键技术指标等方面对定制软件总体设计进行介绍。定制软件的总体设计契合预警业务功能需求,使得预警工程具备高稳定性、低延时、高可靠度、高处理性能的数据处理、紧急地震信息服务、数据综合服务和技术支持与保障能力,使地震预警和烈度速报两大功能得到落实,使工程项目的防震减灾效能得到切实体现。     

国家地震应急救援物资综合管理平台建设

针对目前中国地震应急救援物资管理中办法互有差异、系统各有不同,信息化和标准化程度较低,难以统计物资储备的现状,且不易在震后应急救援中对物资进行快速合理地调度等问题,提出数据资源化、业务标准化和服务智能化的解决方案,以此研究并建设面向全国各地震应急救援物资管理单位,统一化的服务于地震应急救援保障与决策的物资信息综合管理平台。该平台已在中国地震应急搜救中心上线,运行结果表明,有效提升了地震应急救援物资综合管理、使用和分析的水平,可解决目前存在的问题,对地震应急救援保障与决策具有重要意义。关键词地震应急;应急救援物资;管理平台     

基于智能终端和互联网的中国地震动参数区划图服务系统

新一代强制性国家标准《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）已于2016年6月1日正式实施,它是保障人民生命财产安全和社会经济可持续发展的重要标准。借助日益普及的移动智能终端和快速发展的互联网技术,我们面向公众服务和行业应用,分别研发了地震动参数区划图APP（Android和iOS版）及B/S架构的数据库管理系统,对新一代区划图所涉及的“四级地震作用”、“土层影响双参数调整”等技术方法进行无纸化、自动化和智能化处理。此外,针对市县基层防震减灾管理工作的特点和需求,为新一代区划图提供了一套实用的信息服务系统。该服务系统在部分市县工作部门进行了推广和试用,取得了良好的效果。     

展望地震监测台网的发展与应用

随着国民经济的快速发展，我国地震监测台网的发展也日新月异，设备性能、技术系统、台网密度正逐步接近发达国家的水平，同时积累了大量的观测数据。如何利用这些监测资源，更好地为经济建设和社会公共安全服务，是值得研究的重要问题。本文认为提取有用的地震前兆信息、提升地震速报能力、扩展烈度速报功能是地震监测台网为地震预报和地震应急服务的重点；整合台网资源，构筑统一标准、多用途的地震监测网络是建设公共安全服务技术平台的前提；工程、海洋、气象、环保等是地震监测资源的主要服务领域。因此，开发监测资源，加强自主创新，构筑技术平台，拓展服务领域是未来地震监测台网为社会和公共安全服务的重要发展方向。     

地震应急微直播信息平台技术及应用

为了提高地震应急信息发布效率,解决传统地震应急信息服务不能满足当前需要的问题,基于地震网站内容管理信息系统,以地震信息数据为基础,根据信息类别和属性对Java easysite平台进行技术开发,设计了地震信息直播、地震参数、震区背景等核心功能模块。通过自动获取地震数据库信息系统,实现了平台各个功能模块信息的快速发布。该应用已被布置在中国地震局网站平台上,实现了地震应急信息平台的智能管理,进一步保证了地震应急信息的发布。     

地震应急微直播信息平台技术及应用

为了提高地震应急信息发布效率,解决传统地震应急信息服务不能满足当前需要的问题,基于地震网站内容管理信息系统,以地震信息数据为基础,根据信息类别和属性对Java easysite平台进行技术开发,设计了地震信息直播、地震参数、震区背景等核心功能模块.通过自动获取地震数据库信息系统,实现了平台各个功能模块信息的快速发布.该应用已被布置在中国地震局网站平台上,实现了地震应急信息平台的智能管理,进一步保证了地震应急信息的发布.