大数据技术在海量测震数据中的研究应用

对目前主要的大数据技术进行探讨,并对大数据计算方法在测震数据中应用进行分析,设计了基于大数据技术的测震数据存储模型以及基于海量数据运行率管理的计算模型,编写了分别基于单机多线程和大数据环境的程序,并进行对比实验。结果表明:采用基于大数据技术的分布式管理和计算架构,可以较好地解决海量测震数据的管理困难、共享服务和科研计算方面的性能瓶颈。     

科学计算子系统

1 引言 科学计算系统是山西地震综合数据处理系统的一个子系统,也是地震数据处理及应用的主要部分。由于地震观测数据处理的工作量非常大、加之地震前兆异常的复杂性和干扰因素排除的重要性,这就需要我们应用各种各样的数学模型、方法等计算程序对观测数据进行加工处理,以获取地震预报需要的信息。科学计算子系统就是为满足这一要求而研建的。2 系统功能 本系统收集了目前地震界广泛采用的测震与前兆分析处理的大部分方法,应用编译BASIC、TRUEUBASIC及FORTRAN等高级语言编制和开发了相应的程序。概括地说,主要分为以下几个部分:地震定位、地震     

面向对象的动力有限元实时分析程序开发

根据时程动力有限元方法的解题过程和特点，按照面向对象的程序设计方法，采用C 程序设计语言，抽象和定义了有限元程序类，开发了面向对象的动力有限元实时分析程序。详细介绍了在VC 中如何建立矢量图形系统，并给出程序中的基本图形元素类。采用多线程的程序设计方法，所开发的程序可以跟踪、实时了解动力计算的中间结果，并进行干预，最后可以对结构的整个动力分析过程进行动态模拟。最后给出有限元程序类的调用层次关系和一个程序实例。     

基于Aki模型的近震S波尾波Q值求解及分析软件研制

介绍了基于Aki单次散射模型,在Matlab平台下开发研制近震S波尾波Q值的求解及分析软件的相关思路及数据实现、资料处理过程、窗口化程序软件模块的功能及使用方法,定量计算并分析了噪声水平、滤声器性能、数据采样等因素对计算尾波Q值的影响,数据处理中引入了数据的动态采样方法。为了便于使用,该软件在设计上即没置了相关计算的默认控制参数,同时又对一些关键控制参数预留了可输入数据接口。     

基于全区视电阻率的线源FCSEM二维正演模拟

频率域可控源电磁是在大地电磁测深的基础上发展起来的一种人工源电磁测深法,其二维电磁响应的计算须采用数值模拟方法.本文以Matlab为程序编译工具,采用双二次插值的有限单元法,推导出相应的计算公式.为了模拟无穷远边界及满足计算机的内存需求,在保证计算精度的情况下设计了非均匀网格剖分.在程序编制中,只存储有限元系数矩阵的非零元素,大大减少了正演计算的时间.针对频率域可控源电磁法中卡尼亚电阻率在过渡区和近区畸变的问题,给出了全区视电阻率的迭代公式,并对典型的一维层状模型以及简单二维模型进行了计算.过渡区和近区数据经过校正后,可以正确反映出模型的地电特征,证明了线源下近区勘探的可能性.     

三维椭球形盆地对球面波的散射

针对三维沉积盆地对球面波的散射问题,发展一种快速宽频间接边界元方法(IBEM).利用ANSYS建立求解模型,基于Intel-Fortran编译器编译相应的计算程序,对基岩半空间三维半椭球形盆地对球面波的散射进行了数值分析,着重探讨入射波频率、波源埋深、波源与不规则地形(沉积盆地)距离等参数对地震动特性的影响规律,计算方...     

固体潮汐理论值算法在VB 6.0中的应用与实现

太阳和月球对地球的力学影响在地球科学研究中占有重要地位,但目前对该物理量的计算还没有人机交互很好的计算软件。本文在前人引潮位计算基础上,使用了面向对象的程序设计方法,编制了界面友好的固体潮汐理论值计算软件。介绍了该软件的设计思路和基本功能。该软件采用窗口界面进行输入和输出,数据显示以波形图为主。软件的友好界面增强了数据分析的直观性,为固体潮理论的推广应用和教学奠定了一定的基础。     

基于matlab的背景噪声计算程序的设计与应用

文章介绍了利用软件平台,开发出采用经典谱估计中算法的背景噪声计算程序的设计原理及实际应用。该程序的应用,解决了天津测震台网各台站背景噪声的统一计算、批量成图等问题,从而实现了对数字地震台网数据记录质量、背景噪声变化的监控以及各频段噪声特性的对比分析,提高了天津台网背景噪声计算的工作效率。     

在BASIC环境下直接从dBASE数据库中挑选地震目录

本文介绍了如何在长城0520系列微机(及其兼容机)的BASIC环境下直接从以dBASEⅢ数据库文件形式存放的地震目录文件中挑选任意时间、空间和强度范围内的地震数据,给出了可从dBASEⅢ数据库文件和普通数据文件中挑选地震目录的通用计算程序,扼要说明了程序的主要数学原理,并介绍了程序的功能和使用方法,可供在实际工作中应用和参考.     

IMS国际监测系统非连续数据获取与管理技术研究

介绍了国际数据中心自动数据服务的方式,研究了国家数据中心数据处理过程中请求和获取国际数据中心非连续数据的方法,在此基础上设计了向国际数据中心获取数据的邮件数据请求代理程序,该程序可通过解析邮件,存储邮件数据请求者与请求数据的逻辑关系,实现了邮件数据的请求代理,在国家数据中心每日数据请求总量有限制的条件下,实现了数据的共享,满足对国内授权用户的需求,经过实际运行考验,证明程序稳定可靠,达到了设计目标。     

无线传输地震数据建库及处理系统的设计与实现

本文介绍了在汉字2.13H系统的支持下,应用TURBO BASIC语言、DBASEⅢ数据库及软件编译技术,实现了无线传输地震数据建库及处理系统。着重介绍了该系统的主要功能、特点及其系统的设计思想与实现方法。     

一种并行的大地电磁场非线性共轭梯度三维反演方法

本文改进并验证了大地电磁测深数据的三维反演算法和并行计算程序,程序对计算机物理内存和CPU速度及数量要求较低,使普通家用机进行三维反演计算成为可能.本文在Newman和Alumbaugh(2000)提出的三维非线性共轭梯度算法和Rodi和Mackie(2001)给出的大地电磁场二维NLCG反演预处理方法的基础上实现了大地电磁场NLCG三维反演算法,改进了的预处理方法,将反演计算对初始模型的依赖性降到最低,并且通过理论模型验证了程序的正确性,并根据日本KAYABE地区实测数据的反演结果验证了算法的实用性.     

层状介质中有限震源引起的地面运动的计算对点源情形的拓展

从分层均匀介质中地震波传播的基本理论出发, 参考已有的利用广义反射透射系数矩阵方法计算分层均匀介质中点源引起的地面运动的方法和程序, 考虑了任意几何特征的有限震源及有限震源的震源机制随时间和空间发生变化的可能性, 并考虑了并行计算的发展方向, 本文对点源情况下的计算流程进行了改进, 重新设计编写了计算程序GRTMatSyn, 使其不但适应于点源的情形, 也适应于任意几何形状的、 有限的、 震源机制随时间和空间变化的有限震源的情形． 为了验证该程序的可靠性和计算效率, 设计了必要的有限震源模型和观测点分布, 计算了地面运动, 并与已有的被广泛认可的计算有限平面断层引起的地面运动的程序CompSyn的计算结果进行了对比分析． 结果表明, GRTMatSyn的计算结果可靠、 计算效率较高．      

地电阻率绘图打印程序设计与实现

以通州地震台2008年观测数据为例,给出了地电阻率绘图打印程序的设计与实现。重点讨论了面向对象的程序设计方法、双缓冲绘图技术及所见即所得打印的实现。程序可与SODE数据库进行无缝集成,有多种绘图输出样式,操作简单,交互性好,在多个地震台站得到成功应用。     

SOR87台站地震资料数据库软件的建立及其应用

我们在IBM-PC微机上建立了一套适用于地震台测震资料处理及目标数据文件存储的SOR87数据库软件系统。该软件的全部源程序均采用BASIC语言编写,经编译后产生可执行的目标程序模块,在主控程序模块的管理下运行。该软件主要功能包括以下几个方面:①地震卡片的输入计算,并将结果数据有盘;②调用所存盘数据自动编译打印输出5日电报稿;③利用“中国地震临时报告”资料复核单台报告,并对数据进行修正(包括修改、删除、插入等功能);④打印单台报告;⑤按新规范所规定格式存盘(参考台站通讯52期),从而与国家地震局地球物理研究所九室进行磁盘转递。     

基于MPI的一维大地电磁并行计算研究

在大地电磁中运用并行处理技术来减少计算时间,提高运算效率.结合一维广义逆矩阵法反演的计算特点,详细分析了串行程序并行化方法,主要采用主从并行模式、分频并行计算的并行方案.在Linux系统上使用Fortran和MPICH2相结合的开发工具编写了并行程序,通过理论模型和实测数据对实现的并行程序进行试算,并与串行程序对比验证了该算法的可行性、正确性,为二维、三维的正反演并行计算提供了研究基础.     

水准测量野外数据处理采用手机取代PC1500的研究

通过易县地震台水准数据处理手机程序的设计,研究了用手机取代PC1500的可行性。结果表明,用手机取代PC1500,进行水准数据的存储计算是完全可行的。     

宁波深厚软土动力特性研究及其地震响应分析

利用Davidenkov模型对宁波深厚软土地区土动力试验数据进行拟合分析,确定相关拟合参数,结果表明该模型能较好地描述软土的动剪切模量和动阻尼比随动剪应变的变化规律。然后,基于等价线性化方法以及ANSYS软件的APDL语言进行简单的二次开发,编写Davidenkov模型计算程序,并利用经典的SHAKE软件进行验证,结果表明该程序计算结果很好,能解决目前商业软件中缺乏合适的土体非线性动力本构模型的不足。最后,利用开发的模型计算分析宁波深厚软土的地震响应规律,并与规范推荐的简化计算公式进行比较分析,结果表明规范推荐的公式得到的土体响应偏大,对于地下结构的抗震设计偏于保守。研究成果对确定深厚软土地区土体动力特性及其地震响应研究提供了合理的计算方法。     

测震台址勘选数据处理辅助程序设计与应用

针对测震台址勘选中数据处理的重要性和计算结果的真实性,避免在数据处理过程中因手工分析计算出现错误,通过深入分析手工计算流程,设计编写了一套辅助控制程序,配合EDSP-IAS和地噪声处理软件,实现勘选数据处理流程的自动运行与管理,避免因人为因素出现差错,为台址勘选实测地噪声值数据批处理提供便捷。该辅助程序可用于烈度速报新建台址勘选数据批处理工作。     

地震综合效应场函数及其在地震预报中的应用（四）计算流程的实现及程序使用说明

本文介绍了实现地震综合效应场计算的程序流程和数据流程，程序中数据的形成、所需参数的选取方法，程序运行的软、硬件环境。为便于地震综合效应场方法的推广应用，本文还给出了程序使用的简单说明。