双谱估计在地震前兆数字化资料分析中的应用

仿真信号的试验结果表明,基于双谱的时延估计方法对高斯噪声具有屏蔽能力,能更好地压制噪声,并准确估计信号的时间延迟;基于双谱功率谱重构要比直接用FFT变换方法估计功率谱具有更高的精度和性能;初步研究结果表明,对于正常背景下的前兆观测记录基于双谱的特征参数分布具有较好的一致性,在异常背景下则表现出明显的离散性,显现出双谱估计具有良好的异常信息识别能力。     

地震前兆数据监视与管理系统

在北京十三陵地震台建设了一个高度集成的地震观测监控系统, 将原来分散的观测项目(如测震、 GPS、 气氡、 气汞、 电磁波、 地电场等测项), 改造为集中到一台服务器管理, 在一个监控平台上统一实现了对台站数据的收集、 入库、 管理、 处理、 监控等业务; 对这些观测项目可以在控制台上直接取数并将数据入库; 初步实现了观测数据的收集、 数据处理、 数据管理、 数据监控的软件管理系统, 减少了系统维护工作量, 方便台站工作人员操控。 监控系统的地震前兆数据监管软件系统DataMonitor可准实时监视数据, 检查数据的异常和到达情况, 并向台站数据管理人员告警; 可对数据库数据进行统计, 包括数据到达情况统计、 缺数统计、 数据连续率统计等, 并可按用户定制的测项分类进行统计。 该系统还提供多种前兆数据处理方法, 实现对前兆数据的各种常规分析处理。 地震前兆数据监视与管理系统已在北京十三陵地震台应用, 满足了数据管理人员日常工作需要, 可及时方便地掌握数据的情况并对观测系统进行维护。     

NagVis等开源监控软件在天津地震前兆台网的应用研究

NagVis是Nagios开源网管系统中的展示组件,它可采用多种模式对Nagios系统中的监控对象进行图形化展示,本文主要阐述其在天津前兆台网中的应用情况,包括NagVis的工作模式,监控图形的配置管理和使用,NagVis在天津前兆台网系统运行状态监控与展示方面的情况以及应用后的效果对比等.本文为开源软件在行业中的进一步应用提供了参考.     

促进地震研究成果的应用

加利福尼亚人生活在一个多姿多彩的世界。我们的家园面临经常的变动和永恒的挑战。宏伟的逆冲山脉、深蓝色的河谷、起伏的沙漠、湖泊与河流以及太平洋海岸为背景不同、兴趣各异的人们提供了天然的栖息之地。对于那些厌倦可预报的天气,偶尔被绵延起伏的草原隔断的平原,看...     

断层上的地震成核过程与前兆模拟研究

为了把握断层上地震的前兆规律,对连续介质中断层面上的地震成核过程进行了数值模拟研究。摩擦采用了速率及状态依赖怀本构关系,并考虑了正应力变化的影响。结果表明,在成核的后期阶段：①最大位移速率单调加速增加;②滑动热点（最大滑动速率处）在后期阶段开始自发性迁移,且在空间上③当最大滑动速率达到可以明显探测的量级时（高于加载速率一个数量级以上）,倒刘时间为２０小时或更长一些,这时的速率变化可作为临震预测标志     

地震前兆观测系统综合开发应用模式探讨

“十五”数字化观测网络项目完成后,我国地震前兆观测系统形成了一个覆盖全国的观测网络体系,前兆信息的汇集达到了一定的规模,对前兆信息进行开发应用使其满足“资源共享”的发展需求是目前的工作重点。本文就前兆观测系统在应用开发中所面对的用户进行了分类,提出了前兆系统开发中的两种应用模式,并探讨了综合信息应用、前兆信息地理信息系统应用、实时数据应用、海量数据挖掘应用等今后应该重点关注的前兆信息应用类型。同时,给出了进行前兆信息系统开发的结构模型以及在新系统设计时应注意的问题。     

钻孔体应变仪在地震前兆观测中的理论和应用研究综述

一些地震发生前后,时常会观测到有别于正常地震波的前驱波信号,这些前驱波信号对于地震的预报和观测有重要的现实意义;钻孔应变观测是观测前驱波信号的重要手段,也是地震前兆观测与研究中不可或缺的主要技术,可以给出传统测震仪观测无法给出的信息;文章概述了当前钻孔体应变观测的原理和研究发展路径,并集中表述了其在实际预测中的重要研究成果;从研究实例上可以看出来,当前的钻孔应变观测结果和实际的地震发生状况存在一定的不确定性,回溯研究表明现在的观测结果还有很大的提升空间.     

Calibration of a Land Subsidence Model Using InSAR Data via the Ensemble Kalman Filter

The application of interferometric synthetic aperture radar (InSAR) has been increasingly used to improve capabilities to model land subsidence in hydrogeologic studies. A number of investigations over the last decade show how spatially detailed time‐lapse images of ground displacements could be utilized to advance our understanding for better predictions. In this work, we use simulated land subsidences as observed measurements, mimicking InSAR data to inversely infer inelastic specific storage in a stochastic framework. The inelastic specific storage is assumed as a random variable and modeled using a geostatistical method such that the detailed variations in space could be represented and also that the uncertainties of both characterization of specific storage and prediction of land subsidence can be assessed. The ensemble Kalman filter (EnKF), a real‐time data assimilation algorithm, is used to inversely calibrate a land subsidence model by matching simulated subsidences with InSAR data. The performance of the EnKF is demonstrated in a synthetic example in which simulated surface deformations using a reference field are assumed as InSAR data for inverse modeling. The results indicate: (1) the EnKF can be used successfully to calibrate a land subsidence model with InSAR data; the estimation of inelastic specific storage is improved, and uncertainty of prediction is reduced, when all the data are accounted for; and (2) if the same ensemble is used to estimate Kalman gain, the analysis errors could cause filter divergence; thus, it is essential to include localization in the EnKF for InSAR data assimilation.     

Calibration/Data Assimilation Approach for Integrating GRACE Data into the WaterGAP Global Hydrology Model (WGHM) Using an Ensemble Kalman Filter: First Results

We introduce a new ensemble-based Kalman filter approach to assimilate GRACE satellite gravity data into the WaterGAP Global Hydrology Model. The approach (1) enables the use of the spatial resolution provided by GRACE by including the satellite observations as a gridded data product, (2) accounts for the complex spatial GRACE error correlation pattern by rigorous error propagation from the monthly GRACE solutions, and (3) allows us to integrate model parameter calibration and data assimilation within a unified framework. We investigate the formal contribution of GRACE observations to the Kalman filter update by analysis of the Kalman gain matrix. We then present first model runs, calibrated via data assimilation, for two different experiments: the first one assimilates GRACE basin averages of total water storage and the second one introduces gridded GRACE data at \(5^\circ\) resolution into the assimilation. We finally validate the assimilated model by running it in free mode (i.e., without adding any further GRACE information) for a period of 3 years following the assimilation phase and comparing the results to the GRACE observations available for this period.     

非“十五”前兆数据转换方案的研究与应用

针对甘肃省前兆台网部分仪器不能并入“十五”前兆数据库的问题,提出一种兼备灵活性和扩展性的软件解决策略.基于此策略实现的数据转换软件,采用了动态编译机制,理论上可以实现对任意格式前兆数据并入“十五”数据库前的处理工作,具备较高的推广价值.实施中该软件将非“十五”标准数据转换为“十五”标准格式,顺利完成了非“十五”标准仪器的自动并网工作.     

地震前兆设备动态监控报警功能设计与实现

针对前兆设备实时监控过程中动态实时信息的传输问题,提出了一种实现前兆设备动态报警、动态监控功能的解决方案,并在实际设备和网络环境中进行了应用,达到了预期的目标。     

利用CDMA 1X+VPN技术实现十三陵地震前兆观测系统信息集成

依托“中国地震数据观测网络”项目,中国地震局地震预测研究所建立了以十三陵地震中心台为前兆台网部,8个无人值守的前兆台站为一体的前兆观测系统。 这套系统利用中国联通的CDMA 1X网络将台站接入到Internet网络,并利用VPN(Virtual Private Network)技术在Internet网络上开辟一条安全、 稳定传输隧道,实现了前兆台站、 观测设备与十三陵前兆台网部的信息集成。 文中以十三陵地震前兆观测系统为例,主要介绍了如何利用CDMA 1X 无线网络和VPN(Virtual Private Network)技术实现前兆观测系统信息集成。 十三陵地震前兆观测系统的正常运行证明,利用CDMA 1X +VPN技术的前兆观测系统组网模式可以做到投资少、 见效快、传输可靠等优势,值得推广应用。     

GNSS数据在江苏地震前兆监测中的初步应用与研究

GPS数据具有高精度、高效率和低成本等特点,同时不易受观测环境的变化影响,因此它在监测地壳的应力场变化、大震前可能出现的短期前兆、地震过程中观测点位的瞬时变化、震后地壳的运动特征等方面,具有很大的应用前景。主要是利用江苏区域溧阳、南通和盐城三个GNSS观测站,根据GPS定位原理,利用GAMIT软件计算出这三个站在2010年6月至2013年8月的时间序列,从计算结果中看出,在这三年里,这三个GNSS站均向东南方向偏移,2011年3月11日的日本地震均对这三个站引起永久性的同震位移,这三个站观测数据在NS、EW和垂直方向上均呈现出较好的年变特征。这是GNSS数据在江苏地震前兆监测中的初步应用,同时也为江苏区域的地震预测研究提供一个新的辅助手段。     

BG2015闪烁室测氡仪器应用于地震气氡测试运行实验

对BG2015闪烁室测氡仪器在江西九江地震台2号井、甘肃平凉地震台安国井和云南省开远地震局滇18井不同井水条件进行实验,针对不同井条件下气氡测值的稳定性、连续性和可靠性进行比较分析,得到BG2015闪烁室测氡仪器应用于地震行业的可行性。     

Observation Study on Precursory Geosound: Extraction of Nucleation Information in the Earthquake Preparation Process

In this paper, the observation networks of precursory geosound and observation instruments are introduced first. Then it is mentioned, in particular, that audible precursory geosound was instrumentally recorded for the first time. The following section discussed the relation between the geosound and earthquake. Finally, the Nucleation time in earthquake preparation process is discussed.     

线性度方法在前兆观测数据分析处理中的应用

利用空间线性度方法，对前兆场中不同台站，不同学科的前兆观测数据从总体形态上进行综合分析，得到关于描述前兆场的新的特征量ａ（空间线性度）本文给出了空间线性度的具体计算方法，并以华北地区为例，分析处理了区内１９７０～１９９４年部分地电阻率和地下水位观测资料，所得结果表明，新的前兆特征量ａ在中强地震之前一年左右时间内有异常显示。     

Establishment of the ELF Network in Yunnan and Electromagnetic Precursory Monitoring Results of the Yangbi MS5.1 Earthquake on March 27, 2017

This paper summarizes the layout of the Yunnan seismic ELF electromagnetic observation network, site selection, ELF electromagnetic instrument system, data processing and other construction. The principle and method of using the ELF electromagnetic wave technique to monitor and predict earthquakes are expounded. The long term monitoring of ELF electromagnetic fields is carried out in the Yunnan earthquake prone area, and at the same time, the changes in electrical parameters and spatial electromagnetic fields of the regional crustal medium structure are monitored. The functions such as automatic, quasi real time, remote monitoring, network monitoring, data processing specialization, data service, data sharing and industrialization of the ELF electromagnetic observation data have been realized. In order to capture the deep electromagnetic precursory information of the earthquakes, service for earthquake prediction research, which has broad application prospects and development potential. Through the research of the seismicity of Yunnan in the trial run period of the project, the preliminary results of the extreme low frequency electromagnetic observation of the Yunnan earthquake in recent years are given. The electromagnetic precursors and the electromagnetic effects of the Yangbi earthquake are recorded. In the 3-month period before the earthquake, the power spectrum of the electric and magnetic fields, the apparent resistivity and the impedance phase in the observed signals are all abnormal, and gradually increased with time. The maximum value is reached 20 days before the earthquake, and an earthquake occurs when the change is restored to normal.     

地震氡观测计量溯源初步探究

根据氡观测仪的氡室校准和氡气固体源校准两种校准方式的实验结果, 讨论了使用标准仪器校准氡观测仪器的可靠性问题。 用国际公认的计量传递仪器AlphaGUARD P2000Pro或AlphaGUARD P2000F测氡仪作为氡气溯源仪器, 对九江地震台FD-125氡钍分析器的三个闪烁室进行了氡室校准、 氡气固体源校准和仪器校准三种方法实验, 得到标准仪器校准、 氡气固体源校准得出K值相对氡室校准结果偏差均小于6%, 结果表明, 三种方法的校准结果均符合目前氡观测计量溯源技术要求, 能达到与国家氡计量刻度相统一目的。     

大型数据平台搭建技术在地震行业中的应用与研究

依据地震行业业务系统的数据处理和存储需求,提出了数据模型和数据平台建设思路。结合地震行业网中数据平台的建设,在国家中心、区域中心和台站节点分别采用了相应的数据库平台和数据存储平台技术,设计了各类节点的数据备份策略,实现了满足海量数据流高效运行的大型数据平台。