【地方标准(DB)】 地震波形数据交换格式

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备案号：12151—2003
中华人民共和国地震行业标准
DB/T 2—2003
地震波形数据交换格式
Formats for the exchange of earthquake waveform data2003-06-13发布
中国地震局发布
2003-12-01实施
前言·
引言·
1范围
2术语和定义
3总则
卷索引控制头段
缩略语字典控制头段
台站控制头段
时间片控制头段
数据记录
附录A
附录B
附录c
附录D
附录E
附录F
附录G
附录H
附录1
附录J
（资料性附录）通道命名
（资料性附录）压缩算法
（规范性附录）数据描述语言
（资料性附录）缩略语字典中字段的交叉参考（资料性附录）纯数据SEED卷：（资料性附录）有效时间和更新记录（资料性附录）怎样写SEED数据..（资料性附录）台网代码
（资料性附录）Flinn-Engdahl地震分区次
（资料性附录）本标准章条编号与《地震数据交换标准》（SEED格式2.3版参考手册，1993，英文版，2002年2月22增补）章条编号对照参考文献
DB/T2—2003
DB/T2—2003
本标准修改采用国际上通用的《地震数据交换标准》（SEED格式2.3版参考手册，1993，英文版，2002年2月22日增补）（FDSN，IRISandUSGS：StandardfortheExchangeofEarthquakeData，ReferenceManual，SEEDFomatVersion2.3，1993，updated2/22/2002），原标准由数字地震台网联盟（FDSN）、地震学研究联合会（IRIS）和美国地质调查局（USGS）共同发布。本标准根据原标准版本重新起草，保留了原标准的技术内容，对原标准的文本章条编号做了一些调整，在附录J中列出了本标准章条编号与原标准章条编号的对照一览表。本标准还对原标准的文本做了下列编辑性修改：a）增加了前言，修改了原标准的引言；b）删减了原标准第二章（本标准第四章）中的说明性文字。c）对原标准的附录进行了删减，并把原文本中部分正文内容移人附录，形成本标准的附录。本标准的附录C为规范性附录，附录A、附录B、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I和附录J为资料性附录。
本标准由中国地震局提出。
本标准由全国地震标准化技术委员会（CSBTS/TC225）归口。本标准起草单位：中国地震局地震信息中心、中国地震局分析预报中心、中国地震局地球物理研所、河北省地震局、辽宁省地震局。本标准主要起草人：赵仲和、周克昌、冯义钧、刘瑞丰、王洪体、高景春、李广平、纪寿文、郑斤华、张伯明。
本标准为首次发布。
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为了规范我国地震台网记录地震波形数据的存档和交换，有必要制定统一的交换格式。这种格式规定的内容不仅包含地震波形数据本身，还包含使用波形数据所需的全部辅助信息。由FDSN、IRIS和USGS共同发布的地震数据交换标准（TheStandard fortheExchangeof EarthquakeData，简称SEED）可以满足这一需求。为此，本标准采用SEED格式作为我国地震行业地震波形数据的交换格式。SEED格式是一个针对数字地震波形数据交换的国际通用格式，它是为地震学界的应用而设计的，主要用于在各个机构之间交换那些未经处理的地面运动数据，即本标准中所称的地震波形数据。这些数据是在某一地点进行等时间间隔采样测得的时间序列数据。1985年，国际地震学和地球内部物理学协会（IASPEI）为制定国际数字地震数据交换标准成立了数字地震数据交换工作组。此后，FDSN承担了制定交换格式的使命。在1987年8月FDSN的工作组第一次会议上，对若干个已有格式进行了评估，其中包括USGS提议的SEED。同年10月，经过广泛讨论和修改，采纳了这个新的格式作为FDSN数字地震数据交换标准的草案。在此基础上经不断修改和完善，形成了目前的SEED格式2.3版，已在全世界大多数地震台网使用。最新文本是2002年2月22日发布的增补版本，仍称为2.3版。在我国，2000年1月开始正式运行的国家数字地震台网已把所属的国家地震台站及区域有人值守地震台站的连续波形数据和地震事件波形数据用SEED格式存储并提供数据服务。2001年建成的首都圈数字地震台网也采用了SEED格式。这些工作的开展为在我国地震行业全面采用SEED格式打下了基础并积累了经验。
由于SEED是以参考手册形式发布的，为了符合我国标准的编写要求（见GB/T1.1一2000）和采用国际标准的规则（见CB/T20000.2一2001），在形成本标准时进行了重新起草，但其中的技术内容与SEED一致，按本标准的规定生成的地震波形数据集符合SEED规定的标准格式。1范围
地震波形数据交换格式
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本标准规定了地震波形数据的交换格式（简称SEED格式1），适用于我国各类地震台网地震波形数据的存档和交换，也可作为地震波形数据的台站记录和传输格式。2术语和定义
GB/T18207.1—2000、GB/T5271.12000、GB/T5271.2—1988、GB/T5271.3—1987、GB/T5271.4—2000、GB/T5271.5—1987、GB/T5271.6—2000、GB/T5271.7—1986、GB/T5271.8—1993、CB/T5271.9—1986、CB/T14915—1994、GB/T17532—1998和JF1001—1998中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
2.1数据
地震波形数据seismicwaveformdata对地震计输出信号进行等时间间隔采样和量化所得到的数字化数据。2.1.2
原始数据rawdata
以原始现场记录格式（见2.2.6）记录的采样数据。2.1.3
数据字段datafield
一项辅助信息（见2.3.3)。数据字段可以是有格式的（见2.3.1）或无格式的（见2.3.2)。有格式的数据字段可以是定长或不定长的。无格式数据字段总是定长的。2.1.4
数据片datapiece
以一个或多个数据记录（见2.2.4）表示的时间序列（见2.4.2)。数据片中不包含时间间断。时间片控制头段（见2.8.5）中含有条目，以指出数据片在SI2\洛式中的位置。2.1.5
数据区datasection
数据记录（见2.2.4）中包含实际时间序列数据的部分。2.1.6
康特count
专业计量单位，表示模拟信号被采样和量化后得到的数字计数。本标准中用符号count。2.2记录
逻辑记录logicalrecord
一种能被单个定位的SFED数据结构。它以一个逻辑记录标识块（见2.2.3）开头。多个逻辑记录构成一个格式体（见2.2.2)。
1）简称SEED是为了与本标准修改采用的原标准中对所规定格式的称谓保持一致。1
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格式体formatobject
逻辑卷（见2.9.2）中有确定格式的组成单元，由多个逻辑记录构成（详见3.3)。2.2.3
逻辑记录标识块logicalrecordidentificationblock逻辑记录中的第一个数据记录标识块（见2.2.5)。是一个固定长度的字节块，包含该逻辑记录在逻辑卷（见2.9.2）内的绝对序列号、格式体类型标志以及子块延续标志。2.2.4
数据记录datarecord
一种SEED数据结构。由数据记录标识块（见2.2.5）、固定头段区（见2.8.2）、可变头段区（见2.8.3）以及数据区构成。一个或多个数据记录构成一个逻辑记录。2.2.5
数据记录标识块datarecordidentificationblock二个固定长度的字节块，包含一个序列号（通常置为零）、一个格式体类型标志以及一个子块延续标志。
现场记录格式fieldrecordingformat所记录原始数据的初始二进制表示。在大多数情况下，现场记录格式是获取该原始数据时使用的格式。
2.3信息
有格式信息formattedinformation编码为字符串的信息。
无格式信息unformattedinformation编码为二进制型数据序列的信息。混有二进制型数据的字符型信息也属无格式信息。2.3.3
辅助信息auxiliaryinformation为完整处理原始数据所需的关于地震台站或逆辑卷（见2.9.2）的补充信息。2.3.4
台站状况信息state-of-healthinformation关于台站设备的运行或台站环境状况的原始数据。2.3.5
台站日志信息
stationloginformation
台站卷（见2.9.3）的有格式辅助信息，记录台站处理机的状态和台站操作员与台站处星机的交互过程。
2.4时间序列
时间片timespan
一个中间没有间断的时间段。
时间序列timeseries
由一个台站通道在一个有限时间段内连续记录下来的原始数据。2
连续时间序列continuoustimeseriesDB/T2—2003
连续记录的原始数据。一个连续时间序列可被任意分割成若干个时间序列。连续时间序列只出现在台站台网卷（见2.9.5）中。
多路组合时间序列multiplexedtimeseries存储在一系列多路组合顿（见2.4.5）中的时间序列。2.4.5
多路组合顿multiplexingframe
来自多个通道的原始采样数据，它们几乎在同一时刻被采样并按固定的顺序相继存储。2.4.6
按块多路组合blockmultiplexing把多个不同通道的数据按块交替放置在一起。通常，台网卷（见2.9.7）要求在每个时间片中，把各时间序列数据直接记录为一串数据记录。在现场台站的某些台站处理机不能做到这一点（特别是对于多路组合的时间序列数据）。这意味着这些处理机在特定时刻要写包含不同时间序列的数据记录。按块多路组合的数据便是其结果。2.4.7
时间间断timetear
时间序列中大于容差的时间空段。2.4.8
事件触发时间序列eventtriggeredtimeseries由某外部事件启动或触发而记录到的定长时间序列。事件触发时间序列可以出现在台站台网卷（见2.9.5）或事件台网卷（见2.9.6）中。2.5通道
通道channel
地震信号经由现场台站仪器和一组特定滤波器后得到的数字化记录输出（也称台站通道）。2.6索引
索引index
一个指向特定逻辑记录的定位标志。索引存储在控制头段见？8.1）中，允许数据使用者跳过当前不感兴趣的信息，直接定位到一个逻辑记录。时间序列数据可以有子，它们指向逻辑记录内的数据记录。
增速索引acceleratorindex
一个周期性出现的索引，用于快速定位一个时间序列内的指定时间段。2.7子块
子块blockette
一种数据结构，包含·个标识号、一个长度字段以及一个或多个相关的数据字段。有格式的子块用在控制头段（见2.8.1）中，而无格式的子块用在数据记录的头段部分。3
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2.8头段
控制头段controlheader
根据四种指定类型（详见3.4）的规则编排格式的相关辅助信息。控制头段的设计使SEED格式数据成为自定义的数据。
固定头段区fixedheadersection一种SEED数据结构，包含无格式的标识和状态信息，按固定的顺序出现在每个数据记录的开头。2.8.3
可变头段区variableheadersection在数据记录中的固定头段区之后而在数据区之前的一串可选的无格式子块。2.8.4
台站控制头段stationcontrolheader一种控制头段，含有关于一个台站及其全部通道的静态辅助信息，特别是台站位置和通道传递函数信息。
时间片控制头段timespancontrolheader一种控制头段，含有关于一个固定时间段的信息，包括震源和震相到时信息，以及时间序列的索引。2.8.6
缩略语字典控制头段abbreviationdictionarycontrolheader一种定义全卷范围缩略语的控制头段，特别用于数据格式描述和台站通道注释。2.8.7
卷索引控制头段volumeindexcontrolheader一种控制头段，含有关于一个完整逻辑卷（见2.9.2）的信息，包括对台站控制头段和时间片控制头段的索引，也称卷标识头段（volumeidentifierheader）。2.9卷
物理卷physicalvolume
可卸出的计算机海量存储介质的一个单元，例如一盘磁带。2.9.2
逻辑卷logicalvolume
一个完整的数据集，通常包含一组台站在一个或多个时问区间内的之部原始数据和全部辅助信息。2.9.3
（现场）台站卷fieldstationvofume一种逻辑卷，包含一个台站各通道的数据。它与台站台网卷（见2.9.5）的区别车：它\测头段可能是不完全的，时间序列可能是按块多路组合的、它的若干数据结构彼此不同，而且数！.央的大：可能因道而异。
逻辑子卷logicalsub-volume
一个台站卷内的若干完整逻辑卷结构之\。每个逻辑子卷以整个一组控制头段开式。2.9.5
台站台网卷stationorientednetworkvolume一种逻辑卷，其中台站通道按任意的时间片组织。对于每个台站通道的每个完整时间片，台站台4
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网卷包括一个连续的时间序列，或者多个由事件触发的时间序列，在这些时间序列之间存在时间空段(即在其间没有记录数据)。
事件（台网）卷eventorientednetworkvolume-种逻辑卷，其中对每个事件（或许少量近乎同时发生的事件)，把来自每个台站通道的由事件触发的时间序列组织成单独的时间片。2.9.7
台网卷networkvolume
台站台网卷和事件（台网）卷的统称。2.9.8
遥测卷telemetryvolume
一种特殊的卷格式。它允许数据发送方在没有得到请求时假定数据接收方有最新的控制头段信息。这样，在多数情况下，仅需要传送数据和少量的控制头段信息。如果接收方需要更多的控制头段，发送方也可以发送它们。
3总则
3.1格式组织
一个逻辑卷是SEED格式的一个具体体现，它是完整的和内部一致的。按照介质的类型，一个物理卷上可包含一个或多个逻辑卷，但一个逻辑卷不能跨多个物理卷。图1表示一个物理卷内部的逻辑卷结构。
可选的，针对硬件的
物理卷控制头段
逻辑卷1
逻辑卷2
物理卷
注：EOF为卷结束标志。
逻辑卷N
图1一个物理卷内部的逻辑卷结构3.2物理卷和逻辑卷
在格式组织的最高层（物理卷)，SEED格式由一个或多个逻辑卷组成。此外，一些随机存取介质需要在每个物理卷起始处设置一个与设备相关的控制头段，以存取相应的逻辑卷。（这个物理头段是SEED之外的。读写软件不用处理这些头段，但计算机的介质访问软件会处理它。）逻辑卷有三种类型：现场台站卷、台站台网卷和事件台网卷。每个逻辑卷的结构是相同的，但某些数据字段，特别是用于震源和震相到时的字段的用途可以是不一样的。附录G说明怎样写SEED卷。图2表示一个逻辑卷中格式体的结构。5
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3.3格式体
台站台网卷和事件台网卷使用两种格式体：控制头段（ASCI格式)，包含关于卷、台站、通道和数据的辅助信息，图3表示控制头段的结构；
时间序列（二进制），包含原始数据以及嵌入的与特定通道和时间有关的辅助信息，图4表示一个时间序列格式体内的记录结构。卷索引控制头段
缩略语字典控制头段
台站控制头段
时间片控制头段1
时间片控制头段2
时间片控制头段N
时间片数据1
时间片数据2
时间片数据N
注：SEED将每个格式体分为若干固定长度的逻辑记录。每个逻辑记录以一个逻辑记录标识块开始，通常包含一个或多个固定长度的物理记录。图2逻辑卷中的格式体结构
子块1
子块2
子块3
子块4
子块5
子块N
逻辑记录1
辑记录2
逻辑记录N
图3控制头段结构
控制头段一律以可显示的ASCI字符编码，它们不含数据记录。与之相反，时间序列格式体是二进制的，并被细分成若干数据记录，每个数据记录都有一个数据记录标识块。3.4控制头段
共有4种控制头段。
3.4.1卷索引控制头段
包含关于数据的时间、逻辑记录长度、该逻辑卷的格式版本以及对台站控制头段和时间片控制头段的索引的信息。
3.4.2缩略语字典控制头段
包含用在其它控制头段中的缩略语的定义。缩略语字典被以下内容引用：一其它缩略语字典条目；
一时间序列格式体的子块【400】（这里【］内的数字为子块编号，下同)；一台站标识子块［50】和【51]；通道标识子块[52]到【59】（参见附录D)。ID块
物理记录1
物理记录N
逻辑记录1
逻辑记录M
逻辑记录1
逻辑记录M
数据记录1
数据记录K
数据记录1
数据记录K
数据记录1
数据记录K
数据记录1
数据记录K
图4一个时间序列格式体内的记录结构3.4.3台站控制头段
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提供有关台站和它的所有通道的信息，包括台站位置、似器类型和通道传递函数。每个台站至少要有一个台站控制头段。一个卷上只允许放置该卷所包令台名的台站控制头段。3.4.4时间片控制头段
标识其后跟随的时间序列所处的时间段。它们也包含了对每个时间的索引，以及在这个时间段里发生的地震事件的信息。一个逻辑卷可以包含多个时间片。3.5子块
每个控制头段出多个子块组成，每个子块包含一个类型标识号、一个长度字段以改多个定子块类型有关的数据字段。子块的结构示于图5。控制头段中的子块是ASCI格式的，而数据记示中的了块为二进制。数据字段的长度可以是固定的或可变的。多数子块是可选的。3.6数据记录
数据记录的结构示于图6。…-个物理的记录可以包含一个或多个逻辑记录，每个逻辑记录又可以包含一个或多个数据记录。SEED结构允许在不改变数据记录格式的情况下将逻辑记录从一种长度转换为另一种长度，只要新的逻辑记录长度大于数据记录长度。每个数据记录包含一个固定头段区、一个可变头段区和一个数据区。
固定头段区包含使用数据所需的最低限度的自定义信息。可变头段区由多个可选的子块构成。这1
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