国际地震科学数据共享平台建设现状及对我国的启示＊

季婉婧

（甘肃省地震局，甘肃 兰州 730000）

科学数据是一种原始的、基础性数据，一般在科技活动中以数据产品和相关信息的形式产生，可以按照不同的需求进行系统的加工和处理[1]。作为科学研究的重要成果，科学数据凝聚了来自社会、经济、科技等方面的重大价值，其价值的实现就在于能够将科学数据资源进行广泛的应用和深度的挖掘。2018 年我国最新颁布的《科学数据管理办法》[2]就体现出了近年来国家越来越重视科学数据的有效管理与利用。

地震科学数据是指地震数据中直接或间接用于科学研究的那部分数据[3]，它作为地球物理学的重要组成部分之一，对于开展地球科学相关研究和防震减灾工作具有十分重要的意义和价值。因此，合理有效地开展地震科学数据信息服务，开发基于网络可视化的地震科学数据共享平台是当前地震科学数据建设的目标之一。本研究是在调研国外地震科学数据共享平台的基础上，结合我国地震科学数据共享平台的建设情况，发现我国地震科学数据共享平台存在的问题，并提出几点改进的建议，以期为未来我国地震科学数据共享平台的建设提供一点借鉴和参考。

1 国内外地震科学数据共享研究现状

目前，国际上一些发达国家对于地震科学数据的共享研究已经取得了一定的成效。通过建立长期的科学数据共享机制，全球目前已经形成多个有影响力的数据库，如联合国环境规划署的全球资源信息数据库、美国地质调查局的地球资源观测系统数据中心（EROS）等，这为全球的科学家提供了丰富的数据资源，也为各国在减灾政策的制定方面提供了强有力的依据。同时，地震科学数据的管理、共享和应用也是很多国家，尤其是美国、日本等国的基本任务和重要目标。

我国是国际上开展地震观测研究最早的国家之一，经过多年发展，我国的地震台站观测设备已达到国际先进水平。如今我国已发展出了上千个地震台站，每年会产生出海量的极具研究价值的地震数据。自1966 年开始，我国便开始了系统的地震科学数据的采集和研究，目前已经累积了丰富的地震数据。2002 年，地震科学数据共享工程被纳入国家科学数据共享平台建设的首批试点项目，在中国地震局的积极响应和科技部、财政部的大力支持下，目前已初步建成了功能较为齐全、能够初步满足跨行业、多层次用户需求的地震科学数据共享服务系统。2011 年在国家科技基础条件平台认定评审工作中，地震科学数据共享平台成为首批获得认定的23 个国家科技基础条件平台之一。通过该平台，中国地震局已经将累积的360TB 地震数据资源悉数向社会公众实施开放共享，为地球物理、海洋、重大工程等领域研究的提供了宝贵的信息资源和强有力的支撑[4]。

2 国外地震科学数据共享平台建设

国外目前有很多地震数据信息服务平台为人们提供地震信息和数据资源。如美国地震学研究联合会、国际地震中心、美国地质调查局等机构或组织为全球提供全面、快速的地震数据服务。其中USGS 的国家地震信息中心（National Earthquake Information Center，NEIC）是全球最大的地震数据信息中心，它提供的全球地震数据信息最快、最完整，数据源主要来自美国国家地震台网和全球地震台网，产出包括用于地震应急服务的地震报警数据、地震目录、地震报告、地震活动图像以及地震波形数据等数据信息。其他如欧洲-地中海地震中心、瑞士地震服务中心、日本气象厅、UNAVCO 等机构或组织主要负责本国及周边地区的地震监测和数据收集，同时提供数据共享服务。本研究选取这几个典型的地震数据服务平台进行介绍，并对平台按照性质、特点、工作重点、资金来源、数据来源、数据存储位置、提供的数据类型等情况进行汇总（见表1），以期为我国地震科学数据共享平台的建设提供借鉴和参考。

表1 国外地震科学数据共享平台建设情况

续表1

2.1 美国地质调查局地震灾害计划

在地震监测方面，美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）负责运营国家地震网、国家地震信息中心以及国家强震动项目。USGS地震灾害计划（Earthquake Hazards Program，EHP）[5]是国会于1977 年建立的国家地震减灾计划（NEHRP）的一部分，USGS 及其合作伙伴负责监测和报告地震，评估地震影响和灾害，并研究地震的成因及影响。USGS EHP 的最新地震（Latest Earthquakes）栏目里提供了大量、各种类型的地震数据，以可视化的形式向用户展现当前全球各区域内不同震级的地震，并以点状标注（如图1 所示），用户可以按照时间范围（最近1d 或最近7d 或最近30d）、地震等级（2.5 级以上或4.5 级以上或所有级别）、区域范围（美国或全球）等条件免费下载地震数据。

图1 USGS 全球实时最新地震监测

此外，USGS 还涵盖了包括地震、地磁、遥感与陆地卫星、水资源、干旱、火山、滑坡、洪水、磷火等9大类的实时数据产品内容。其中，用户可以在实时地震数据产品中搜索过去的地震，查找最近的数据，且可实时查看地震详情信息。截至目前，实时地震数据包括电子表格应用程序（Spreadsheet Applications）、XML 格式地震数据（QuakeML）、KML格式谷歌地球数据（Google Earth KML）、程序化访问（Programmatic Access）、Atom 地 震 订 阅（Atom Syndication）、地震通知服务（Earthquake Notification Service）、地震调度（Tweet Earthquake Dispatch）、地震上报（Did You Feel It?，DYFI）、实时地震信息（Real-time Earthquake Information）、最新地震地图和清单（Latest Earthquakes Map and List）、地震实时数据（Earthquake Real-Time Data）、每日地震数据（Earthquake Daily Data）、地震活动数据（Earthquake Activity Data）13 种产品类型。

2.2 美国地震学研究联合会

美国地震学研究联合会（Incorporated Research Institutions for Seismology，IRIS）[6]是美国国家科学基金会在1984 年出资成建，是国际主要的地震数据共享中心之一。它主要致力于地震问题的学术研究，公众教育和地震减灾，同时为用户提供与地震数据相关的服务，包括管理和获取。在IRIS 的网站上，可以获取各种类型的地震数据，包括地震波形数据、地震目录数据等。全球最先进的数字化地震台网——全球地震网络（Global Seismographic Network，GSN）也由IRIS 所管理[7]，IRIS 的海量地震数据远远超出了所有IRIS 大学的计算机能力，为了解决数据管理问题，IRIS 于1986 年组建了数据管理系统（IRIS DMS），主要由数据管理中心（Data Management Center，DMC）组成。DMC 是目前全球最大的地震数据服务机构，可以为科研人员提供包括全球地震台网、区域台网、地震台阵等实验类数据类型在内的数据，同时也为全世界提供地震数据资源及服务。

2.3 国际地震中心

作为国际地震目录（ISS）的延续，国际地震中心（International Seismological Centre，ISC）成立于1964年，它主要与地震机构和数据中心合作。通过波形数据和地震事件等信息的收集，计算震源位置、数据震幅、震源机制解等数据及其参数，同时提供地震速报、国际地震学参考事件列表等数据，这是世界上最权威、持续时间最长的列表数据，ISC 速报还是百年地震目录数据的主要来源，同时也为全球远震定位和一维速度模型等提供数据和参考[8]。从ISC 网站上我们可以获得全球多个国家的地震记录数据，目前ISC 关系数据库持有大约90GB 的独有数据[9]。

2.4 美国国家环境信息中心

美国国家环境信息中心（National Centers for Environmental Information，NCEI）由美国国家海洋大气管理局（NOAA）的三个数据中心（即国家气候数据中心NCDC、国家地球物理数据中心NGDC 和国家海洋学数据中心NODC）于2015 年合并而成，致力于为私营企业，国际政府，学术界和大众提供数据产品和服务。NCEI 具有无可比拟的专业知识和值得信赖的权威数据，其数据产品按照类别可以分为自然灾害、地磁、海洋地球物理、古气候、卫星、雷达等16 个大类，其中地震数据和信息[10]包含在自然灾害这一大类里，分布在全球重大地震数据库（公元前2150 年至今）、美国地震强度数据库（1638 年-1985 年）、全球地震活动目录CD-ROM（公元前2150-1995 年）、全球地震强烈运动（1933 年-1994年）、1988 年亚美尼亚斯皮塔克地震CD-ROM 五大数据库中。其中全球重大地震数据库会不断更新和改进，其余几个数据库是静态的，不再更新。在数据库搜索时，可以按照地震相关参数（如日期、坐标、振幅、震级等）、地震影响（如死亡人数、财产损失情况、是否引起海啸、是否引起火山喷发等）等条件具体查找地震数据。除数据库外，NCEI 还提供自然灾害交互式查看器和重大地震海报等可视化的形式具体查找地震相关数据或图表。

2.5 欧洲-地中海地震中心

欧洲-地中海地震中心（European-Mediterranean Seismological Centre，EMSC）[11]应欧洲地震委员会（ESC）的要求于1975 年成立。鉴于欧洲-地中海地区容易发生破坏性地震，因此需要一个科学组织尽快（在地震发生后一小时内）确定此类地震的特征。EMSC 的主要科学目标是：建立并运行一个系统，用于快速确定欧洲和地中海地震震中，同时负责将这些结果传递给适当的国际机构和成员；负责收集EMSC 运营所需的数据，并将其提供给国际上其他地区或国家数据中心，如ISC、NEIC 等；促进欧洲-地中海地区实验室之间的地震数据交换，同时确保欧洲地震数据库的运作等。

2.6 瑞士地震服务中心

瑞士苏黎世联邦理工学院的瑞士地震服务中心（SED）负责监测瑞士及其邻国的地震并评估瑞士的地震危险情况。当地震发生时，SED 会向公众、当局和媒体通报地震的位置，大小和可能的后果。SED的活动已经被整合到了联邦地震预防行动计划中，获得的所有数据均可供公众访问。SED 以透明的方式主动提供地震事件的信息，同时提供信息的相关背景及解释。

2.7 日本气象厅

日本气象厅（Japan Meteorological Agency，JMA）于1956 年成立，是日本国土交通省辖下的外局之一，负责日本的气象观测、地震、火山及海啸灾害等监测工作。在数据共享方面，主要提供天气、全球环境气候、海洋、地震、海啸、火山等方面的数据和材料。其中地震数据主要包括地震活动的实时数据、地震观测和分析数据等。

2.8 UNAVCO

UNAVCO[12]成立于1984 年，以应对将GPS 应用于地球科学的挑战。UNAVCO 的计划侧重于：跨技术的观测系统和网络的整合（大地测量基础设施）；网络数据操作，社区数据产品和用于数据安全，发现和可访问性的网络基础设施（大地测量数据服务）；教育和宣传战略（教育和社区参与）。

3 启示与建议

我国地震科学数据共享系统目前由1 个国家中心、10 个专业分中心和6 个区域子网组成，初步形成面向社会公众和不同行业的集数据整合、共享服务功能于一体的地震科学数据共享、服务体系[15]。我国地震数据共享研究已经开展了将近20 年的时间，也取得了一定的成果，例如对古地震资料和其他较为分散老旧的地震数据的整合、修复，以及为我国重大科研项目、相关学科的数据支撑和共享服务等。但是与其他发达国家相比，我国的地震科学数据共享工作仍存在一些问题：（1）地震科学数据的管理和共享在一定程度上存在较大差异，以中国地震局为例，在其直属单位及各省局中，大部分单位没有数据管理部门，单纯依靠信息部门管理数据，或者依托相关学科部门存储管理。（2）仍有大部分地震科学数据散落在科研人员手中，使得地震科学数据散乱甚至遗失，在其他科研人员的研究中也会造成这部分科学数据的重复采集，浪费了个人、机构和国家的宝贵资源。（3）地震科学数据标准不够规范，缺少统一的管理系统和地震数据格式标准，各单位的观测数据任意性较大。（4）已经开放共享的地震科学数据的可得性和可用性不高，质量参差不齐。

随着全球数字地震台网的不断发展，地震工作所积累的科学数据会越来越多，因此，加强我国地震科学数据管理，进一步规范和健全地震科学数据共享标准，提高地震科学数据的质量和可用性是我国亟需解决的问题。针对以上问题，提出以下几点建议和改进措施[16]：（1）建议在国家中心和各承建单位为分中心设立统一、便捷的网站链接。（2）提供更加精确的数据检索功能。（3）进一步整合并揭示国内科技平台和国外地震网站等网络资源。（4）进一步规范地震科学数据引用方式及标准。