地震台站#
全球地震台站有成千上万个，通常在某个具体研究中只需要符合特定要求的台站，因而需要对地震台站进行筛选。 这一节介绍如何筛选公开地震台站并获取台站信息。
使用 EarthScope SAGE: GMAP 筛选台站#
Note
EarthScope SAGE GMAP （之前称为 IRIS GMAP）使用了 Google 地图服务，因而需要科学上网才能正常访问。
EarthScope SAGE GMAP （之前称为 IRIS GMAP）是一个由 EarthScope SAGE 提供的地震台站网页搜索工具，可以 方便地查看全球地震台站分布以及台站的详细信息。下面演示 EarthScope SAGE GMAP 的基本使用方法。
访问 EarthScope SAGE GMAP 网站 https://ds.iris.edu/gmap/， 会看到如下界面：界面左侧为功能栏，可以使用不同的准则筛选地震台站； 右侧为显示区，用于显示符合筛选条件的地震台站。
左侧功能栏中，支持以多种不同的方式对地震台站进行筛选：指定台网名、台站名、位置码、通道名；指定时间范围；指定台站位置范围（矩形区域或圆形区域）；指定地震数据中心。
Fig. 18 EarthScope SAGE GMAP 界面#
例如，想筛选所有 IU 台网的宽频带地震台站，则可以在 Network 框中输入 IU，
在 Channel 框中输入 BH?（此处的问号为通配符），然后点击上方的 Update Map
按钮，界面右侧便会显示出所有满足筛选条件的台站。右侧上方为地图区域，圆圈标记了
台站的位置；下方为列表区域，会显示台网名、台站名、台站位置以及台站的开始和结束时间。
Fig. 19 EarthScope SAGE GMAP 显示 IU 台网的宽频带台站#
可以更进一步查看每个台站的详细信息。以位于美国新墨西哥州的地震台站 IU.ANMO 为例，
点击 IU.ANMO 台站对应的圆圈或下方列表区域的该台，会出现如下图所示的提示框：
Fig. 20 EarthScope SAGE GMAP 查看 IU.ANMO 台站的基本信息#
可以看到，IU.ANMO 台站位于美国新墨西哥州 Albuquerque 市，台站开始运行的时间为
2002 年 11 月 19 日，结束运行的时间为 2599 年 12 月 31 日（这一“未来”结束时间
表示台站依然在长期运行中）。
点击提示框中的 “More Information”链接，则会跳转到 EarthScope SAGE MDA 中 该台站所对应的页面（即 https://ds.iris.edu/mda/IU/ANMO/?starttime=2002-11-19&endtime=2599-12-31)。 该页面不仅列出了台站的基本信息，还列出了台站所使用的地震仪器及其基本参数。
Fig. 21 EarthScope SAGE MDA 中查看 IU.ANMO 台站的基本信息#
使用 ObsPy 下载地震台站信息#
EarthScope SAGE GMAP 作为一个在线工具可以很直观地查看台站分布和基本信息，但却不适合数据 自动化处理。ObsPy 提供了从不同的地震数据中心筛选和下载台站基本信息的功能。
下面演示如何使用 ObsPy 的 Client.get_stations()
函数筛选和下载地震台站信息。
首先，需要导入 ObsPy 中地震数据中心数据下载客户端 Client：
from obspy.clients.fdsn import Client
---------------------------------------------------------------------------
ModuleNotFoundError Traceback (most recent call last)
Cell In[1], line 1
----> 1 from obspy.clients.fdsn import Client
File ~/micromamba/envs/seismo-learn/lib/python3.13/site-packages/obspy/__init__.py:44
41 msg = ('pkg_resources is deprecated as an API')
42 warnings.filterwarnings(
43 'ignore', message=msg, category=DeprecationWarning, module='obspy')
---> 44 from obspy.core.utcdatetime import UTCDateTime # NOQA
45 from obspy.core.util import _get_version_string
46 __version__ = _get_version_string(abbrev=10)
File ~/micromamba/envs/seismo-learn/lib/python3.13/site-packages/obspy/core/__init__.py:120
12 """
13 obspy.core - Core classes of ObsPy
14 ==================================
(...) 117 .. _NumPy: http://www.numpy.org
118 """
119 # don't change order
--> 120 from obspy.core.utcdatetime import UTCDateTime # NOQA
121 from obspy.core.util.attribdict import AttribDict # NOQA
122 from obspy.core.trace import Stats, Trace # NOQA
File ~/micromamba/envs/seismo-learn/lib/python3.13/site-packages/obspy/core/utcdatetime.py:21
18 import warnings
20 import numpy as np
---> 21 from obspy.core.util.deprecation_helpers import ObsPyDeprecationWarning
24 # based on https://www.myintervals.com/blog/2009/05/20/iso-8601, w/ week 53 fix
25 _ISO8601_REGEX = re.compile(r"""
26 ^
27 ([\+-]?\d{4}(?!\d{2}\b))
(...) 40 $
41 """, re.VERBOSE)
File ~/micromamba/envs/seismo-learn/lib/python3.13/site-packages/obspy/core/util/__init__.py:22
20 # import order matters - NamedTemporaryFile must be one of the first!
21 from obspy.core.util.attribdict import AttribDict
---> 22 from obspy.core.util.base import (ALL_MODULES, DEFAULT_MODULES,
23 NATIVE_BYTEORDER, NETWORK_MODULES,
24 NamedTemporaryFile, _read_from_plugin,
25 create_empty_data_chunk, get_example_file,
26 get_script_dir_name, MATPLOTLIB_VERSION,
27 SCIPY_VERSION, NUMPY_VERSION,
28 CARTOPY_VERSION, CatchAndAssertWarnings)
29 from obspy.core.util.misc import (BAND_CODE, CatchOutput, complexify_string,
30 guess_delta, score_at_percentile,
31 to_int_or_zero, SuppressOutput)
32 from obspy.core.util.obspy_types import (ComplexWithUncertainties, Enum,
33 FloatWithUncertainties)
File ~/micromamba/envs/seismo-learn/lib/python3.13/site-packages/obspy/core/util/base.py:26
23 from pathlib import PurePath
25 import numpy as np
---> 26 import pkg_resources
27 from pkg_resources import get_entry_info, iter_entry_points
29 from obspy.core.util.misc import to_int_or_zero, buffered_load_entry_point
ModuleNotFoundError: No module named 'pkg_resources'
接下来，我们需要初始化一个 Client 对象。
ObsPy 的 Client 支持多个地震数据中心。这里我们选择使用 EarthScope SAGE（以前称为 IRIS）地震数据中心：
client = Client("IRIS")
Client.get_stations()
函数可以根据指定的参数获取地震台站信息。这里我们想要获得 IU 台网中所有台站名以 A 开头的
宽频带三分量（BH*）台站，并同时获取台站的仪器响应信息（level="response"）：
inv = client.get_stations(
network="IU",
station="A*",
channel="BH*",
starttime="2002-01-01",
endtime="2002-01-02",
level="response"
)
该函数会向 EarthScope 地震数据中心发起请求，并返回符合条件的地震台站信息。其返回值是
Inventory 类型，并被保存到变量 inv 中。
下面我们看看变量 inv 中的内容：
print(inv)
可以看到，返回的变量 inv 中包含了满足条件的 1 个台网、3 个台站、15 个通道的信息。
Inventory 类提供的
Inventory.plot() 函数
可以用于快速绘制地震台站分布图：
inv.plot();
Inventory.plot_response()
函数可以用于绘制仪器响应。下面的函数绘制了 inv 中所有 BHZ 分量的仪器响应，并设置了仪器响应图的
最小频率为 0.001 Hz：
inv.plot_response(min_freq=0.001, channel="BHZ");
台站信息的读和写#
通过 Client.get_stations()
获得的台站信息可以保存为多种不同格式。下面的代码将台站信息以 StationXML 格式保存到文件
stations.xml 中：
inv.write("stations.xml", format="STATIONXML")
在需要时，随时可以使用 read_inventory()
函数读入磁盘文件中的台站信息。该函数值返回 Inventory 类型：
from obspy import read_inventory
inv = read_inventory("stations.xml")
深入理解和使用 Inventory 类#
上面提到，Client.get_stations()
和 read_inventory() 的返回值都是
Inventory 类型。
事实上，Inventory 类是 ObsPy 中最核心的类之一，用于储存地震台站信息。
下图展示了 Inventory 类的属性及其层级关系：
Inventory 类可以看做是
Network 类的列表;
Network 类可以看做是
Station 类的列表;
Station 类可以看做是
Channel 类的列表。
Inventory 类#
可以对 Inventory 进行列表相关的操作，
下面对 inv 进行循环并打印每个元素（即 Network 类）的值：
for net in inv:
print(net)
Network 类#
Network 类提供了很多台网相关的属性和函数。
例如，下面的代码会输出第一个台网的代码、总台站数以及 inv 中实际包含的台站数目：
net = inv[0]
print(net.code, net.total_number_of_stations, net.selected_number_of_stations)
可以对 Network 进行列表相关的操作，
这里我们取其第一个台站并查看其信息：
sta = net[0]
print(sta)
Station 类#
Station 类也提供了很多台站相关的属性和函数。
例如，下面的代码输出了当前台站的台站代码、经纬度、高程、台站的总通道数目和当前 inv 中包含的
通道数目：
print(sta.code, sta.latitude, sta.longitude, sta.elevation)
print(sta.total_number_of_channels, sta.selected_number_of_channels)
可以对 Station 进行列表相关的操作，
这里我们取该台站的第一个通道并查看其信息：
chn = sta[0]
print(chn)
Channel 类#
Channel 类也提供了很多通道相关的属性和函数。
例如，下面的代码输出了当前通道的方位角、倾角、位置码和采样率等信息：
print(chn.azimuth, chn.dip, chn.location_code, chn.sample_rate)