波形数据格式#
日常科研中,经常会接触不同格式的波形数据,最常见的是 SAC 和 miniSEED 格式。 每种数据格式都有各自的优点和缺点。例如,SAC 格式有利于数据处理和分析, 但不利于大批量数据的存储和交换。miniSEED 格式有利于波形数据的存档和交换, 近几年也常用于数据处理和分析,因此,miniSEED 格式是目前地震学领域最流行的波形数据格式。
SAC#
SAC 格式由 SAC (Seismic Analysis Codes)软件定义,但许多其他软件也支持该格式。每个 SAC 文件包含头段区 和时间序列数据区,其中头段区定义了与台站、事件、走时以及用户自定义信息等相关的变量。
SAC 是一款常用的地震学波形处理和分析软件,同时,SAC 格式的数据中可以保存一些元数据和事件信息, 使得 SAC 格式是日常科研中的常用数据格式。但若选择该格式来存储数据,则需要很大的硬盘空间。
miniSEED#
SEED 全称 Standard for the Exchange of Earthquake Data(地震数据交换标准), 主要用于地震学时间序列数据和相关元数据的归档和交换。最新的 SEED 标准是 2012 年发布的 SEED v2.4。 虽然该格式包含了完备的地震学观测数据,但一般需要利用 rdseed 软件 转换成其他格式,再进行数据处理和分析。 IRIS 自 2020 年 1 月开始不再提供 SEED 格式的数据下载支持, 详情可阅读 IRIS 数据服务通讯。 IRIS 也已不再维护 rdseed 软件。
Note
除了 rdseed 外,ObsPy 也可以将 SEED 格式转换成其他格式。 其 read 函数 可以读取 SEED 里的时间序列数据,然后利用 write 方法转换成其他格式。 其 xseed 模块的 Parser 类 可以读取 SEED 里的元数据,并转换成其他格式。
miniSEED 是 SEED 格式的子集,一般用于地震学时间序列数据的归档和交换。 其包含的时间序列的元数据非常有限,一般只有时间序列标识和简单的运行状况标识, 不包含台站地理坐标、仪器响应以及其他解释数据所需的信息。
近几年,由于地震学数据处理和分析软件的快速发展 (如 ObsPy), miniseed 格式也常用于数据处理和分析。此时,所需的元数据要从一定格式的 元数据文件中提取。例如,目前比较流行的组合方式是 miniSEED 格式的时间序列数据和 StationXML 格式的元数据。
格式转换#
不同波形数据格式经常要互相转换,以实现不同的目的。