波形数据格式

本节贡献者

田冬冬(作者)、 姚家园(作者)

最近更新日期

2021-01-05

预计阅读时间

10 分钟


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

注解

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。