地震总是给人类以最沉重的打击,我国是遭受地震灾害最严重的国家之一,20世纪全世界发生的7级以上地震中,中国占35%。
数字化时代
我国通过中美地震科技合作计划,在1985年建立了由11个数字化地震台组成的中国数字地震台网(CDSN)。
1987年中国地震局开始规划数字地震观测技术的发展,战略性地提出要在90年代建设我国自己的数字地震台网,而地震传感器应在世界现有地震计水平的基础上做到频带更宽,并下达了研制计划。
到上世纪90年代初,我国建立了规模宏大的地震观测系统,这个系统包括地震学、地磁、地电、重力、地壳形变、应力应变、地下水动态、水化学、地热、电磁波等学科的地震监测台网。
2002年12月“中国数字地震观测网络”项目专家委员会同中国地震局科技委委托部分专家起草了《中国数字地震科学计划》建议书,目的是配合“中国地震数字观测网络”的实施,重点解决工程建设中的重要科学技术问题,提高地震数字观测网络的性能和产出的质量;利用工程建设完成后形成的硬件设施和高质量的海量数据,抓住地学研究。
对地震成因研究和地震减灾中的一些重大科学技术问题进行研究,推动了我国地震科学的跨越式发展,增强防震减灾工作的科技支撑能力。2003年1月中国地震局科技委和“中国数字地震观测网络”项目专家委员会在京专家,对建议书进行了认真讨论和修改。
如今,已经到了第十一个五年规划时期,就在今年1月,地震局刚刚完成了中国数字地震观测网络系统的调试。它是一整套的全数字化观测体系,投资总额近27亿元,建设中国数字地震观测网络工程,重点是测震、前兆、强震动三大检测网和地震活断层探测、地震信息服务、地震应急指挥三大技术系统,以及一个国家地震灾害紧急求援训练基地,工作计划于2007年全面完成。
在地震这个特殊的领域,实现100%的信息化几乎是不可能的,中国地震局地质研究所减灾信息与计算中心李志强博士介绍说,我国在地震方面信息化程度达到80%,其中20%还是需要人工去进行检测。举一个例子,以水位的监测来说,由于各个地区测量水位的标准不同,有的地方从水底测量,有的地方从水面测量,因此相差的尺度会很大,即使用了信息化手段,也不能完全满足信息化需求。
地震应急快速响应信息系统主控中心布局观测网络
“国家地震网络计算应用节点建设”项目在科技部的支持下,已经正式开始实施了。该项目以网络信息平台为依托,充分利用和有效整合现有的地震科学研究成果、观测数据、信息网络技术系统等资源,构建地震科学观测与研究的网络科技环境。
项目由局地球物理所牵头,地震预测所、地壳应力所、地质所等协作承担。
目前,已经完成了地震网络计算支撑平台的基本构架,初步实现计算应用系统的计算应用资源注册管理、任务分发与调度管理、集群计算资源管理、用户认证与访问管理等功能,基本完成了“加卸载响应比时空扫描地震预测”、“各向异性壳幔结构反演”、“地壳应力场分析”和“构造变形场模拟”的计算模型并行重构和应用程序的设计,并开始网络计算应用试验。
中国地震局办公室主任李强华说,中国目前已经建成国家和省级专业地震台网400多个,区域观测台网30个,建有地方台,企业台1400多个,以及群观测点8000多个。
中国地震观测实现了由单台观测和台网观测、模拟观测到数字观测的转变,建成了以全球卫星定位系统为主要手段的中国地壳运动观测网络。
以2005年江西地震的为例,在第一次地震发生后,位于当地的中国地震台网迅速测定震中所在位置,并及时预测两天内发生的数次不同级别的大震,在救灾调度系统配合下,为政府在抗震救灾行动,提供了非常重要的数据,及时有效地防止了余震对人民生命财产的危害。而这一切与“地震观测网络”对地震后重要数据及时收取、分析是分不开的。
李志强对记者说,将来网格计算对地震信息化的帮助能够起到更大的作用,实现各个地区的数据共享,高性能数据运算和数据集中汇总。但是从目前的情况来看,由于网格计算对数据通信的依赖程度较高,数据通信方面达不到海量数据传输的要求,而且费用高,技术也还不够成熟。
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