rdseed

rdseed 可以读取 SEED 格式,从中提取出波形信息,并将波形数据保存为 SAC、AH、CSS、SEGY 或 ASCII 等多种数据格式。

警告

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

语法说明

终端键入 rdseed -h 即可查看 rdseed 的选项及语法说明。rdseed 命令的选项众多,下面按照选项的重要性从高到低排序。

比较重要且常用的选项:

  • -f file:输入的 SEED 文件名。rdseed 一次只能处理一个 SEED 文件。

  • -d:从SEED数据中提取波形数据

  • -o n:输出波形数据的格式,默认为 SAC 格式。n 可以取 1–9,分别表示 SAC(1)、AH(2)、CSS(3)、miniSEED(4)、SEED(5)、SAC ASCII(6)、SEGY(7)、Simple ASCII(SLIST)(8)和 Simple ASCII(TSPAIR)(9)。

  • -R:输出 RESP 格式的仪器响应文件

  • -p:输出 SAC PZ 格式的仪器响应文件

  • -E:输出的波形数据的文件名中包含结束时间

  • -q:指定输出目录,该目录必须已经存在。默认输出到当前目录。

  • -Q:选择波形数据的质量,可以取 EDMRQ,其中 E 代表输出全部质量的波形数据,其他值的含义参考 质量控制 一节。

  • -b n:输出的波形数据的最大数据点数,默认值为 20000000,能所取到的最大值是4字节整型的上限,即 2147483647。若波形数据的的数据点数超过该值,则会给出警告并把数据分割成多段。

  • -g file:为 SEED 或 miniSEED 数据单独指定响应文件。响应文件可以是 SEED 格式也可以是 dateless SEED 格式,也可以通过设置环境变量 ALT_RESPONSE_FILE 指定响应文件,这样做的好处在于可以多个 SEED 文件共用一个响应文件

  • -h-u:显示命令的用法

  • -z n :检查并校正数据极性,参考接下来的 正负极性及其校正 一节

不常用的选项:

  • -a:提取缩略词词典

  • -c:提取文件内容的目录信息

  • -C STN|CHN:提取台站或分量的注释信息

  • -l:列出每个 block 的内容

  • -s:输出全部台站的 RESP 格式仪器响应文件到终端

  • -S:提取台站的汇总信息到文件 rdseed.stations,内容包括台站名、台网名、经纬度、海拔、分量、台站开始时间和结束时间

  • -t:输出波形相关信息到终端,包括台站名、分量名、台网名、位置码、质量控制符、波形开始时间和结束时间、采样率、数据点数

  • -v n:选择卷号,默认值为1。对于 SEED 文件 n 只能取 1

  • -k 跳过数据点数为0的记录

  • -e:提取事件/台站数据到文件 rdseed.events

  • -i:忽略位置码

  • -x file:使用 JWEED 生成的 summary 文件,根据summary 文件提取指定台站、分量和时间窗内的波形数据

正负极性及其校正

地震仪的每个分量都有一个传感器,每个传感器都有一个敏感轴,仪器记录的就是敏感轴方向的运动物理量。每个敏感轴都有一个正方向,若地面运动与敏感轴的正方向一致,则输出为正值,若地面运动与敏感轴的正方向相反,则输出为负值。

SAC 头段中的 cmpazcmpinc 是用于描述仪器敏感轴正方向的最通用也是最准确的方法。几个比较特殊的方向是:垂直方向、正东西向、正南北向,在SAC中方位码分别为 ZEN。下表列出了这六个方向所对应的 cmpazcmpinc

表 12 6个标准方向的 cmpaz 和 cmpinc

方向

cmpaz

cmpinc

方位码

极性

垂直向上

0

0

Z

垂直向下

0

180

Z

正北

0

90

N

正南

180

90

N

正东

90

90

E

正西

270

90

E

对于一个方位码为 Z 的数据,其分量方向有两种可能性:垂直向上和垂直向下。根据 SAC 中 NEU 坐标系的定义( 图 2 ),垂直向上方向为正极性,垂直向下方位为负极性。同理,正东和正北是正极性,正西和正南为负极性。

由上表可知,通过检查分量的 cmpazcmpinc 即可判断是是正极性还是负极性。某些情况下,分量角度是正常的,但仪器响应中的总增益是负值,也可用于表示负极性,但这种情况很少见到,目前缺乏数据做测试,因而暂且先不考虑增益为负的这种情况。

rdseed-z n 选项可以用于检测并校正负极性。

  • n=0 表示不做极性检测;

  • n=1 表示只检查 cmpazcmpinc;若是负极性,则反转所有数据点的正负号并修改 cmpazcmpinc 的值;

  • n=2 表示只检查总增益的正负值;若为负值即表示负极性,则反转所有数据的正负号但不修改 cmpazcmpinc

  • n=3 表示同时检查 cmpazcmpinc 以及总增益的正负值,仅当其中之一符合负极性的要求时才做校正;

需要注意,正负极性的概念仅适用于6个标准分量方向。对于垂向分量而言,通常需要校正极性,否则在查看 Z 分量的波形数据时,可能会出现某个台站的波形极性不对的状况;对于水平向分量而言,由于通常会旋转到大圆路径方向,所以不做极性校正,也不会有问题。总之,建议使用 -z 1 选项做极性校正。

用法示例

从 SEED 文件中提取波形数据和 RESP 仪器响应文件:

rdseed -R -d -f infile.seed

其中,选项 -R -d -f 可以合写成 -Rdf

从 SEED 文件中提取波形数据和 SAC PZ 仪器响应文件:

rdseed -pdf infile.seed

从 miniSEED 文件中提取波形数据,并指定 dataless SEED 文件作为仪器响应文件:

rdseed -Rdf infile.miniseed -g infile.dataless

警告与错误

使用 rdseed 的过程中可能会遇到一些警告和错误。这些警告和错误会显示在终端,也会记录到日志文件 rdseed.err_log 中。

警告1

Warning... Azimuth and Dip out of Range on AAK,BH1
Defaulting to subchannel identifier (for multiplexed data only)

若分量的 cmpazcmpinc 所指定的传感轴方向与垂直方向的偏差很小,比如偏差在两度以内,则将该分量的方位码设置为 Z。对于近正东西和近南北方向,设置分量方位码为 EN

若分量的敏感轴方向不与垂直向、正东西向、正南北向相近,则会出现此警告,此时可能会设置分量的范围码为 1 或其他的字符。因而该警告可忽略。

警告2

Warning... Azimuth/Dip Reversal found FURI.BHZ, Data inversion was not selected

该警告表示,根据分量的 cmpazcmpinc 检测到当前分量是负极性,但不对数据作极性校正。这种情况下使用 -z 1 选项,会修改数据的正负号,并将台站角度修改为正极性方向。