山西历史地震图纸档案服务社会科研新模式研究

张正霞，刘康廷，吕 睿，闫晓美，罗 勇，兰思萱

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西 太原 030025)

0 引言

地震事业经过几十年的发展，已形成由中国地震局系统、中国科学院、高等院校、国家相关部门和企事业单位、以及一些地方市县地震机构为一体的地震科研队伍。地震科学技术研究不仅是防震减灾工作的支撑，也是开展地球系统科学研究、解决资源和环境等问题的重要基础[1]。防震减灾工作在国家经济建设、社会发展、国防建设等方面发挥了应有的作用。在网络时代迅速发展的大背景下，如何应用现代信息技术开展历史地震图纸档案主动服务社会科研，显然已成为一个新课题。

1 研究意义

将分散凌乱的纸质地震图纸档案数据充分应用信息技术加以融合，既保护了原始的历史地震图纸档案，又可为地震科研提供积极的服务。历史地震图纸档案服务模式的创新，给地震档案的管理带来新活力。实现由笨重的图纸保管向轻便的数据保管转变，由平面图形信息向多维度数字化信息转变，由单一信息向海量信息转变，由定点服务向互联网多样化服务转变，使地震科技档案管理轻松自如，使科研人员分析研究时获取资料更加便捷。管理模式的创新，从根本上优化档案管理手段，实现档案管理的智能化、便捷化、人性化与体验化。

新型档案管理模式是档案管理的标准性方式、方法，集数据收集、数据分析和数据应用于一体，是促进

档案管理和谐发展的可操作性知识体系[2]，其内涵包括数据管理、信息发布、访问服务、安全布设和反馈机制五方面。新模式提高了档案管理人员的工作效率，提升了地震科技档案的服务内涵，达到最大程度地发挥地震图纸档案价值，提升山西省地震局的档案管理水平，达到促进山西地震档案事业信息化建设发展的目的。

2 原历史地震图纸档案管理模式存在的问题分析

目前，历史地震图纸档案数量巨大,经过台站人员的收集整理，集中在山西省地震局图纸库房统一保管。这些图纸档案以台站为单位，按照观测手段分类，遵照地震观测的时间先后顺序，统一编上大的流水号，摆放在图纸架上(见第54页图1)。文章首先对原有图纸档案管理模式进行分析，研究其存在的不足之处。对于新模式，主要从图纸保管、服务利用和约束机制三方面来展开阐述。

2.1 整理保管

为加强对图纸档案的管理和开发应用，保障原始记录图纸的安全保管，充分发挥第一手资料的作用，更好地为地震预报、社会科研工作服务，从保护档案的原则出发，档案部门积极做好历史地震图纸档案的管理工作。太原、大同和临汾3个台站选派地震观测手段负责人，历时2年多，共整理出地震图纸6 414卷375 098张，保管期限均设为永久。图纸收集整理情况如第54页表1、表2所示。

表1 台站有震图纸数量统计Table 1 Statistics of the number of seismograms at stations

表2 台站无震图纸数量统计Table 2 Statistics of the number of aseismic drawings at stations

整个图纸库房按照图纸所属的地域不同分为4个区域：山西台网、太原台、大同台和临汾台。每个区域内又按照地震记录的实况分为有震图纸与无震图纸。在图纸上贴上相应的标签，通过标签来区分所藏图纸内容。标签信息主要有归档类别、起止时间、卷内图纸张数、所属台站以及档案管理的一些基本属性，在标签备注栏内注明观测仪器型号。

图1 图纸库藏分布图Fig.1 Distribution map of seismogram reservoirs

2.2 服务利用

在分析研究中，科研人员通常需要亲自到图纸库房查阅历史地震图纸档案。档案管理人员要将装有几十张一捆的地震图纸在地面铺开，放置在地上供科研人员选择。科研人员根据自己的需求进行部分地震波形的拍照和相关参数的纸上记录。如此，通常需要几十分钟。如果科研人员需借走地震图纸档案，还要履行相关的借阅登记手续，十分繁杂。既降低工作效率，又会造成地震图纸档案安全保管的隐患，极易造成地震图纸档案的丢失。

2.3 约束机制

对于图纸档案的利用效果未进行过登记反馈，也没有形成专门的约束机制，不能促进档案管理人员随时根据社会科研需求进行动态管理，以便随时调整图纸档案的利用方式。

3 数字化历史地震档案新型管理模式的建立

新型档案管理模式内涵包括数据整合、数据管理、信息发布、反馈机制和安全布设五方面。

3.1 数据整合

历史地震图纸经过数字化扫描之后,对生成的图像进行技术处理，采用专业方法提取波形和波形数据入库，在专用数据库中进行分类管理，实现历史地震图纸档案大数据的资源共享[3-4]。历史地震图纸波形处理的总体框架如图2所示。

图2 地震图纸波形处理总体框架图Fig.2 Overall framework of waveform processing of seismograms

历史地震图纸波形主要分为两大类:一类是频率较高、变化较快的短周期波形(见图3)；一类是频率较低、变化较缓慢的中长周期波形(见第55页图4)。根据短周期波形和中长周期波形各自呈现的不同特点，在进行波形提取时需要区分波形类型，提出不同的曲线拟合方法。对于短周期波形,提取采用搜索波形关键点拟合的方法进行；对于中长周期波形,提取采用跟踪原图拟合的方法进行。

图3 代县台2002年2月7日DD-1仪器UD向地震波形Fig.3 Seismic waveforms in UD direction of 2002 DD-1 instrument at Daixian station on February 7

图4 代县台2002年2月1-2日DD-1仪器NS向地震波形Fig.4 Seismic waveforms in NS direction of 2002 DD-1 instrument at Daixian station on February 1st and 2nd

3.2 数据库建设及管理

开展数据库建设是整个地震图纸信息化建设的关键环节，需要建立地震图纸档案库和地震波形数据库，用来存放原始数据和提取之后的数据。在地震图纸扫描时，由于要进行地震参数分析，就形成了基础分析库。这6个基础分析库存放地震图纸入库和地震分析中需要查询的数据，是一些辅助性地震监测数据。基础分析库主要包括地震序号库、地震目录库、观测仪器库、震源数据库、地震方位库和地震震相库。地震数据库的结构如图5所示。

图5 地震图纸数据库结构图Fig.5 Database structure of seismograms

科研人员对地震图纸的分析主要结合地震图纸原始库和地震波形数据库，同时参考观测仪器库、震源数据库、地震方位库和地震震相库的相关指标进行综合分析，通过地震震级的计算，判断某一地区的地震活动情况。由此而来，科研人员对地震图纸的分析由原来的单张分散查阅转为多界面叠加型的计算机图纸综合对比，查阅更加方便快捷，标定更为精准，可得出自动化的计算分析趋势。科研人员通过对地震波形提取P波、S波和尾波数据，经过一定的计算方法获得P波、S波振幅谱以及S波分裂、尾波成像的地下结构速度反演、震源机制解、视应力、破裂机理新震源参数以及尾波Q值等。系统与波形数据库相连接，将计算结果输入波形数据库。

3.3 档案信息服务

根据档案查阅的便捷性和现代人对移动终端的青睐，确定通过山西省地震局门户网站和官方微博、微信为终端平台，开展地震图纸数据的查阅与下载。分析地震图纸档案数据库有利于定制特色图纸服务，提供批量调阅和个性访问，实现多层次、多角度、高分辨率地对历史地震图纸数据开展分析研究。

3.4 建立档案利用反馈机制

档案管理人员要真正了解科研人员的工作需求，随时分析其对历史地震图纸档案的需求，需建立与科研人员需求利用互动的反馈机制，对科研人员需要的图纸档案访问形式、显示方式和数据分组进行实时汇总，形成规范化制度，便于对图纸服务方式进行更新升级。为此，要形成专门的制度约束，规范反馈机制的运行，使之越来越合理。

3.5 数字化网络安全布设

山西省地震局网络环境采用高低端三道防火墙，加防入侵检测、防病毒网关、专业防病毒软件及一定访问策略等安全技术确保网络安全。根据地震图纸档案数据的特点，采用数据加密技术保障历史地震数据的安全。

4 存在的问题及建议

在研究山西历史地震图纸档案服务社会科研新模式时，发现在新模式的实施过程中，仍然存在一些问题需要解决。

4.1 纸质地震图纸档案的管理不容放松

在新管理模式实施中，虽然以电子图纸为重点，但不能忽视原始纸质图纸档案的保管。要严格执行图纸库房的管理规定，加强图纸库房的“十防”措施，创造良好的图纸保管环境，定期检查，对发霉破损的图纸及时进行修复。秉持有震与无震图纸同样重视的观念，对于无震图纸也要妥善保管，珍惜两年多对地震图纸的收集整理成果。

4.2 与国家档案局的相关规范和具体要求相接轨

山西历史地震图纸档案服务社会科研的新模式应与国家档案局的相关建设规范很好地兼容。最主要的是做好专业数据库的建设工作，要根据地震图纸档案的基本属性开展数据库字段设计，使之具有拓展性和开放性。做好与科研人员的需求沟通，根据其实际需要调整服务方式，更新档案管理模式。

4.3 下一步的工作思路

运用现有的历史地震图纸档案数据，设计开发基于B/S的数据库管理系统，在网络上浏览相关资源的WEB页，方便地震专业人员、科研人员在线查找数据、查阅资料。系统的后台实行网络统一管理与维护，使其具有较高的安全性。