本文将介绍如何从 Hi-net 申请并下载连续波形数据，并介绍 Hi-net 数据的一些细节。

连续波形数据申请地址： https://hinetwww11.bosai.go.jp/auth/download/cont/?LANG=en

第一印象

下图是数据申请页面的具体样子，看上去还是相当直观的。

申请流程

  1. 选择机构和台网

    Hi-net 网站提供了多个机构和台网的波形数据的下载，可选的机构名和台网名可以在相应的下拉列表中看到。对于 Hi-net 数据而言，Organization 处选择 NIED，Network 处选择 NIED Hi-net。

  2. 台站选择

    目前仅支持对 Hi-net 和 F-net 这两个台网进行台站筛选。其他台网，必须下载全部台站的数据才能筛选。

    点击 “Hi-net/F-net Station selection is here” 会打开台站选择页面，可以通过 “点击” 或“拖曳”的方式选取台站。该页面的台站选择功能使用起来不太方便，一般情况下，选择全部台站，将所有数据下载下来再写脚本对台站进行筛选。

    点击 “Check the current configure for user” 可以看到用户的台站选择情况，默认情况下选择的台站数为 0，即下载全部台站的波形数据。

  3. 连续波形数据的时间范围

    确定要申请的波形数据的起始时刻（精确到分）以及数据长度（1-60 分钟），然后点击 “Search”。比如选择开始时间为 “Year:2014”、“Month:08”、“Day:29”、“00:”、“00”，数据长度为 “5min”。

一大堆说明

点击 “Search” 之后显示如下，可以看到，连续波形数据被分割成一分钟的小段，每段数据都有一个 “Download” 链接，所有数据还有一个 “Package Download” 链接：

之所以要介绍 Hi-net 数据申请流程，就是因为这其中涉及到太多规则和例外，下面一一说明：

  • 连续波形数据范围：

    不同台网提供的波形数据的起始日期不同，具体如下：

    • NIED Hi-net : 2004/04/01 00:00
    • NIED F-net : 2004/04/01 00:00
    • NIED V-net : 2010/04/01 00:00
    • JMA Seismometer Network : 2004/04/01 00:00
    • JMA Volcanic Seismometer Network : 2010/12/01 00:00
    • Universities : 2004/04/01 00:00
    • Tokyo Metropolitan Government : 2004/04/01 00:00
    • Hot Spring Research Institute of Kanagawa Prefecture : 2004/04/01 00:00
    • Aomori Prefectural Government : 2004/04/01 00:00
    • Shizuoka Prefectural Government : 2004/06/15 00:00
    • JAMSTEC Realtime Data from the Deep Sea Floor Observatory: 2004/04/01 00:00
    • JAMSTEC DONET1 : 2014/10/01 00:00
    • AIST : 2004/04/01 00:00
    • GSI : 2004/04/01 00:00
    • ADEP : 2015/01/01

    所有台网的波形数据的结束时间均相同，即 比当前时刻早两小时。

  • 该网站中的所有时间均为 JST 时间，即东九区时间。比如，假设中国现在是 22 点，则 GMT 时间为 22-8=14 点，而日本时间为 14+9=23 点。在数据申请以及数据处理时都必须将这点考虑进去。

  • Hi-net 将连续波形数据切割成一分钟长度的数据段，即 每个文件仅包含一分钟的波形数据

由于 Hi-net 将连续波形数据切割成一分钟长度的数据段，因而：

  • 若申请时数据长度为 30 分钟，则会生成 30 段数据，每段数据提供一个 “Download” 链接，30 段数据意味着需要点击 30 次链接，需要下载 30 个文件；
  • Hi-net 提供了打包下载的功能，但对数据量有所限制。若 Number of Channels * Record Length (min) <= 12000 min，且 Record Length < 60 min，则可以将多段数据打包下载，即 “Package Download”

以 Hi-net 为例，Hi-net 共计约 800 个台站（经统计为 785 个），每个台站三个 channel（个别台站有两个或四个），即约 800*3=2400 个 channel。因而在选择全部 Hi-net 台站的前提下，若想要使用打包下载功能，则数据的 Record Length 不得超过 12000/2400=5 min。若只选择了其中 50 个台站，则 12000/150=80 min>60 min，则 Record length 最大可以取为 60 min。

下面简单算个账，对于一个地震事件，假设需要申请 Hi-net 所有台站 30 分钟的连续波形数据，有两种做法：

  1. 数据长度设置为 30min，会生成 30 段数据，然后点击 30 次 “Download” 链接，并下载 30 个文件；
  2. 数据长度设置成 5min，将 30 分钟连续波形分为 6 次申请，每次均可使用打包下载 “Package Download”，点击 6 次链接，并下载 6 个文件；

无论是点击 “Download” 还是“Package Download”，每次点击均称为一次“申请”。每次申请过程的耗时大概如下：

  1. 发送申请：主要由当前网络状况以及 Hi-net 服务器繁忙程度决定，根据经验需要 3-5s；
  2. 数据准备：由 Hi-net 服务器的繁忙程度、处理速度以及该次申请的数据大小决定。若申请所有台站一分钟的连续波形，约需要 10s；若申请所有台站 5 分钟的连续波形，约需要 20-40s；
  3. 获取数据状态：在 Hi-net 服务器准备数据时，是不能再次申请新数据的，否则会出现错误。因而必须等待 Hi-net 网站更新数据申请的状态，待确认无误之后方可再次申请。因而获取数据状态大概需要 3-10s。

在确认单次申请的数据准备完成后，即可下载此次申请的数据或继续下一次申请。需要注意，Hi-net 只保留最近 150 次申请的数据，并且会在数据申请之后一段时间（可能是几天）删除数据，因而应及时下载。

了解了 Hi-net 的游戏规则之后，可知，第二种申请方法要更实用一些，申请的次数更少，耗时更短，下载的文件也更少。唯一的不方便是需要将数据手动分成几次申请，但很容易用脚本实现。后面将只使用第二种方法申请数据。

数据下载

在申请数据之后，会自动打开 “Status/Download” 页面。如下图所示：

图中的每行代表一次申请，具有唯一的 ID。黄色背景的行表示该数据尚未被下载过，白色背景的行表示该数据已经下载过，还可以再次下载（数据超过一定天数后会无法下载），申请时若出现错误会显示为灰色行。

PS：下载数据时似乎同时只能下载 5 个数据，再点击其他数据的下载链接没有反应。目前不确定是浏览器的限制、带宽的限制还是 Hi-net 服务器的限制。

对数据的说明

  • 下载得到的为压缩文件，默认压缩格式为 ZIP 格式（推荐使用 ZIP 格式）。文件名格式为：
    • 一般台网：[OrgID]_[NetID]_[Start time yyyymmddHHMM (in JST)]_[Record length (min)].zip
    • 火山台网：[OrgID]_[NetID]_[VolcID]_[Start time yyyymmddHHMM (in JST)]_[Record length (min)].zip
  • 每个 ZIP 文件中包含了若干个 cnt 文件、两个 ch 文件以及一个 readme 文件；
  • cnt 文件中包含了一分钟的地震波形数据，为 win32 格式。win32 格式是日本某机构自定义的一种地震数据格式，可以通过 Hi-net 提供的 win32tools 转换成 SAC 格式；
  • cnt 文件的文件名中包含了波形的时间信息以及台网信息，但对于一般台网和火山台网，文件名的长度是不同的；
  • ch 文件即 channels table，其包含了每个台站的经纬度以及每个 channel 的仪器响应信息，两个 channel table 文件内容相同，只是一个使用 euc 编码，一个使用 sjis 编码；

关于数据格式、数据转换以及 channel table 文件的具体使用，放在后面的篇章再细说。

修订历史

  • 2014-08-27：初稿；
  • 2014-11-02：修订了部分内容，并加入了对火山台网的说明；
  • 2014-12-03：连续波形的申请网址发生变化；