摘要：本文重点介绍并总结了目前全球常用的 6 个强震动数据库的背景意义、历史发展和数据特点。这些数据库包括：美国的 PEER、USGS 和 COSMOS、日本的 K-NET 和 KiK-net、意大利的 ITACA、土耳其的 TR-NSMN、新西兰的 GeoNet

本文重点介绍并总结了目前全球常用的 6 个强震动数据库的背景意义、历史发展和数据特点。这些数据库包括：美国的 PEER、USGS 和 COSMOS、日本的 K-NET 和 KiK-net、意大利的 ITACA、土耳其的 TR-NSMN、新西兰的 GeoNet 等。通过对比其台站、数据的空间分布，将其分为全球性数据库和区域性数据库，并进一步根据其数据的时间分布和地震参数，比较了不同数据库的特点以及适用范围，最终对不同研究中数据库的选取提出了建议。

1.美国 PEER 数据库 NGA-West2

太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库是美国下一代衰减关系（Next Generation At- tenuation，NGA）计划的一个子项目成果。NGA计划是一项多家单位参与、多学科渗透的合作研究计划，由美国地质调查局（US Geolog- ical Survey，USGS）、太平洋地震工程研究中心的生命线计划（PEER-LL）以及南加州地震中心（SECE）的各个顶级专家和团队一起合作发起，旨在为地震危险性分析建立一组全新的地震动衰减关系。在具体工作过程中，逐步构建并完善了 PEER 的数据库。然而，由于逐渐认识到拥有一个共同的高质量数据库的重要性，并且发现 2003 年发起 2008 年结束的 NGA（NGA-West1）计划中存在一定的局限性和不足，如 NGA-West 过高地估计了小震的地震动，且在小震处经常需要进行不确定性的外推，NGA-West2 的数据库做了适当的补充，使得数据更加充足可靠。

NGA-West2 数据库是在 NGA-West 的基础上，增加 2003 年以来的记录获得的全球性强震数据库。目前共有超过 21540 条三分量地震记录，数量上大约是 NGA-West 的 6 倍。数据库中记录的矩震级从 3.0 到 7.9 不等，震级最高的两次地震事件为 2002 年阿拉斯加的 Denali 地震和 2008 年我国的汶川地震，均为 7.9 级。近年的中强震包括 2003 年伊朗 Bam地震（6.6）、2004 年加利福尼亚 Parkfield 地震（M7.2）、2010 年新西兰 Darfield 地震（M7.0）和 2011 年新西兰 Christchurch 地震（ M6.2）。断层距的分布从 0.05 km 至 1533 km不等，常用数据基本分布于 400 km 以内，共涉及 4230个台站。其中有大量的常用地震波，如 1940 年帝谷地震获得的 El Centro 波。从 NGA-West2可以得到其相关信息，包括该地震的发生时间、地点、震级、地震记录的距离信息、反应谱、场地条件等。

NGA-West2 数据库的数据具有极高的格式一致性，所有的数据都具有相同的格式。加速度时程记录的文件后缀为“.AT2”。其数据格式均为 4 行表头和加速度时程记录的组合。其数据格式的一致性对于大批量数据的处理非常便利。4 行表头包含地震名称、地震发生时间、台站名称、记录分量的角度、时程记录的单位、总记录数据的数量和采样时间间隔。PEER 数据库中的数据均为未调幅（un- scaled）和真实的（as-record）未经旋转（unrotated）的数据记录。但是数据已经经过了校正，包括基线初始化、滤波等，可以直接使用 PEER提供的加速度数据得到的速度、位移数据。但 PEER 记录的事前和事后时间并不固定，有时甚至没有事前和事后。此数据目前能够在 PEER 的网站上的 NGA-West2 数据库获得，并且可以通过自行指定地震事件、记录编号、各地震动参数区间等筛选条件挑选合适的记录进行下载。其数据库下载地址为 http://ngawest2.berkeley.edu/site

2.日本防灾科学技术研究所 K-NET 和 KiK- net

K-NET（Kyoshin network）是一个日本范围内的强震观测网络，其重要特点在于其观测台站超过 1 000 个观测站，以每 20 km 的间隔均匀分布覆盖日本，因此，每次地震的数据都非常丰富。同时，在每个台站，强震仪均安装在地面上经过标准化的观测设施上，目前使用 K-NET02、K-NET06、K-NET11/11A 设备，数据格式统一。K-NET 从 1996 年 6 月起由防灾科学技术研究所（National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience，NIED）运行。KiK-net （Kiban Kyoshin network）同样是一个日本范围内的强震观测网络。与 K- NET 相比，KiK-net 的仪器除了包括地表的监测仪器，还包括若干位于井下的高灵敏强震仪（构成 Hi-net），其台站总数约为 700 个。KiK-net 是由地震研究促进总部（the Headquarters for Earthquake Research Promotion）牵头的地震调查基础观测项目（ Fundamental Survey and Observation for Earthquake Research）发展而来，并由 NIED 负责具体建设。由 K-NET 和 KiK-net 获得的记录将会同步传输到位于日本筑波的 NIED 数据管理中心。公众可以从网络上获取最新的强震数据、K-NET 的场地条件数据以及 KiK-net 的通过钻孔得到的地球物理数据。

K-NET 的台站有 3 个通道，序号 1 至 3分别对应 NS、EW 和 UD 方向。记录的分量可以从记录的文件拓展名得出。KiK-net 台站有 6 个通道的强震数据，第 1 组 3 通道数据对应的是井下传感器获取的数据，而另外 3 通道数据对应的地表传感器获取的数据。序号 1 至 6 分别对应井下 NS、井下 EW、井下 UD、地表 NS、地表 EW 和地表 UD 方向的记录。数据记录文件包括头段和数据区两部分，均以 ASCII 码的格式给出。头段提供地震时间、震中经纬度、深度、震级、台站信息、记录开始时间、采样率、灵敏度等信息。K-NET 和 KiK-net 的数据为实时数据，时效性很高，数据量在不断的扩充中。K-NET 和 KiK-net 的网站地址为 http://www.kyoshin.bosai.go.jp

3.美国 USGS 和 COSMOS 数据库 CESMD

USGS 提供的 CESMD（The Center for Engi- neering Strong Motion Data）数据库也被各种研究广泛使用。其目前包含两个子数据库：美国国内数据库 EDC（Engineering Data Center）和国际数据库 VDC（Virtual Data Centre）。CESMD 的数据库最初由加州地质调查局（CGS）和美国地质调查局（USGS）共同合作完成。数据库中的数据来源于 USGS 国家强震计划和 CGS 加州强震仪器计划的台站以及地方、州和其他政府机构，甚至有部分全球范围内的地震数据来源于国际组织。而 VDC 则由 COSMOS 提供数据。两个数据库有一些明显的不同。VDC 数据库中只包含震级大于 M5.0 的地震，并且 VDC 的数据库并非实时更新。VDC 往往需要数日的时间才能完成数据的上传工作，对于一些 VDC 没有记录到的近期地震，需要通过查看 CESMD 的快速报告得到具体的情况。

经过对两个数据库的综合整理和统一工作，目前的 CESMD 数据库根据地震发生的震源位置，将所有数据分为两个子数据库，分别用于美国国内和国际的地震研究。截止目前，VDC 包含全球从 1933 年至今的 813 次地震、17 181 个台站的 63 579 条记录，但是值得注意的是，其中中国大陆地区仅有 1997 年的4 次地震记录，并没有常用的汶川等国内记录。其数据记录文件包括未校正加速度记录、校正加速度记录、速度记录、位移记录、反应谱及校正加速度记录傅氏谱。其加速度记录文件包括文本头段、整数头段、实数头段、注释及数据区 5 部分，均以 ASCII 码的格式给出。VDC 数据库的下载地址为 http://www. strongmotioncenter.org。

4.意大利加速度数据库 ITACA

意大利也是世界上地震活动频发的国家，有着丰富的地震数据资源，意大利的数据被保存在 ENEA 强震数据库中，但是数据库中的数据并没有统一格式和标准，使得意大利的强震数据很难被完整地获得。 ENEA 数据库在 1993 年停止运行，其后欧洲数据库的更新也只包含意大利地区 1997-1998 年间的数据，并且欧洲数据库在 2005 年停止日常更新，2005 年以后的数据仅包含了 2008 年 3 月 29 日的冰岛 6.3 级地震。在这种背景下，意大利加速度数据库 ITACA（Italian Accelerometric Archive）于 2005 年应运而生。

ITACA 计划是一个意大利的国家强震数据库计划，目的是创建一个架构良好的、结合数据和台站信息的数据库。为了达到这个目的，意大利因此改进了其国家加速度台网（the Italian National Accelerometric Network， RAN），RAN 由意大利民事保护部（the Italian Department for Civil Protection，DPC）负责设计、实现和管理。DPC 是一个意大利的国家部门，负责自然和人为原因的突发事件的管理以及相关风险的预见和预防。RAN 网络在意大利地震最为活跃的区域布设了 500 个数字台站，其中 192 个台站是在旧的模拟台站的基础上升级而来的，台站间距在 20 ～ 30 km 之间。

意大利强震数据库 ITAC A 的从2005 年开始，到 2010 年 7 月基本完成。到2010 年 7 月为止， DPC 资助了该项目，国家地球物理与火山研究所也参与其中。这两个项目包含若干不同领域的专家小组，包括地震学、地质学、岩土工程、地震工程以及计算机科学。这些小组在数据库建立的各个阶段，如事件数据、记录处理程序的更新、台站标定、开发实际工程应用数据等阶段，将各种学科的知识结合在一起。目前， ITACA 并没有与意大利强震台网实时链接，所以数据的上传工作有一定的延迟是不可避免的。其网站地址为 http://itaca.mi.ingv.it

5.土耳其国家强震动数据库 TR-NSMN

土耳其的第 1 个强震观测仪器安装于 1973 年，标志着由灾害事务总局（ General Directorate of Disaster Affairs，GDDA）下属的地震研究部门（Earthquake Research Department， RED）开始构建国家强震台网。台网在 1976 年获得了第 1 条数据，在此以后，强震仪器经过了几代的增加或升级，到 2009 年，已经拥有327 个台站，并且所有的台站都是数字记录。

2005 年土耳其强震数据库经过重新编译，将土耳其国家台网的若干地震目录进行了综合整理，并且根据数据的质量和执行的标准进行了归类，同时通过对台站进行地球物理的调查获得了台站的各种场地特征。

目前，土耳其强震数据库共有从 1976 年至今的 5 644 个地震事件的 22 975 条记录。数据库中含有原始和校正后的震级大于 3 的地震记录。对于校正记录，均使用 Akkar 和 Boomer的方法进行滤波等操作。波形数据包含一个 19 行的表头和数据向量，反应谱包含一个 19 行的表头和从 0.01 s 到 100 s 的反应谱数据。土耳其国家强震动数据库的网站地址为 http://kyhdata.deprem.gov.tr

6.新西兰 GeoNet 数据库

GeoNet 由地震委员会（ Earthquake Com- mission，EQC）、GNS 科学和新西兰土地信息部门（Land Information New Zealand，LINZ）联合运作。GeoNet 项目建立于 2001 年，目的在于在新西兰建立一个现代化的地质灾害监测系统。GeoNet 项目包含一个地球物理仪器网络、自动化的软件体系和专业的研究人员以期发现、分析和应对在大地震前发生的如地震、火山、滑坡、海啸和缓慢变形等。

新西兰强震数据库包含过去发生在新西兰的大地震的完整信息，包含高品质的数据来源和站点元数据、过去大地震的破裂模型和有明确成分分析的强震记录。它的目的是用于科学家和工程师感兴趣的大型地震建模。数据包括 1971 年 8 月—2016 年11月的5514 次地震的 51604条记录，震级为 3.54～7.85的 70%，也反映出这两个区域台站的密度较高。对于同一次地震而言，获取的记录将会更多。

GeoNet 的每条地震记录由 4 个部分构成，为 Vol1、Vol2、Vol3 和 Vol4。Vol1 为原始加速度时程记录，一个记录包含由地震信息、台站信息、分量方向等参数的文字、数字表头和加速度时程记录。Vol2 为校正后加速度时程记录，包含滤波的截止频率等校正信息和校正后加速度时程记录。Vol3 记录了阻尼比为 1%、2%、5%、10% 和 20% 对应的绝对加速度反应谱。Vol4 记录了傅里叶幅值谱。GeoNet网站地址为 http://www.geonet.org.nz

表1.各数据库地震数量和记录数量统计表