本文重點介紹并總結了目前全球常用的 6 個強震動數據庫的背景意義、歷史發展和數據特點。這些數據庫包括：美國的 PEER、USGS 和 COSMOS、日本的 K-NET 和 KiK-net、意大利的 ITACA、土耳其的 TR-NSMN、新西蘭的 GeoNet 等。通過對比其臺站、數據的空間分布，將其分為全球性數據庫和區域性數據庫，并進一步根據其數據的時間分布和地震參數，比較了不同數據庫的特點以及適用范圍，最終對不同研究中數據庫的選取提出了建議。

1.美國 PEER 數據庫 NGA-West2

太平洋地震工程研究中心（PEER）數據庫是美國下一代衰減關系（Next Generation At- tenuation，NGA）計劃的一個子項目成果。NGA計劃是一項多家單位參與、多學科滲透的合作研究計劃，由美國地質調查局（US Geolog- ical Survey，USGS）、太平洋地震工程研究中心的生命線計劃（PEER-LL）以及南加州地震中心（SECE）的各個頂級專家和團隊一起合作發起，旨在為地震危險性分析建立一組全新的地震動衰減關系。在具體工作過程中，逐步構建并完善了 PEER 的數據庫。然而，由于逐漸認識到擁有一個共同的高質量數據庫的重要性，并且發現 2003 年發起 2008 年結束的 NGA（NGA-West1）計劃中存在一定的局限性和不足， 如 NGA-West 過高地估計了小震的地震動，且在小震處經常需要進行不確定性的外推，NGA-West2 的數據庫做了適當的補充，使得數據更加充足可靠。

NGA-West2 數據庫是在 NGA-West 的基礎上，增加 2003 年以來的記錄獲得的全球性強震數據庫。目前共有超過 21540 條三分量地震記錄，數量上大約是 NGA-West 的 6 倍。數據庫中記錄的矩震級從 3.0 到 7.9 不等，震級最高的兩次地震事件為 2002 年阿拉斯加的 Denali 地震和 2008 年我國的汶川地震，均為 7.9 級。近年的中強震包括 2003 年伊朗 Bam地震（6.6）、2004 年加利福尼亞 Parkfield 地震（M7.2）、2010 年新西蘭 Darfield 地震（M7.0）和 2011 年新西蘭 Christchurch 地震（ M6.2）。斷層距的分布從 0.05 km 至 1533 km不等，常用數據基本分布于 400 km 以內，共涉及 4230個臺站。其中有大量的常用地震波，如 1940 年帝谷地震獲得的 El Centro 波。從 NGA-West2可以得到其相關信息，包括該地震的發生時間、地點、震級、地震記錄的距離信息、反應譜、場地條件等。

    NGA-West2 數據庫的數據具有極高的格式一致性，所有的數據都具有相同的格式。加速度時程記錄的文件后綴為“.AT2”。其數據格式均為 4 行表頭和加速度時程記錄的組合。其數據格式的一致性對于大批量數據的處理非常便利。4 行表頭包含地震名稱、地震發生時間、臺站名稱、記錄分量的角度、時程記錄的單位、總記錄數據的數量和采樣時間間隔。PEER 數據庫中的數據均為未調幅（un- scaled）和真實的（as-record）未經旋轉（unrotated）的數據記錄。但是數據已經經過了校正，包括基線初始化、濾波等，可以直接使用 PEER提供的加速度數據得到的速度、位移數據。但 PEER 記錄的事前和事后時間并不固定， 有時甚至沒有事前和事后。此數據目前能夠在 PEER 的網站上的 NGA-West2 數據庫獲得，并且可以通過自行指定地震事件、記錄編號、各地震動參數區間等篩選條件挑選合適的記錄進行下載。其數據庫下載地址為 http://ngawest2.berkeley.edu/site

2.日本防災科學技術研究所 K-NET 和 KiK- net

     K-NET（Kyoshin network）是一個日本范圍內的強震觀測網絡，其重要特點在于其觀測臺站超過 1 000 個觀測站，以每 20 km 的間隔均勻分布覆蓋日本，因此，每次地震的數據都非常豐富。同時，在每個臺站，強震儀均安裝在地面上經過標準化的觀測設施上，目前使用 K-NET02、K-NET06、K-NET11/11A 設備，數據格式統一。K-NET 從 1996 年 6 月起由防災科學技術研究所（National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience，NIED）運行。KiK-net （Kiban Kyoshin network）同樣是一個日本范圍內的強震觀測網絡。 與 K- NET 相比，KiK-net 的儀器除了包括地表的監測儀器，還包括若干位于井下的高靈敏強震儀（構成 Hi-net），其臺站總數約為 700 個。KiK-net 是由地震研究促進總部（the Headquarters for Earthquake Research Promotion）牽頭的地震調查基礎觀測項目（ Fundamental Survey and Observation for Earthquake Research）發展而來，并由 NIED 負責具體建設。由 K-NET 和 KiK-net 獲得的記錄將會同步傳輸到位于日本筑波的 NIED 數據管理中心。公眾可以從網絡上獲取最新的強震數據、K-NET 的場地條件數據以及 KiK-net 的通過鉆孔得到的地球物理數據。

K-NET 的臺站有 3 個通道，序號 1 至 3分別對應 NS、EW 和 UD 方向。記錄的分量可以從記錄的文件拓展名得出。KiK-net 臺站有 6 個通道的強震數據，第 1 組 3 通道數據對應的是井下傳感器獲取的數據，而另外 3 通道數據對應的地表傳感器獲取的數據。序號 1 至 6 分別對應井下 NS、井下 EW、井下 UD、地表 NS、地表 EW 和地表 UD 方向的記錄。數據記錄文件包括頭段和數據區兩部分，均以 ASCII 碼的格式給出。頭段提供地震時間、震中經緯度、深度、震級、臺站信息、記錄開始時間、采樣率、靈敏度等信息。K-NET 和 KiK-net 的數據為實時數據，時效性很高，數據量在不斷的擴充中。K-NET 和 KiK-net 的網站地址為 http://www.kyoshin.bosai.go.jp

3.美國 USGS 和 COSMOS 數據庫 CESMD

USGS 提供的 CESMD（The Center for Engi- neering Strong Motion Data）數據庫也被各種研究廣泛使用。其目前包含兩個子數據庫：美國國內數據庫 EDC（Engineering Data Center）和國際數據庫 VDC（Virtual Data Centre）。CESMD 的數據庫最初由加州地質調查局（CGS）和美國地質調查局（USGS）共同合作完成。數據庫中的數據來源于 USGS 國家強震計劃和 CGS 加州強震儀器計劃的臺站以及地方、州和其他政府機構，甚至有部分全球范圍內的地震數據來源于國際組織。而 VDC 則由 COSMOS 提供數據。兩個數據庫有一些明顯的不同。VDC 數據庫中只包含震級大于 M5.0 的地震，并且 VDC 的數據庫并非實時更新。VDC 往往需要數日的時間才能完成數據的上傳工作，對于一些 VDC 沒有記錄到的近期地震，需要通過查看 CESMD 的快速報告得到具體的情況。

經過對兩個數據庫的綜合整理和統一工作，目前的 CESMD 數據庫根據地震發生的震源位置，將所有數據分為兩個子數據庫，分別用于美國國內和國際的地震研究。截止目前，VDC 包含全球從 1933 年至今的 813 次地震、17 181 個臺站的 63 579 條記錄，但是值得注意的是，其中中國大陸地區僅有 1997 年的4 次地震記錄，并沒有常用的汶川等國內記錄。其數據記錄文件包括未校正加速度記錄、校正加速度記錄、速度記錄、位移記錄、反應譜及校正加速度記錄傅氏譜。其加速度記錄文件包括文本頭段、整數頭段、實數頭段、注釋及數據區 5 部分，均以 ASCII 碼的格式給出。VDC 數據庫的下載地址為 http://www. strongmotioncenter.org。

4.意大利加速度數據庫 ITACA

意大利也是世界上地震活動頻發的國家，有著豐富的地震數據資源，意大利的數據被保存在 ENEA 強震數據庫中，但是數據庫中的數據并沒有統一格式和標準， 使得意大利的強震數據很難被完整地獲得。 ENEA 數據庫在 1993 年停止運行，其后歐洲數據庫的更新也只包含意大利地區 1997-1998 年間的數據，并且歐洲數據庫在 2005 年停止日常更新，2005 年以后的數據僅包含了 2008 年 3 月 29 日的冰島 6.3 級地震。在這種背景下，意大利加速度數據庫 ITACA（Italian Accelerometric Archive）于 2005 年應運而生。

    ITACA 計劃是一個意大利的國家強震數據庫計劃，目的是創建一個架構良好的、結合數據和臺站信息的數據庫。為了達到這個目的，意大利因此改進了其國家加速度臺網（the Italian National Accelerometric Network， RAN），RAN 由意大利民事保護部（the Italian Department for Civil Protection，DPC）負責設計、實現和管理。DPC 是一個意大利的國家部門，負責自然和人為原因的突發事件的管理以及相關風險的預見和預防。RAN 網絡在意大利地震最為活躍的區域布設了 500 個數字臺站，其中 192 個臺站是在舊的模擬臺站的基礎上升級而來的，臺站間距在 20 ～ 30 km 之間。

    意大利強震數據庫 ITAC A 的從2005 年開始， 到 2010 年 7 月基本完成。到2010 年 7 月為止， DPC 資助了該項目，國家地球物理與火山研究所也參與其中。這兩個項目包含若干不同領域的專家小組， 包括地震學、地質學、巖土工程、地震工程以及計算機科學。這些小組在數據庫建立的各個階段，如事件數據、記錄處理程序的更新、臺站標定、開發實際工程應用數據等階段， 將各種學科的知識結合在一起。目前， ITACA 并沒有與意大利強震臺網實時鏈接， 所以數據的上傳工作有一定的延遲是不可避免的。其網站地址為 http://itaca.mi.ingv.it

5.土耳其國家強震動數據庫 TR-NSMN

土耳其的第 1 個強震觀測儀器安裝于 1973 年，標志著由災害事務總局（ General Directorate of Disaster Affairs，GDDA）下屬的地震研究部門（Earthquake Research Department， RED）開始構建國家強震臺網。臺網在 1976 年獲得了第 1 條數據，在此以后，強震儀器經過了幾代的增加或升級，到 2009 年，已經擁有327 個臺站，并且所有的臺站都是數字記錄。

2005 年土耳其強震數據庫經過重新編譯，將土耳其國家臺網的若干地震目錄進行了綜合整理，并且根據數據的質量和執行的標準進行了歸類，同時通過對臺站進行地球物理的調查獲得了臺站的各種場地特征。

目前，土耳其強震數據庫共有從 1976 年至今的 5 644 個地震事件的 22 975 條記錄。數據庫中含有原始和校正后的震級大于 3 的地震記錄。對于校正記錄，均使用 Akkar 和 Boomer的方法進行濾波等操作。波形數據包含一個 19 行的表頭和數據向量，反應譜包含一個 19 行的表頭和從 0.01 s 到 100 s 的反應譜數據。土耳其國家強震動數據庫的網站地址為 http://kyhdata.deprem.gov.tr

6.新西蘭 GeoNet 數據庫

GeoNet 由地震委員會（ Earthquake Com- mission，EQC）、GNS 科學和新西蘭土地信息部門（Land Information New Zealand，LINZ）聯合運作。GeoNet 項目建立于 2001 年，目的在于在新西蘭建立一個現代化的地質災害監測系統。GeoNet 項目包含一個地球物理儀器網絡、自動化的軟件體系和專業的研究人員以期發現、分析和應對在大地震前發生的如地震、火山、滑坡、海嘯和緩慢變形等。

新西蘭強震數據庫包含過去發生在新西蘭的大地震的完整信息，包含高品質的數據來源和站點元數據、過去大地震的破裂模型和有明確成分分析的強震記錄。它的目的是用于科學家和工程師感興趣的大型地震建模。數據包括 1971 年 8 月—2016 年11月的5514 次地震的 51604條記錄，震級為 3.54～7.85的 70%，也反映出這兩個區域臺站的密度較高。對于同一次地震而言，獲取的記錄將會更多。

    GeoNet 的每條地震記錄由 4 個部分構成，為 Vol1、Vol2、Vol3 和 Vol4。Vol1 為原始加速度時程記錄，一個記錄包含由地震信息、臺站信息、分量方向等參數的文字、數字表頭和加速度時程記錄。Vol2 為校正后加速度時程記錄，包含濾波的截止頻率等校正信息和校正后加速度時程記錄。Vol3 記錄了阻尼比為 1%、2%、5%、10% 和 20% 對應的絕對加速度反應譜。Vol4 記錄了傅里葉幅值譜。GeoNet網站地址為 http://www.geonet.org.nz

表1.各數據庫地震數量和記錄數量統計表