DE4101169C2 - Measuring method for the compressed graphic representation of digitally registered seismological data - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren gemäß der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a measuring method according to the genus of claim 1.

Bei der Aufzeichnung und Auswertung von Erderschütterungen unterscheidet man in der Seismologie Experimente, bei de­ nen die Erschütterungen künstlich mit Hilfe von Explosio­ nen ausgelöst werden und Messungen, die der Erfassung von Erdbeben und ähnlichen Phänomenen dienen. Während bei der ersten Art der Messung der Zeitpunkt, wann das zu messende Signal auftritt, genau bekannt ist, ist man bei der letz­ teren Art der Messung darauf angewiesen, auf das Eintreten des Signals zu einem unbestimmten Zeitpunkt zu warten. Aufgrund der langen Zeiträume, die dabei abzuwarten sind, bis ein Ereignis eintrifft, werden seismologische Daten häufig nicht-kontinuierlich aufgezeichnet. Üblicherweise besitzt die Aufzeichnungsapparatur einen Vorlaufspeicher, in dem jeweils ein gewisser Zeitbereich, der typisch eini­ ge Sekunden beträgt, zwischengespeichert wird. Beim Errei­ chen eines bestimmten Kriteriums, z. B. beim Überschreiten einer vorgegebenen Amplitudenschwelle, wird eine Aufzeich­ nung ausgelöst, wobei der im Vorlaufspeicher enthaltene Signalanteil ebenfalls mitaufgezeichnet wird. Die Daten werden entweder lokal auf ein rechnerkompaktibels Medium - Band, Diskette - geschrieben oder per Datenfernübertragung an einen Zentralrechner übermittelt. Im Normalfall werden dabei zur seismischen Überwachung eines Gebietes mit mehre­ ren Stationen eingesetzt. Der Datenbestand umfaßt typi­ scherweise relativ lange Zeiträume, in denen keine Daten vorhanden sind und somit auch nicht aufgezeichnet werden. Außerdem ist davon auszugehen, daß nicht jede Aufzeichnung auch tatsächlich ein interessierendes und auswertbares Signal enthält. Beispielsweise können Erderschütterungen auftreten, die nicht-seismischer Natur sind, beispielswei­ se wenn ein Kraftfahrzeug dicht am Sensor vorbeifährt. Auch elektrische Störungen, ausgelöst durch Gewitter, kön­ nen das Vorhandensein eines seismischen Signals vortäuschen. Diese nicht-seismischen Erschütterungen lösen Datenaufzeichnungen aus, die später bei der eigentlichen Auswertung der aufgezeichneten Daten im Rahmen einer Da­ tensichtung festgestellt bzw. eliminiert werden müssen. Um die Sichtung des äußerst umfangreichen Datenbestandes zu erleichtern, wird bei bekannten Aufzeichnungsverfahren ei­ ne sogenannte Ereignisliste erstellt, wobei jeweils Anfangs- und Endzeit jeder getriggerten Aufzeichnung ver­ merkt werden. Für die Grobsichtung können dann zunächst nur die Daten dieser Ereignisliste in einen Rechner über­ tragen und ausgwertet werden.When recording and evaluating earth vibrations a distinction is made in seismology experiments, where de the vibrations artificially with the help of explosion triggers and measurements that require the detection of Earthquakes and similar phenomena. While at the first type of measurement the time when the to be measured Signal occurs, is exactly known, one is at the last Another type of measurement relies on the occurrence waiting for the signal at an indefinite time. Because of the long periods of time that have to be until an event occurs, seismological data often recorded non-continuously. Usually the recording apparatus has a pre-memory, in each of which a certain time range, typically one seconds, is buffered. When Errei chen of a certain criterion, e.g. B. when exceeding a predetermined amplitude threshold, a record triggered, whereby the contained in the preparatory memory Signal portion is also recorded. The data  are either local to a computer-compatible medium - Tape, diskette - written or by remote data transmission transmitted to a central computer. Usually be thereby for seismic surveillance of an area with several stations. The database includes typi usually relatively long periods of no data exist and are therefore not recorded. It is also assumed that not every record actually an interesting and evaluable one Contains signal. For example, earth vibrations occur that are non-seismic in nature, for example se when a motor vehicle passes close to the sensor. Electrical interference caused by thunderstorms can also the presence of a seismic signal to pretend. Solve these non-seismic shocks Data records from that later in the actual Evaluation of the recorded data as part of a da must be determined or eliminated. Around the review of the extremely extensive database facilitate, ei in known recording methods ne so-called event list created, each time Start and end time of each triggered recording ver be noticed. For rough sighting, you can then first just transfer the data from this event list to a computer wear and be evaluated.

Anhand der Ereignisliste ist es zwar möglich, die Zeit­ punkte der Triggerungen festzustellen. Allerdings erhält man außer der Dauer der Aufzeichnung keine weitere Infor­ mation über die Natur der aufgezeichneten Daten. Will man eine Entscheidung über die Brauchbarkeit der Daten treffen, so bleibt nur die zeitaufwendige grafische Dar­ stellung der Wellenformen am Bildschirm. Da die zu sich­ tenden Datenbestände oft sehr groß sind, wird für diese Art der Sichtung unverhältnismäßig viel Zeit verbraucht. Im Falle von Nachbebenregistrierungen umfaßt ein Datenbestand, der einen Zeitraum von nur wenigen Tagen abdeckt, oft über 100 Megabytes.On the basis of the event list it is possible to set the time determine the trigger points. However, receives no further information apart from the duration of the recording mation about the nature of the recorded data. You want to a decision about the usability of the data only the time-consuming graphic dar remains position of the waveforms on the screen. Because that to itself data are often very large Type of sighting consumes disproportionate time. In the case of aftershock registrations, includes a Data stock covering a period of just a few days  covers, often over 100 megabytes.

In der DE 37 33 470 C2 ist eine Datenkompression in sehr geringem Umfange vorgesehen, wobei vier Abtastwerte zu einer Einheit zusammengefaßt werden. Die dadurch erhältliche geringe Datenreduzierung bringt keinen Vorteil bei der Datensicherung.In DE 37 33 470 C2 data compression is very small scope provided, with four samples be combined into one unit. The result The small data reduction available does not bring any advantage when backing up data.

Weiterhin ist aus der "Umschau", Heft 4, 1971, Seiten 111 bis 115 die Möglichkeit angesprochen, Kenngrößen von seismologischen Ereignissen grafisch darzustellen.Furthermore, from "Umschau", Issue 4, 1971, pages 111 up to 115 addressed the possibility of parameters of to graph seismological events.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren zur komprimierten grafischen Darstellung von digital registrierten seismologischen Daten zu schaffen, bei dem durch Abspeicherung von Kenngrößen, die Datenblöcken zugeordnet sind, eine wesentliche Erleichterung der Grobsichtung der Daten möglich ist.The invention has for its object a measurement method for the compressed graphic representation of digital to create registered seismological data where by storing parameters, the data blocks are associated with a significant relief of Rough inspection of the data is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man bei einem Meßverfahren der eingangs genannten Gattung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Aus den vielen Einzeldaten, die innerhalb des Zeitraums eines Datenblocks abgespeichert werden, wird erfindungsgemäß wenigstens eine Kenngröße abgeleitet, die beispielsweise der innerhalb eines Datenblocks gemessenen maximalen Amplitude entspricht. Die Kenngröße kann jedoch auch der Energiesumme entsprechen, die aus sämtlichen Daten eines Datenblocks abgeleitet wird. Als Kenngröße kann auch eine Kennzahl festgehalten werden, die die Form von Einhüllenden der gemessenen Daten kennzeichnet. Aus der allgemeinen Signalverarbeitungsliteratur ist es bekannt, die Form von Einhüllenden unterschiedlich zu klassifizieren, wobei die verschiedenen standardisierten Kurvenformen unterschiedlich benannt sind. Hingewiesen wird hierzu auf die Veröffentlichung von Knasewich, E. R.: Rime Sequence Analysis in Geophysics, University of Alberta Press, 1981. The solution to this problem is obtained with a measuring method of the type mentioned at the outset by that in claim 1 specified characteristics. From the many individual data that saved within the period of a data block are, according to the invention, at least one parameter derived, for example, the one within a Data blocks measured maximum amplitude corresponds. The However, the parameter can also correspond to the energy sum, which is derived from all data in a data block. A key figure can also be recorded as a key figure, which is the shape of envelopes of the measured data indicates. From the general Signal processing literature is known to take the form of Classify envelopes differently, with the different standardized curve shapes different are named. Attention is drawn to the Publication by Knasewich, E. R .: Rime Sequence Analysis in Geophysics, University of Alberta Press, 1981.  

Durch die Zuordnung charakteristischer Kenngrößen zu Datenblöcken wird eine erhebliche Komprimierung der gesamten Dateninformation erreicht. Die Kenngrößen werden vorzugsweise in einem separaten Speicher abgelegt, von wo sie zur weiteren Auswertung und zur komprimierten grafischen Darstellung vom Rechner abgefragt werden können. Untersuchungen haben überraschenderweise gezeigt, daß bereits das Abspeichern der Maximalamplitude von Datenblöcken, die jeweils beispielsweise 500 Einzelereignisse in Form von Daten enthalten, sehr aussagefähige komprimierte grafische Darstellungen ermöglichen. Noch aussagekräftiger sind jedoch Kenngrößen, die den Energieinhalt bzw. den Summenwert sämtlicher in einem Datenblock enthaltenen Da­ ten angeben. Durch die Verwendung solcher Kenngrößen redu­ ziert sich die zu verarbeitende Datenmenge und damit auch die Verarbeitungszeit etwa um den Faktor 100. Bei der Grobsichtung eines großen Datenbestands, wo zunächst auf einem Bildschirm größere Zeiträume dargestellt werden, bringt dieses Meßverfahren bei drastisch vermindertem Zeitaufwand eine gleichwertige Darstellung wie die Dar­ stellung der vollständigen Wellenformen.By assigning characteristic parameters to data blocks will have a significant compression of the whole Data information reached. The parameters are preferred stored in a separate memory, from where they to further evaluation and for compressed graphical representation can be queried by the computer. Investigations have surprisingly shown that already Storage of the maximum amplitude of data blocks that 500 individual events in each  Form of data included, very meaningful compressed enable graphic representations. Even more meaningful are, however, parameters that determine the energy content or Total value of all Da contained in a data block specify ten. By using such parameters, redu adorns the amount of data to be processed and thus also the processing time by a factor of 100 Rough inspection of a large database, where initially on larger periods of time are displayed on a screen, brings this measuring method with drastically reduced Time expenditure an equivalent representation as the Dar full waveforms.

Messungen haben ergeben, daß eine Komprimierung von 400 bis 600 Abtastwerten eines Datenblocks auf z. B. eine einzige Kenngröße vorzusehen ist.Measurements have shown that a compression of 400 up to 600 samples of a data block on z. B. one Characteristic is to be provided.

Zur Erzeugung eines Monitorschriebs sind weniger als 100 Abtastwerte, vorzugsweise 50 Abtastwerte, zur Ermittlung einer Kenngröße heranzuziehen. Bei der Simulation eines solchen Monitorschriebs in digitalen Netzwerken wird die Anzahl der Abtastwerte deutlich klei­ ner gewählt als bei der Auswertung abgespeicherter Daten. Der Monitorschrieb wird traditionell in der Seismologie zu Überwachungszwecken im ungetriggerten Dauerschrieb ausgeführt. Dabei wird mit geringer Zeit- und Amplituden­ auflösung auf einer Papierwalze eine spiralförmig verlau­ fende Endlosspur gezeichnet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Papierwalze und der Vorschub des Schreiberschlittens sind dabei so eingestellt, daß ein Papierstreifen in der Regel 24 h abdeckt. Durch einen solchen Monitorschrieb ist es vor allem möglich, einen raschen Überblick über die Er­ eignisse eines Tages zu erhalten. Speziell im Zusammenhang mit seismologischen Netzwerken dient der Monitorschrieb auch dazu, zu überprüfen, ob alle Ereignisse, die auf dem Schrieb zu erkennen sind, vom netzwerk-weiten Trigger auch erfaßt wurden. Um in einem herkömmlichen digital arbeiten­ den Netzwerk einen solchen Monitorschrieb erzeugen zu können, müßten zwei Voraussetzungen erfüllt sein: Ein Digital-Analog-Wandler müßte vorhanden sein, und die nicht-getriggerten Daten müßten kontinuierlich übertragen bzw. aufgezeichnet werden. Beide Voraussetzungen sind in herkömmlichen digital arbeitenden Netzwerken normalerweise jedoch nicht erfüllt. Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist somit auch eine Simulation eines Monitor-Schriebs in digitalen Netzwerken auf einfache Weise möglich.To generate a monitor record are less than 100 samples, preferably 50 samples, to determine a parameter. At the simulation of such a monitor record in digital Networking the number of samples is significantly small ner selected than when evaluating stored data. The monitor record is traditionally used in seismology Monitoring purposes in the untriggered continuous record executed. Thereby with low time and amplitudes dissolve on a paper roller in a spiral fende endless track drawn. The speed of rotation the paper roller and the feed of the pen carriage are set so that a paper strip in the Usually covers 24 h. Through such a monitor record Above all, it is possible to get a quick overview of the Er events one day. Especially in the context the monitor record is used with seismological networks also to check that all events on the  Wrote can be recognized by the network-wide trigger too were recorded. To work in a conventional digital to generate such a monitor record in the network two conditions should be met: A Digital-to-analog converter should be available, and that untriggered data would have to be transmitted continuously or recorded. Both requirements are in conventional digital networks however not met. With the procedure described here is therefore also a simulation of a monitor record in digital networks possible in a simple way.

Je nach Anwendungsfall und Anforderungen für die gewünsch­ te Grobsichtung und spätere Auswertung können pro Daten­ block aus N Abtastwerten mehrere Kenngrößen ermittelt und abgespeichert werden. Dadurch kann beispielsweise mittels einer Kenngröße eine erste Grobsichtung durchgeführt werden, wobei weitere Kenngrößen zur näheren Untersuchung im Rahmen der Grobsichtung an interessierenden Zeitab­ schnitten zusätzlich herangezogen werden können.Depending on the application and requirements for the desired Te rough inspection and later evaluation can be done per data block determined from N samples several parameters and can be saved. As a result, for example performed a first rough inspection of a parameter be, with further parameters for closer examination as part of the rough inspection of the time of interest cuts can also be used.

Ein Datenblock umfaßt vorzugsweise eine Zeitspanne von ei­ nigen Sekunden, so daß Zeitabschnitten von einigen Sekun­ den wenigstens jeweils eine Kenngröße zugeordnet werden kann.A data block preferably comprises a time period of ei few seconds, so that periods of a few seconds to which at least one parameter is assigned can.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen an­ hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on the drawings hand explained in more detail by exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Meßaufbau zur Durchführung eines erfindungs­ gemäßen Meßverfahrens, Fig. 1 shows a measuring setup for performing a measuring method according to the Invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzip des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the principle of the measuring method according to the invention,

Fig. 3 ein Funktionsdiagramm zur Berechnung einer Kenn­ zahl für die Charakterisierung der Einhüllenden der Daten eines Datenblocks, Fig. 3 is a functional diagram for calculating a characteristic number for characterizing the envelope of the data of a data block,

Fig. 4 sechs unterschiedliche Standardfunktionen zur Be­ schreibung der Form der Einhüllenden der Daten eines Datenblocks, Fig. 4 six different standard functions Be sensitive to the shape of the envelope of the data of a data block,

Fig. 5 eine Übersichtsdarstellung von getriggerten Seis­ mogrammen in herkömmlicher Darstellung (Stand der Technik), Fig. 5 is an overview illustration of triggered Seis mogrammen in conventional representation (prior art),

Fig. 6 eine Darstellung der gleichen Meßdaten wie in Fig. 5, jedoch dargestellt mit Hilfe von separat gespei­ cherten Maximalamplituden-Informationen als erfindungsge­ mäße Kenngrößen, Fig. 6 is a representation of the same measured data as shown in Fig. 5, but shown with the aid of separately vomit cherten maximum amplitude information as erfindungsge Permitted parameters,

Fig. 7 eine Darstellung der Einhüllenden mit Hilfe der Maximalamplituden-Information gemäß Fig. 6 bei stark ver­ feinerter seitlicher Auflösung, Fig. 7 is an illustration of the envelope by means of the maximum amplitude information shown in FIG. 6 side with strongly ver feinerter resolution,

Fig. 8 eine vollständige Wellenform-Darstellung des Da­ tensatzes von Fig. 7 und Fig. 8 is a complete waveform representation of the data set of Fig. 7 and

Fig. 9 eine Simulation eines analogen Monitor-Schriebes mit Hilfe von N Daten pro Datensatz, wobei N = 50 gewählt worden ist. Fig. 9 is a simulation of an analog monitor Schriebes with the aid of data per record N, where N = is selected 50th

Der in Fig. 1 stark vereinfachte prinzipielle Aufbau ei­ ner Meßanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens besteht aus einer Rechen- und Speicherein­ heit 1, einem Drucker 2, einem Sichtgerät 3 und mehreren Sensoren, von denen lediglich ein Sensor 4 hier darge­ stellt ist. An mehreren entfernten Meßorten können weitere Sensoren und Meßeinrichtungen angeordnet sein, die unter­ einander zwecks Datenaustausch miteinander verbunden sind. The greatly simplified basic structure in FIG. 1 of a measuring arrangement for carrying out the measuring method according to the invention consists of a computing and memory unit 1 , a printer 2 , a display device 3 and several sensors, of which only one sensor 4 is shown here. At several distant measuring locations, further sensors and measuring devices can be arranged, which are interconnected for the purpose of data exchange.

Die zentrale Rechen- und Speichereinheit 1 beinhaltet ein Band-Aufzeichnungsgerät 5 und wenigstens einen digitalen Speicher 6 mit wahlfreiem Zugriff, der als Lese­ schreibspeicher ausgebildet ist. Der Speicher 6 kann in unterschiedliche Speicherabschnitte unterteilt sein, je­ doch besteht auch die Möglichkeit, für separat zu verar­ beitende Daten einen separaten Kenngrößenspeicher 7 vorzusehen.The central computing and storage unit 1 includes a tape recorder 5 and at least one digital memory 6 with random access, which is designed as a read-write memory. The memory 6 can be divided into different memory sections, but there is also the possibility of providing a separate parameter memory 7 for data to be processed separately.

Anhand von Fig. 2 wird nun zunächst das Prinzip des er­ findungsgemäßen Meßverfahrens erläutert.The principle of the measuring method according to the invention will now be explained with reference to FIG. 2.

Bereits bei der Datenerfassung wird der Datenstrom, der von den Sensoren zum Zentralrechner übertragen wird, in einzelne Blöcke aufgeteilt, die jeweils N Abtastwerte umfassen. Pro Datenblock werden nur einige Kenngrößen errechnet, die zur groben Visualisierung der in den jewei­ ligen Block enthaltenen Wellenform ausreichend sind. Diese Kenngrößen werden von den "Rohdaten" separiert und stehen zur unabhängigen Speicherung, Übertragung und Weiterverar­ beitung zur Verfügung. Durch die Möglichkeit des unabhän­ gigen Zugriffs auf die Kenngrößendaten im Kenngrößenspei­ cher 7 kann in der Phase der Grobsichtung auf einen Zu­ griff auf die vollständigen Wellenformdaten ganz verzich­ tet werden.Already during data acquisition, the data stream that is transmitted from the sensors to the central computer is divided into individual blocks, each of which comprises N samples. Only a few parameters are calculated for each data block, which are sufficient to roughly visualize the waveform contained in the respective block. These parameters are separated from the "raw data" and are available for independent storage, transmission and further processing. The possibility of inde Gigen access to the characteristic data in Kenngrößenspei cher 7 can at the stage of Grobsichtung to a tet are very verzich to the full waveform data to handle.

Die Wahl von N beeinflußt die Effizienz des Verfahrens. Wird N zu groß gewählt, so deckt ein Kenngrößenwert einen zu großen Zeitbereich ab, wodurch eine hinreichend gute Annäherung an den tatsächlichen Signalverlauf nicht mehr möglich ist. Wird N zu klein gewählt, ergibt sich ein zu geringer Kompressionsfaktor, so daß der Rechenaufwand zur Erzeugung der Kenngrößen nicht mehr gerechtfertigt ist. Im Fall der nachfolgenden Ausführungsbeispiele wurde pro Da­ tenblock eine Anzahl von N = 500 Abtastwerten gewählt.The choice of N affects the efficiency of the process. If N is chosen too large, a parameter value covers one too large time range, making a sufficiently good one No longer approximation to the actual signal curve is possible. If N is chosen too small, the result is too low compression factor, so that the computing effort for Generation of the parameters is no longer justified. in the Case of the following exemplary embodiments was per Da ten block selected a number of N = 500 samples.

Bei der Berechnung der Kenngrößen muß berücksichtigt werden, daß mit ihrer Hilfe eine möglichst gute qualitati­ ve Annäherung an die in einem Datenblock enthaltene Wel­ lenform ermöglicht wird. Es kommt dabei jedoch nicht dar­ auf an, eine Datenkompression in der Weise durchzuführen, daß eine verlustfreie Wiedergewinnung der Originaldaten aus dem komprimierten Datenbestand möglich sein sollte. Vielmehr müssen die Kenngrößen bzw. die Datenkompression so gewählt werden, daß eine schnelle Grobsichtung anhand der Kenngrößen möglich ist, wobei die Berechnung der Kenngrößen mit einem möglichst geringen Rechenaufwand durchgeführt werden sollte.Must be taken into account when calculating the parameters  be that with their help the best possible qualitati ve approximation to the world contained in a data block lenform is made possible. However, it does not come out on starting to perform data compression in the way that lossless recovery of the original data should be possible from the compressed database. Rather, the parameters or the data compression be chosen so that a quick rough inspection based on of the parameters is possible, the calculation of the Characteristics with the least possible computing effort should be done.

Bereits mit einer einzigen Kenngröße pro Datenblock, näm­ lich mit der Maximalamplitude als Kenngröße, läßt sich ei­ ne ausreichende Annäherung an die Wellenform erreichen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Funktionseinheit 10 wird pro Datenblock eine Anzahl von N Abtastwerten erzeugt, die sämtliche als Rohdaten im Speicher 6 (Fig. 1) oder auf das Magnetband 5 abgespeichert werden. Aus den N Abtast­ werten wird in einer Funktionseinheit 11 als Kenngröße beispielsweise die Maximalamplitude ABSMAX aus jeweils N Abtastwerten ermittelt. Die Maximalamplitude ABSMAX wird dann einem separaten Speicher 7 (Fig. 1) zugeführt, um von dort für die Grobsichtung weiterverarbeitet werden zu können.A sufficient approximation to the waveform can be achieved with just a single parameter per data block, namely with the maximum amplitude as a parameter. In the functional unit 10 shown in FIG. 2, a number of N samples are generated per data block, all of which are stored as raw data in the memory 6 ( FIG. 1) or on the magnetic tape 5 . From the N samples, the maximum amplitude ABSMAX is determined from N samples in each case in a function unit 11 as a parameter. The maximum amplitude ABSMAX is then fed to a separate memory 7 ( FIG. 1) in order to be able to be further processed from there for the rough inspection.

Fig. 3 gibt das Verfahren zur Erzeugung einer Kennzahl als Kenngröße an, mit der die Form der Einhüllenden der in einem Datenblock auftretenden Abtastwerte klassifiziert wird. Zunächst wird der Rohdatensatz X(i) gleichgerichtet, so daß die Beträge der Einzeldaten mit Y(i) bezeichnet wer­ den können. Mittels Tiefpaßfilterung erhält man dann die Funktion der Hüllkurve H(i) für jeden Abtastwert von i = 1 bis N. Für die Bildung der Einhüllenden liegt C im Be­ reich 0,2 bis 0,3. Aus der im Funktionsblock 12 in der Zeichnung angegebenen Gleichung läßt sich nun der Koeffi­ zient K(m) berechnen wobei M Musterfunktionen vorgegeben sind, wobei als Kennzahl das m gewählt wird, dessen Koef­ fizient K(m) den kleinsten Wert hat. Fig. 3 shows the method of generating an index as a parameter with which the shape of the envelope is classified of samples occurring in a data block. First, the raw data record X (i) is rectified, so that the amounts of the individual data can be designated Y (i). By means of low-pass filtering, the function of the envelope curve H (i) is then obtained for each sample value from i = 1 to N. For the formation of the envelope, C is in the range 0.2 to 0.3. From the equation given in the function block 12 in the drawing, the coefficient K (m) can now be calculated, where M sample functions are specified, the m being selected as the characteristic number, the coefficient K (m) of which has the smallest value.

Einige Beispiele von Musterfunktionen sind in Fig. 4 angegeben.Some examples of pattern functions are given in FIG. 4.

Die Berechnung einer Kennzahl für die Charakterisierung der Einhüllenden hat den Vorteil, daß bei der Grob- Visualisierung eine wesentlich bessere Annäherung an den tatsächlichen Verlauf der Hüllkurve erreicht wird als bei der Methode unter Verwendung der Maximalamplitude. Es wird entsprechend der jeweiligen Kennzahl eine schematisierte Kurvenform, z. B. Rechteck, gleichwinkliges Dreieck, gezeichnet. In der Praxis reichen einige wenige charakte­ ristischen Musterfunktionen aus, wobei zur Beschreibung der Form der Einhüllenden auf Namen von Fensterfunktionen zurückgegriffen wird, die aus der allgemeinen Signalverarbeitungs-Literatur bekannt sind. Hierzu wird nochmals auf die Abhandlung von Kanasewich hingewiesen. Die in Fig. 4 beispielhaft dargestellten Musterfunktionen stellt nur einen Ausschnitt der möglichen Musterfunktionen dar. Vorzugsweise werden zur Charakterisierung der Einhül­ lenden 15 bis 20 Musterfunktionen herangezogen.The calculation of a key figure for the characterization of the envelope has the advantage that a much better approximation to the actual course of the envelope is achieved in the rough visualization than in the method using the maximum amplitude. A schematic curve shape, e.g. B. Rectangle, equilateral triangle. In practice, a few characteristic pattern functions are sufficient, and names of window functions which are known from the general signal processing literature are used to describe the shape of the envelope. In this regard, reference is again made to the paper by Kanasewich. The sample functions shown by way of example in FIG. 4 represent only a section of the possible sample functions. Preferably 15 to 20 sample functions are used to characterize the envelopes.

In Bild 5 ist ein Übersichtsbild dargestellt, wie es sich typischerweise bei einer Nachbebenregistrierung ergibt. Dabei treten relativ viele Ereignisse innerhalb einer kur­ zen Zeitspanne auf. In Fig. 5 ist ein Zeitraum von ca. 1 1/2 h dargestellt, und zwar etwa 14.51 Uhr bis 16.20 Uhr. Das Schaubild zeigt die Daten von vier Erdbebensta­ tionen mit den Stationsnummern 010, 011, 012 und 013, die jeweils drei Kanäle ch0, ch1 und ch2 aufgezeichnet haben. Die Darstellung gemäß Fig. 5 wurde auf herkömmliche Weise erzeugt, d. h. es wurde jeweils die Wellenform des Seismo­ gramms gezeichnet. Figure 5 shows an overview of the typical results of an aftershock registration. A relatively large number of events occur within a short period of time. In Fig. 5, a period of about 1 1/2 h is shown, specifically about 14:51 to 16:20. The diagram shows the data from four earthquake stations with station numbers 010 , 011 , 012 and 013 , each of which recorded three channels ch0, ch1 and ch2. The illustration in Fig. 5 was produced in a conventional manner, that is, it was in each case the waveform of the Seismo program drawn.

Fig. 6 zeigt den gleichen Zeitraum, jedoch mit der erfin­ dungsgemäßen Darstellung der separat gespeicherten Maximalamplituden pro Datenblock. Es zeigt sich dabei, daß diese Art der Darstellung praktisch keinen Informati­ onsverlust gegenüber der herkömmlichen Darstellung gemäß Fig. 5 bedeutet. Fig. 6 shows the same time period, but with the inventive representation of the separately stored maximum amplitudes per data block. It turns out that this type of representation means practically no information loss compared to the conventional representation according to FIG. 5.

Verfeinert man die zeitliche Auflösung, so wird die Kom­ primierung der Daten dadurch sichtbar, daß das Seismo­ gramm Lücken aufweist. In Fig. 7 ist eine stark verfei­ nerte zeitliche Auflösung zur Darstellung der Einhüllenden mit Hilfe der Maximalamplituden-Information angegeben. Es werden also hier die in Fig. 6 dargestellten Daten mit deutlich größerer Auflösung dargestellt. Das Zeitfenster beträgt nur noch ca. 10 Minuten.If the temporal resolution is refined, the compression of the data becomes visible in that the seismogram has gaps. In Fig. 7, a greatly refined temporal resolution is shown to represent the envelope using the maximum amplitude information. The data shown in FIG. 6 are therefore shown here with a significantly higher resolution. The time window is only about 10 minutes.

In Fig. 8 ist eine Darstellung der vollständigen Wellen­ formen mit entsprechend verfeinerter zeitlicher Auflösung angegeben. Der Vergleich mit Fig. 7 zeigt, daß trotz der dort vorhandenen Lücken dennoch eine aussagekräftige Grob- Sichtung möglich ist.In FIG. 8 is an illustration of the full wave form is refined with corresponding temporal resolution specified. The comparison with FIG. 7 shows that despite the gaps present there, a meaningful rough view is nevertheless possible.

In Fig. 9 ist ein sogenannter Monitorschrieb dargestellt, der traditionell in der Seismologie als ungetriggerter Dauerschrieb zu Überwachungszwecken aufgezeichnet wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Monitorschrieb, bei dem eine Anzahl von N = 50 Abtastwerten pro Datenblock zur Ermittlung der Ma­ ximalamplitude aus den jeweils N Abtastwerten verwendet worden ist. Die Werte der Maximalamplituden wurden separat abgespeichert. Durch die getrennte Abspeicherung ist es möglich, die Monitor-Daten in regelmäßigen Abständen ge­ sondert zu übertragen. Bei geeigneter Darstellung auf dem Rechner ist mit diesen Daten eine sehr gute Annäherung an das Erscheinungsbild eines analogen Monitorschriebs möglich. In Fig. 9 ist mit diesem erfindungsgemäßen Ver­ fahren ein Zeitraum von 10 Stunden auf einer einzigen Sei­ te aufgezeichnet. FIG. 9 shows a so-called monitor record, which is traditionally recorded in seismology as an untriggered permanent record for monitoring purposes. The exemplary embodiment shown here is a monitor record in which a number of N = 50 samples per data block has been used to determine the maximum amplitude from the N samples in each case. The values of the maximum amplitudes were saved separately. The separate storage makes it possible to transmit the monitor data separately at regular intervals. With a suitable representation on the computer, this data enables a very good approximation to the appearance of an analog monitor record. In Fig. 9 with this method according to the invention, a period of 10 hours is recorded on a single page.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können abgewandelt und auch verfeinert werden. Insbesondere können weitere Kenngrößen zur Charakterisierung der Daten ermittelt und aufgezeichnet werden. Weitere Kenngrößen, die zu einer noch besseren Annäherung führen können sind:The exemplary embodiments described can be modified and also be refined. In particular, others Characteristics for characterizing the data determined and to be recorded. Other parameters that lead to a can lead to even better approximation are:

• - Die Energiesumme der in einem Datenblock enthaltenen Abtastwerte.- The energy sum of those contained in a data block Samples.
• - Der Index desjenigen Datenwertes innerhalb des Datenblocks, der die Maximalamplitude aufweist.- The index of the data value within the Data block that has the maximum amplitude.

Claims (5)

1. Meßverfahren zur komprimierten grafischen Darstellung von digital registrierten seismologischen Daten, hervorgerufen durch natürliche oder künstlich erzeugte Erderschütterungen, bei dem die Amplitudenwerte von erschütterungsbedingten Ereignissen mittels eines Magnetbandspeichers oder eines anderen Speichermediums über einen großen Zeitraum aufgezeichnet werden, wobei die innerhalb einzelner Zeitabschitte als eine Vielzahl von N Abtastwerten ermittelten Daten Datenblöcke bilden, aus denen die Maximalamplitude (ABSMAX) oder eine sonstige datenblockspezifische Kenngröße pro Datenblock abgeleitet wird, wobei die Kenngrößen mehrerer aufeinanderfolgender Datenblöcke in einem Kenngrößenspeicher abgelegt und aus diesem zur komprimierten grafischen Darstellung ausgelesen und zur Anzeige gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur visuellen Darstellung mittels Drucker (2) oder Plotter jeder Datenblock die Daten zu den N Abtastwerten (X i) derart enthält, daß 400 < N < 600 gilt und daß zur Erzeugung eines Monitorschriebs N < 100 ist.1. Measuring method for the compressed graphic representation of digitally registered seismological data, caused by natural or artificially generated earth vibrations, in which the amplitude values of vibration-related events are recorded over a long period of time by means of a magnetic tape memory or another storage medium, the being within a single time interval as a multitude data determined from N samples form data blocks from which the maximum amplitude (ABSMAX) or another data block-specific parameter per data block is derived, the parameters of a plurality of successive data blocks being stored in a parameter memory and read out from this for compressed graphic display and displayed, thereby characterized in that for visual display using a printer ( 2 ) or plotter, each data block contains the data for the N samples (X i) in such a way that 400 <N < 600 applies and that N <100 is required to generate a monitor record. 2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als datenblockspezifische Kenngröße die Energiesumme pro Datenblock abgeleitet und abgespeichert wird.2. Measuring method according to claim 1, characterized in that the energy sum as a data block-specific parameter is derived and saved for each data block. 3. Meßverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kenngrößen pro Datenblock aus N Abtastwerten ermittelt und gespeichert werden. 3. Measuring method according to one of the preceding claims, characterized in that several parameters per Data block determined from N samples and stored become.   4. Meßverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche zur visuellen Darstellung mittels Drucker (2) oder Plotter, gekennzeichnet durch N = 500.4. Measuring method according to one of the preceding claims for visual display by means of a printer ( 2 ) or plotter, characterized by N = 500. 5. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Erzeugung eines Monitorschriebs, gekennzeichnet durch N = 50.5. Measuring method according to one of claims 1 to 3 for Generation of a monitor record, characterized by N = 50.