京 都 大 学 防 災 研 究 所 年 報 第 50 号 B 平 成 19 年 4 月
Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 50 B, 2007

微小地震観測データのデータベース化とその検索システムの製作
大見士朗
要旨

日本国内の微小地震観測の事実上の標準フォーマットとなったWINフォーマットが提案されてから，2007年時点で10年以上が経過している。地震予知研究センターで最初にWIN
フォーマットを採用したのは，1995年の兵庫県南部地震の緊急合同余震観測の際であるが，その後，定常微小地震観測網のデータ処理システムとしてもWINフォーマットを採用し，すでに大量のデータが蓄積されている。今回，これらの定常観測や合同観測のデータ，さらにはWINフォーマット以前の過去の観測データにフォーマット変換を施したもの等を，大容量ディスク上にオンラインで保持し，その上でこれらの中から必要なデータをウェブベースで検索しダウンロードするシステムを試作したので報告する。

キーワード: WINフォーマット，イベント検索システム，データダウンロード，WWW

1.

はじめにたデータは，MO(Magneto Optical Disc)やCD(CompactDisc)，さらにはDVD(Digital Versatile Disc)などの主

日本国内の微小地震観測の事実上の標準フォーマにオフラインのメディアに格納されて，利用者の便ットとなったWINフォーマットが提案されてから10に供されてきた。しかしながら，観測開始以来の時年以上が経過した（たとえば，卜部ら，1990；卜部・間の経過や，昨今の微小地震観測網の充実や合同観

束田，1992；卜部，1994，等）。京都大学防災研究

測の大規模化などにより，蓄積されたデータ量は増所附属地震予知研究センター（以下，京大防災研と加の一途をたどり，加えて，これらのメディアの管いう）で最初にWINフォーマットを採用したのは，理の問題やメディアそのものの劣化によるデータ消平成7年兵庫県南部地震の緊急合同余震観測（Hirata

失等，データ散逸の危険性も次第に高まっている。

et al., 1996）の際であるが，その後，定常微小地震観

このようなことから，オフラインのメディアを通じ測網のデータ処理システムとしてもWINフォーマッてのデータ提供のサービスは限界に近づいているとトを採用し，順次システムの整備をおこなってきた考えられてきた。
そのような中で，昨今のディスクアレイの大容量（大見ら，1999）。
また，京大防災研がデータの取得を担当した，地化と低価格化は著しく，すべての観測データをディ震予知研究計画等に基づく数度の全国合同地震観測スクアレイ上にオンラインで保持することも検討ににおいても，WINフォーマットによる地震観測デー値する状況となってきた。ちなみに，京大防災研で，タの取得がなされた。これらの合同観測には，1995

WINフォーマット導入以来の微小地震定常観測網で年～1996年の兵庫県南部地震合同余震観測（たとえ取得されたイベントデータの蓄積量を試算してみる

ば，大学合同地震観測班，1996），1996年～1997年と，2005年末の段階でCDが約1200枚，DVDが約160の飛騨合同観測（たとえば，大学合同観測班，1997），枚であり，総容量は約1.5TBに過ぎないことがわかっ2002年～2004年の西南日本合同観測（西南日本大学た。そのため，今回，これらの定常観測や合同観測

合同地震観測グループ，2002），さらには，2004年のデータをディスクアレイ上にオンラインで保持し，～2008年の歪集中帯自然地震合同観測（歪集中帯大その上でこれらの中から必要なデータをウェブベー学合同地震観測グループ，2006）などが含まれていスで検索しダウンロードするシステムを試作したのる。

で報告する。

定常観測や，これらの合同観測によって取得され－ 303 －2.

システムの概要

Table 1 Contents of the database table for event search.

本システムに使用したハードウエアは汎用のもの

・ Serial number of the earthquake
・ Origin time, hypocenter location, andmagnitude of the earthquake
・ Estimation error of origin time andhypocenter location
・ Number of P and S phase picks
・ RMS residual of P and S travel time・ Seismic analyst who read the phase arrival
・ WIN format waveform file name・ WIN format pick file name

で以下のような仕様のものである。CPUとしては一般のIBM PC/AT互換機仕様のPCにフリーのPC-UNIXである，FreeBSDを搭載したものを使用し，これに容量が１TB～４TB程度の外付けのRAID５のディスクアレイをSCSI接続している。
ここで検索の対象とするデータは，WINフォーマットで取得されたイベント波形データファイルと，それに付随する検測データファイルである。必要とするデータを検索するためには，対象データの「データベース」とそれを検索するための「検索エンジ

Table 2 An example of input parameters for ‘satsort2’ン」が必要であるが，ここでは，特別なデータベー

program. The ‘satsort2’ program looks up the databaseス用ソフトウエアは使用せず，大見（1999）で報告

file and select earthquakes with various criteria shown

した，検索システム（以下，SATSORTシステムといin this parameter file.

う）をベースにしたものを利用した。SATSORTシス
テムは，WINフォーマットデータのデータベースの作成，その検索，さらにはそれを用いたデータコピーなどをコマンドラインベースで行うための，C言語で記述されたプログラム群から構成されている。
さらに，本システム用に，SATSORTシステムをベースとした検索システムをウェブ上で対話的に利用するためのCGIをperlで作成した。CGIでは，検索のためのパラメタを対話的に設定した後，これをSATSORTシステムに渡し，その実行結果を受け取る。
さらに，その検索結果を用いて必要なデータを抽出し，ユーザに渡すためのアーカイブファイルを作成するなどの機能を実装した。

Parameter
Comment
dbname=hypodb.ktj
Data file name for serach
date1=20041101000000 Beginning of the period
date2=20060101000000 End of the period
npckmin=5
Min. number of total pick data
npmin=1
Min. number of total pick data
nsmin=1
Min. number of total pick data
latmin=34.903300
Southern margin of the area
latmax=34.96300
Northern margin of the area
lonmin=135.344700
Western margin of the arealonmax=135.419900
Eastern margin of the area
depmin=0.000000
Min. value of the depth
depmax=8.000000
Max. value of the depth
magmin=2.500000
Min. magnitude
magmax=9.000000
Max. magnitude
dxmax=1.000000
Max. location error in EW (km)dymax=1.000000
Max. location error in NS (km)dzmax=2.000000
Max. location error in depth (km)rmspmax=0.500000
Max. RMS residual of P travel time
rmssmax=1.000000
Max. RMS residual of S travel timeuseautopick=0
Use automatic located events or not
hypofile=satsort.out
Output file nameFig.1 An example of a WIN format pick file and search keys included in the database. *1, *2, *3, *4, *5. and *6
denote WIN waveform filename, name of the seismic analyst, hypocenter location, location error, number ofpicks, and RMS residuals of the P- and S- travel time, respectively.

－ 304 －Fig.2 An example of database maintenance procedure. (a) First, catalogue of WIN format pickfiles considered
are made. (b) Then, unique serial ID is added to each event. (c) Finally, database file including search keys
described in Table 1 is generated.

Fig.3 Example of command line base SATSORT system. (a) An input parameter file described in Table 2 isprepared. (b) Then run ‘satsort2’ program. (c) Selected hypocenter list, which is one of the outputs of SATSORTsystem. (d) List of waveform and pick files of selected earthquakes, that are also the outputs of SATSORTsystem, which are input for the data extraction procedure.

－ 305 －3. 検索用データベースの作成と検索プログ
ラム
検索用のデータベースは，SATSORTシステムのそれに準じており，WINフォーマット検測ファイル１個（すなわち，イベント1個）につき，１レコードのインデックスを作成したものを使用する。各レコードに含まれる情報は，検測ファイル名，対応する波形ファイル名，検測者，震源要素とその誤差，PやSの検測数，などである（Table 1 および Fig.1）。これらの項目に，データベース内で一意になるようにした地震番号を付したもの当該イベントのレコード

Fig.5 Start-up screen of the database search system.とし，これらをまとめて検索用のデータベースとす

User authentication is required.

る。なお，ここで作成するデータベースは，波形データや検測データへのポインタを示しているだけで，波形や検測データそのものをデータベース内に取り込んでいるわけではない。
データベースの作成手順は以下のようになっている。まず，検測ファイルの一覧表を作り，含まれる波形ファイルの時刻順にソートする。次に，この表の各エントリに，データベース内で一意となる地震番号を付す。最後に，各検測ファイルの内容を調べ，地震番号とともに必要な項目を出力する。Fig.2 には，データベースファイル作成における各ステップの中間ファイルと最終的なデータベースファイルの例を示す。データベースの作成は検索システムとは独立

Fig.6a Top page of the data search system after user

しており，データの更新等に同期して随時行われる。

authentication is completed.

Fig.4 Configuration of CGI programs that forms thesearch engine.

Fig.6b Outline of the CGI module that generates thescreen shown in Fig.6a. It also contains the user
information management procedure (pwmng.cgi).

－ 306 －SATSORTシステムでは，Table 2 に示すような検索パラメタを記述したテキストファイルを作成し，検4. ウェブベースでの検索とダウンロードのためのシステム

索プログラムに渡すことで，主たる出力である震源
リストのほか，ダウンロードすべき波形ファイルやウェブ上で対話的に検索とダウンロードを行うた

検 測 フ ァ イ ル の リ ス ト が 作 成 さ れ る 。 Fig.3 にめのCGIをperlで記述した。Fig.4 に作成したCGIの動SATSORTシステムでの実行例を示す。今回開発した

作の流れの概略を示す。本システムはperlで記述されシステムでは，検索プログラムを走らせる部分は，た複数のCGIプログラムと，その中から呼ばれるいくCGIからこのプログラムを呼ぶような構成とした。まつかのC言語で記述されたプログラムから構成された，ダウンロードのためのファイルリストを使用している。Fig.5に起動時の画面の例を示す。これは，て必要なファイルを取得する部分はSATSORTシス

SATARNシステム（大見ら，1999）のデータサーバ

テムでは専用のコマンドラインベースのプログラムでの稼動例である。ユーザ認証を行うのは，複数ユが用意されているが，今回のシステムではこの機能ーザが同時に利用することを考慮して，各ユーザのはCGIに実装した。

作業領域を分離するためである。ユーザ認証が終了するとFig.6aのようなトップページになる。Fig.6b はFig.6aの画面を出力するCGIの構成の概略である．
Fig.7a および Fig.7b は検索パラメタの入力を行う
ページとそれを実現するCGIモジュールの概要である。パラメタを入力して検索を実行すると，Fig.8a のような画面になる。これは，ダウンロードするデータの総量を調節するためのページである。データベースの母集団が大きいため，検索パラメタの設定によっては大量のイベントがヒットする事態も想定され，そのような場合にはダウンロードのためのシステムへの負荷が大きくなり望ましくない。そのため，Fig.7a Screen for setting data search parameters.

あらかじめ，一回にダウンロードできるデータ容量の上限を設定してあり，検索の結果，ダウンロードするデータ容量がこの制限を超える際には警告を発し，制限内に収まるようにパラメタの調整を行うことをユーザに促す。ダウンロード容量が制限内の時のみ，実際のデータコピー作業が許可される。Fig.8bにはこれを実現するCGIの構成を示す。
データのダウンロードのジョブが投入される とFig.9a のような画面が表示され，ダウンロードしたファイルのリンク先が表示される。実際のダウンロード用ファイルの作成には一定時間を要するため，リンク先をあらかじめ表示しておき，ファイル作成作業が終了するとユーザにメールで通知する。Fig.9bで構成を示すCGIが，ダウンロード用ファイルの作成やメールの発信等の作業を行なうスクリプトファイルを作成する。これらのスクリプトファイルは，定期的にcronで起動されるコマンドにより収集され，バックグラウンドで実行される。作業領域の膨張を防ぐため，作成されたダウンロード用ファイルは一Fig.7b Outline of the CGI module that generates the

定時間が経過すると自動的に消去されるようになっscreen shown in Fig.7a.ており，ユーザに発信されるメールは，ファイルのリンク先とともに制限時間内にダウンロードを行うようにユーザに促す内容になっている（Fig.10）。
付 録 に 本 シ ス テ ム で 使 用 す る CGI モ ジ ュ ー ル と－ 307 －そこから呼ばれるC言語で記述されたプログラム，さらに必要な設定ファイル等の一覧を示す。

5.

本システムの運用の実例

本システム上で，2007年3月現在提供中のデータはTable 3に示すデータセットである。付録にそれぞれのデータベースに含まれる地震の震源分布を示す。
このほか，歪集中帯合同観測の自然地震観測（歪集中帯大学合同地震観測グループ，2005）のデータサーバ上でも簡略版が稼動している。歪集中帯合同観測では，多点の定常および臨時微小地震観測点のデFig.8a Screen for adjusting archive file size. Whenータを取得しており，独自に地震のトリガ判定を行

archive file size is within the limit, you can proceed toって取得するデータのほか，気象庁カタログやQEDthe data extraction screen shown in Fig.9a.

カタログに基づくイベントデータも収集している。

Fig.9a A screen that tells the data extraction procedure
is submitted to the system. After the extraction iscompleted, you will receive an E-mail.

Fig.8b Outline of the CGI module that generates thescreen shown in Fig.8a. This module calls the‘satsort2’ program, which is the data search engine
itself.

Fig.9b Outline of the CGI module that generates thescreen shown in Fig.9a. Script files generated by theCGI module are collected and executed by a cron job
periodically.

－ 308 －Table 3 List of databases available on March 2007.
KTJ, HKJ, ABU, TTT, TKS, and UJI are those forroutinely observation, while HYG1, HYG2, HIDA,and SWJ are those from joint observation conductedby Japanese National Universities.
Database
KTJ
HKJ
ABU
TTTTKS
UJI
HYG1
HYG2
HIDA
SWJ

Description
Kamitakara Obs.
Hokuriku Obs.
Abuyama Obs.
Tottori Obs.
Tokushima Obs.
SATARN UJI
Southern Hyogo (1)Southern Hyogo (2)GROUPS-96 Hida
SEINAN GODO

Period1995/07 - 2004/10
1995/07 - 1998/07
1995/04 - 2001/12
1995/06 - 2001/12
1996/05 - 2002/03
1995/04 – 2004/10
1995/01 - 1995/04
1995/10 – 1996/01
1996/07 – 1996/10
2001/01 – 2004/05

Fig.10 An E-mail is sent to the user when data
extraction is completed to request prompt download.

謝辞
同システムでは，これらを別々のデータベースとして管理し，かつ，新しいイベントの発生とともにデ本システムで使用中の大容量ディスクシステムのータベースの更新を行いながらユーザにデータを提導入に際しては，平成18年度の地震予知研究センタ供している。

ー「研究基盤形成課題」からの援助をいただいた。
また，上宝，北陸観測所の平野ら（1993）による地

6.

おわりに

震波形データおよび宮崎観測所の地震波形データの使用については，同課題の中で，伊藤 潔，森井 亙，WINフォーマットで保存されているデータを，ウェブ上で対話的に検索しながら，ダウンロードする

寺石真弘，和田博夫，平野憲雄，三浦 勉の各氏のご協力をいただいた。記してお礼を申し上げる。

システムを試作した。本システムでは，検索対象と参考文献なるデータベースを複数用意できることから，たとえば，定常地震観測と臨時地震観測等，別々のプロジェクトで作成されたデータセットを，単一のシス

卜部 卓・石桁征夫・溝上恵 (1990)： 新世代の微小テム上に搭載して検索することができる。現在，WIN

地震テレメータ・システムの試み - 2．波形データ

フォーマットで蓄積された定常地震観測や種々の合の分散処理-，地震学会講演予稿集，No.2，C67．

同観測のデータだけでなく，WINフォーマット以前

卜部 卓・束田進也 (1992)： win – 微小地震観測網のデータについても，フォーマットを変換すること

波形験測支援のためのワークステーション・プログにより本システムに搭載する作業を進めている。後ラム（強化版），地震学会講演予稿集，No.2，P41．

者の例としては，平野ら（1993）によるパソコンと卜部 卓 (1994)： 多チャンネル地震波形データのた光ディスクを用いた微小地震波形収録システムによめの共通フォーマットの提案，地震学会講演予稿集，る，上宝観測所（1993～1996）および北陸観測所（1992

No.2，P24．

～1997）の地震波形データ，松村ら（2001）が上宝

大見士朗 (1999)： WINフォーマット地震波形・検測観測所保管のアナログ磁気テープ収録のデータを独

データの検索システムの試作, 地震2, 52，pp. 91-94.

自の方法でA/D変換したデータセット（1980～1993）

大見士朗・渡辺邦彦・平野憲雄・中川 渥・竹内文朗・等があり，これらはWINフォーマットへの変換とデ

片尾 浩・竹内晴子・浅田照行・小泉 誠・伊藤 潔・ータの登載はすでに終了している，さらには，宮崎

和田博夫・澁谷拓郎・中尾節郎・松村一男・許斐 直・観測所において1987年から2004年にかけて光ディス

近藤和男・渡辺 晃 (1999)： 微小地震観測網SATARN

クシステムに収録された地震波形データ等があり，システムの現状と概要, 京都大学防災研究所年報,

これについては原データの登載は終わり，フォーマ第42号B-1，pp. 45-60.

ット変換の準備中である。

西南日本大学合同地震観測グループ (2002)： 西南日
本における大学合同地震観測，日本地震学会講演予－ 309 －

稿集2002年度秋季大会，P004．

Table A1: List of CGI modules, C programs, and

大学合同地震観測班（GROUPS-95） (1996)： 1995

configuration files used in this system.

年兵庫県南部合同地震観測，地球惑星科学関連学会
1996年合同大会予稿集，A21-P07．

Module/Datafile
ss2_ent.cgi(perl)

Description

satsort2.cgi(perl)

Set search parameters.

dbsort2.cgi(perl)

dbsort2.cgi(perl)

Call search engine.
Adjust archive file size.

satwave2.cgi(perl)satsort2.c
chk_arcsiz.c
hypodb_list(Hash tbl.)

satwave2.cgi(perl)Make shell scripts fordata extraction.

hypodb_list(Hash tbl.)

pwmng.cgi(perl)

Maintain user information.

satsort.mail_addr(Hash tbl.)

usermng.cgi(perl)

Maintain user information.
(admin only)

satsort.mail_addr(Hash tbl.)

Maintain hypodb_list.

217-224.

update_¥hdblist.cgi(perl)

hypodb_list(ASCII & Hash)

Hirata, N., Ohmi, S., Sakai, S., Katsumata, K., Matsumoto,satsort2.c

Database engine itself.

Search parameters.
(ASCII file)

chk_arcsiz.c

Calculate archive file sizeand check if size exceeds
maximum limit.

File list and limit
of archive file size.

satsort.¥mail_addr(Hash)

List of user nameand E-mail address.

Nonehypodb_list(Hash)

Location of database,pickfile directory,
and wavefile directory.

hypodb_list(ASCII file)

大学合同観測班（GROUPS-96） (1997)： 1996年飛騨地域総合観測 - 広域テレメータ観測結果（序報），
地球惑星科学関連学会1997年合同大会予稿集，
I31-P04s．
歪集中帯大学合同地震観測グループ (2005)： 歪集中帯を中心とする大学合同地震観測－跡津川断層域をEntrance of the system.
Entry for user information
management.

中心として－，東京大学地震研究所彙報，80，pp.
133-147.
平野憲雄・伊藤 潔・澁谷拓郎・和田博夫・中尾節郎(1993)：パソコン2台を用いた多成分トリガー地震収録システムの開発，京都大学防災研究所年報，第36号B-1，pp. 399-407.
松村一男・伊藤 潔・大見士朗・和田博夫・Anshu JIN,
(2001)： 微小地震波形記録のディジタルデータベー
スの作成, 京都大学防災研究所年報, 第44号B-1，pp.

S., Takanami, T., Yamamoto, A., Iidaka, T., Urabe, T.,Sekine, M., Ooida, T., Yamazaki, F., Katao, H., Umeda,
Y., Nakamura, M., Seto, N., Matsushima, T., Shimizu, H,.
and Japanese University Group of the Urgent Joint
Observation for the 1995 Hyogo-ken Nanbu Earthquake(1996): Urgent joint observation of aftershocks of the1995 Hyogo-ken Nanbu earthquake., J. Phys. Earth, 44,
pp. 317-328.

Requiredmodules/datafiles
pwmng.cgi(perl)satsort2.cgi(perl)

付録
付録として，Table A1に，備忘録として，本システ
ムで稼動している各CGIモジュールおよびそれらが呼び出すC言語で記述されたプログラム，さらには使用する設定ファイル類の依存関係を示しておく。
また，Fig.A1からFig.A10までには，Table 3に記述されたそれぞれのデータベース内の地震の震源分布の状況を示して利用の参考としたい。データベースのうち，KTJ（上宝），HKJ（北陸），ABU（阿武山），TTT（鳥取），TKS（徳島）は各観測所の定常観測網のデータから作成したもの，UJI（宇治）はそれらを集約したもの，HYG1（ 兵庫県南部地震緊急余震観測），
HYG2（兵庫県南部合同観測），HIDA（飛騨地域総合観測），SWJ（西南日本合同観測） は，地震予知研

Fig.A1 Map of hypocenters in the UJI database. It is究計画等に基づく全国合同観測のうち，京都大学でデthe merged database of seismic data from routinelyータの取得と整理を担当したものを集約したものでoperated observatories, which is named SATARN-UJI.

ある。

－ 310 －Figs.A2-A7 Map of hypocenters in the KTJ, HKJ, ABU,TTT, TKS, and HYG1 databases.

－ 311 －Figs.A8-A10 Maps of hypocenters in the HYG2, HIDA,and SWJ databases. The KTJ, HKJ, ABU, TTT, and TKS
are databases of routinely operated observatories, while
HYG1, HYG2, HIDA, and SWJ are those from the jointobservations conducted by the Japanese National
Universities. For example, HYG1 is the result of theurgent joint observation of aftershocks of the 1995
Hyogo-ken Nanbu earthquake.

A Database System and its Online Search Engine for Seismic Observation Data
Shiro OHMI
Synopsis
An event data search and download system for seismic observation data is developed on the world wide web(www) basis. Database of the WIN format seismic data is generated separately in advance, which includes
several search keys such as event locations and their uncertainty with the names of the associated waveformand pickdata files. A program package including cgi’s and command line base programs is developed toretrieve the data interactively on the www page. This system provides datasets obtained in some joint
observation projects as well as those of routinely operated network.
Keywords: WIN format, event search, data download, www－ 312 －