SDQ: un tool Python-based per la valutazione della qualità dei dati sismo-accelerometrici della Rete Sismica Nazionale dell’INGV
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Pubblicato:
Oct 8, 2024
Parole chiave:
SDQ (Seismic Data Quality), Controllo qualità dati, Rete Sismica Nazionale, Data quality check, Italian National Seismic Network
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Abstract
In questo lavoro si propone un nuovo applicativo denominato Seismic Data Quality (SDQ) per valutare la qualità dei dati accelerometrici e velocimetrici registrati dalla Rete Sismica Nazionale (RSN) dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). Il codice SDQ, sviluppato in Python, è stato realizzato con lo scopo principale di effettuare:
• un confronto sistematico di compatibilità tra il dato accelerometrico ed il dato
velocimetrico di sensori co-installati allo stesso sito di registrazione;
• determinare una classe di qualità per ogni singola forma d’onda elaborata.
Per la verifica preliminare dell’applicativo, sono state considerate 230 stazioni della RSN, dotate di 6 canali di registrazione, sia accelerometrici che velocimetrici. In
particolare,sono state analizzate oltre 15.000 forme d’onda acquisite dal gennaio 2012 a marzo 2023, relative a eventi sismici con magnitudo locale e/o momento (ML e/o MW) ≥ 3.5 e distanza ipocentrale (Ripo) ≤ 150 km. Tutti i dati utilizzati sono stati scaricati da European Distributed Data Archive – nodo Italia(EIDA Italia) tramite l’utilizzo dei servizi di webservices [1] dell’INGV.
La qualità dei segnali sismici registrati dalle stazioni analizzate è stata valutata sia utilizzando i relativi metadati delle forme d’onda (Peak Ground Acceleration - PGA; Peak Ground Velocity - PGV) e sia la somiglianza delle serie temporali complete utilizzando algoritmi di cross correlazione.
Per ciascuna forma d’onda è stata assegnata una classe di qualità da A (qualità ottima) a D (dato da rigettare) in base ad analisi basate sia sulla media quadratica dell’inviluppo che sul contenuto energetico dello spettro di Fourier di ogni singola forma d’onda. I risultati hanno consentito di determinare quali stazioni RSN ad oggi mostrano un corretto funzionamento e quali, al contrario, necessitano di verifiche finalizzate a determinare la causa dell’incongruenza tra i sensori co-locati.
• un confronto sistematico di compatibilità tra il dato accelerometrico ed il dato
velocimetrico di sensori co-installati allo stesso sito di registrazione;
• determinare una classe di qualità per ogni singola forma d’onda elaborata.
Per la verifica preliminare dell’applicativo, sono state considerate 230 stazioni della RSN, dotate di 6 canali di registrazione, sia accelerometrici che velocimetrici. In
particolare,sono state analizzate oltre 15.000 forme d’onda acquisite dal gennaio 2012 a marzo 2023, relative a eventi sismici con magnitudo locale e/o momento (ML e/o MW) ≥ 3.5 e distanza ipocentrale (Ripo) ≤ 150 km. Tutti i dati utilizzati sono stati scaricati da European Distributed Data Archive – nodo Italia(EIDA Italia) tramite l’utilizzo dei servizi di webservices [1] dell’INGV.
La qualità dei segnali sismici registrati dalle stazioni analizzate è stata valutata sia utilizzando i relativi metadati delle forme d’onda (Peak Ground Acceleration - PGA; Peak Ground Velocity - PGV) e sia la somiglianza delle serie temporali complete utilizzando algoritmi di cross correlazione.
Per ciascuna forma d’onda è stata assegnata una classe di qualità da A (qualità ottima) a D (dato da rigettare) in base ad analisi basate sia sulla media quadratica dell’inviluppo che sul contenuto energetico dello spettro di Fourier di ogni singola forma d’onda. I risultati hanno consentito di determinare quali stazioni RSN ad oggi mostrano un corretto funzionamento e quali, al contrario, necessitano di verifiche finalizzate a determinare la causa dell’incongruenza tra i sensori co-locati.
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