周远剑、张浩等-JSE：基于误差有界压缩的三维走时表存储优化策略在微地震监测中取得新进展

　　微地震监测是页岩气水力压裂、地下储气库和CO₂封存等地下工程中认识地下裂缝活动的重要手段，其中，能否快速、准确地确定微震事件的位置，是实现实时监测的关键。目前常用的迁移类定位方法通常需要预先计算三维走时表，相当于提前建立一张地下地震波传播的“时间地图”，定位时再不断查询这张地图。随着监测范围扩大、模型越来越精细、检波器数量增加，走时表的数据量可迅速增长到GB甚至TB级，频繁的数据读取会带来很大的磁盘I/O压力，逐渐成为制约实时或近实时微震定位的重要瓶颈。

　　针对这一问题，中国地质科学院地质力学研究所将SZ2误差有界压缩方法引入微地震三维走时表存储。这种方法利用相邻位置走时变化较为连续的特点，减少重复信息，同时允许提前规定压缩后数据的最大误差。这样做的目的并不是单纯追求“文件越小越好”，而是在保证定位精度的前提下尽可能减少数据量，从而降低走时表的存储、传输和读取负担，为快速微震定位“减负”。

　　试验结果表明，该方法能够在显著压缩数据的同时保持较高的定位精度。在合成模型中，当绝对误差控制在0.4–1毫秒时，走时表可以压缩约13.8–16.2倍，单事件定位差约为0.2–0.8米；在实际尺度三维走时表上，1毫秒误差条件下也可实现约13.6倍压缩。进一步对30个事件进行连续定位测试发现，压缩前后定位结果总体保持一致，定位差中值约2.03米、P95约7.76米，且没有出现明显的方向性空间偏移，说明在合理误差范围内，压缩不会明显破坏微震事件的空间定位结果。

　　研究进一步给出了面向实际监测的参数建议：对于强调快速和准确的实时微震定位，推荐采用ABS≈0.4–1毫秒的绝对误差控制；如果主要用于数据归档或快速加载，则可根据需要采用相对误差模式。由于这种压缩方式只作用于预先计算好的走时表，不需要改变现有定位算法本身，因此可以较方便地接入现有微震监测流程。其意义也不仅是“节省存储空间”，更重要的是通过减少大规模走时数据的读取压力，在尽量保持定位精度的同时，提高连续处理和快速响应能力，为微震监测向高分辨率、连续化和实时化发展提供技术支撑。

　　

　　图1走时表压缩对事件定位一致性的影响（ABS=1ms）

　　

　　图2三维速度模型

　　

　　该成果近期发表在国际SCI期刊 Journal of Seismic Exploration上，地质力学所研究生周远剑为本文第一作者，张浩为本文通讯作者，原文信息如下：

　　Zhou Y, Zhang H*, Li L, Sun D, Zhang C, Zheng J, Wang X. Optimizing three-dimensional traveltime table storage for microseismic monitoring through error-bounded compression. Journal of Seismic Exploration, 2026. DOI: 10.36922/JSE026160069.

　　本研究得到国家科技重大专项（2024ZD1000701，2024ZD1000704）、国家自然科学基金（42174122）及地质力学研究所基本科研业务费资助。