Seismic  monitoring  in  Italy:    INGV  Network  

L.  Luzi,  R.  Puglia,  P.  Augliera,  M.  Massa    S.  Mazza,  A.  Mandiello  

 

Brief  history  

The  Is?tuto  Nazionale  di  Geofisica  e  Vulcanologia  (INGV)  was  funded  in  1999  with  the  objecEve  of  gathering  in  one  insEtuEon  the  Italian  researchers  operaEng  in  the  field  of  geophysics  and  volcanology  The  INGV  is  in  charge  of  the  seismic  monitoring  of  the  Italian  territory  and  the  main  Italian  volcanoes,  through  advanced  monitoring  networks  

Brief  history  •  The  INGV  seismic  network  started  in  the  ‘80s,  aOer  the  Irpinia  earthquake.  

•  Since  2001  the  monitoring  system  managed  by  INGV  has  been  strongly  improved  thanks  to  the  support  of  the  (DPC)  and  the  project  Prosis,  funded  by  the  ministry  of  the  research  (MIUR),  with  parEcular  emphasis  given  to  real-­‐Eme  data  transmission.    

•  The  system  robustness  is  guaranteed  by  independent  acquisiEon  chains  in  the  departments  of  Rome,  Irpinia  and  Catania    

Responsibili?es  toward    Civil  Protec?on  

•  INGV  provides  locaEon  and  magnitude  esEmaEons  for  all  Ml>2.5:  within  2  min  a  short,  qualitaEve  noEficaEon  within  5  min  a  preliminary  (automaEc)  determinaEon    within  30  min  a  robust  revised  locaEon  

•  Non  mandatory,  but  convenient:  answer  to  press,  public,  local  authoriEes  

•  3  persons  on  shiO  24/7  (2  seismologist  and  1  engineer)  •  1  senior  seismologist  on  call  

Seismic  service  

The  network  Around 450 stations from 30 different networks, ~350 IV+MN stations ~24 Tbytes (2007-today) arc'd ~5 Tbytes/year 60 short period ~120 accelerometers (co-located to velocimeters)

Instruments  The  staEons  are  equipped  with  either  commercial  (mostly  Nanometrics,  Kinemetrics  and  ReOek)  or  INGV-­‐  produced  digiEzers  (GAIA2).  Episensor  accelerometers  are  coupled  mainly  with  Trillium  sensors.  In  about  100  sites,  conEnuous  GPS's  send  stream  data  at  1s  or  30s  sampling  rate.  Presently,  data  from  about  350  staEons  are  received  in  real-­‐Eme,  mostly  through  satellite  links  and  terrestrial  digital  lines,  while  other  data  are  received  through  radio  links  and  Internet.  A  few  dense  dial-­‐up  local  networks  in  central  Italy  contribute  to  the  monitoring  system.    

Typical  3-­‐sensor  sta?on  (acc,  vel,  gps)  Sant’Agata  di  Puglia  (FG)  

Sensors  and  digi?zers  

Others207%

SS-1-Ranger62%

LE3D-1S72%

Trillium-240s83%S-13

196%

Trillium-120s217%

STS-2-120S2910%

LE3D-5S3110%

Trillium-40s15853%

Other318%

Q4120133%

Taurus246%

GAIA1267%

GAIA212733%

Trident16342%

....104 combinations!

SHL  -­‐  Satellite  Hellasat  SIN  -­‐  Satellite  Intelsat  SLK  -­‐  Satlink  UMT  -­‐  Modem  UMTS  CDA  -­‐  CDA  WFI  -­‐  WIFI  SPC_AN  -­‐  SPC  sede  Ancona  IN_GIB  -­‐  Internet  dalla  sede  di  Gibilmanna  SNM  -­‐  Satellite  Nanometrics  RUP  –  Rupa  PRR  -­‐  PonteRadio+RUPA  FWB  –  FastWeb  WND  -­‐  Wind  

Others 4%

RUP-NAQS 2%UMT-SL 2%

INT-EW 2%SNM-NAQS 2%

WFI-SL 3%CDA-SL 3%CDA 4%SLK-SL 4%INT-NAQS 4%

SHL-NAQS 8%

RUP-SL 9%

INT-SL 12%

INT 19%

SIN-NAQS 23%

Protocol/Link  combinaEons  

The  develop  of  an  advanced  system  •  Realize  a  robust  and  versaEle  system    •  Integrate  partner  networks  •  Face  a  strong  earthquake  •  Build  up  a  secure,  redundant  system  •  Take  into  account  new  commitments  

(projects)  •  Make  data  available  to  research  (in  real  Eme  

and  off-­‐line)  •  Support  real  Eme  quality  check  and  data  

mining  procedures  

AIDA  Advanced  Informa?on  and  Data  Acquisi?on  system  for  seismology  

Off-line

Real time

Acquisi?on  •  The  SeedLink  server  is  the  main  collector,  from  

where  data  are  retrieved  for  quasi  real  Eme  applicaEons  (e.g.  TDMT)  

•  InterNAQS  for  other  nmx  users  •  Data  flow  from  SL  and  NAQS  (nmxptool  with  2  

min  delay)  to  EarthWorm,  as  well  as  to  the  archive  

•  Big   users   only   (projects   and   InsEtuEons)   are  allowed  to  connect,  on  bilateral  agreements  

Data  archiving  We have many db's, but integrated in one logical huge db, to keep track of all the information regarding stations and procedures:  Configuration files  Channel Routing  Coordinates  Response Functions  Dataless information  Binder parameters  Picker Channel params  Data permissions  Station problem tracking  .....

SM  monitoring  at  INGV  •  The  planning  of  the  installaEon  of  accelerometric  sensors  started  in  2005,  with  the  aim  of  coupling  the  velocimetric  sensors  and  recover  the  seismic  signal  in  case  of  velocity  trace  clipping  

•  In  2006  the  INGV  started  the  acEvity  of  coupling  the  velocimetric  sensors  and,  at  the  present  Eme,  about  120  staEons  have  been  completed    

•  The  mobile  network,  that  is  installed  during  an  emergency,  was  equipped  with  SM  sensors  for  the  first  Eme  during  the  Garda  2004  sequence  

Sites  equipped  with  SM  sensors  

At  present  Eme  about  120  accelerometers  are  co-­‐located  to  velocimeters  and  transmit  conEnuous  data  to  the  SeedLink  server    

SM  monitoring  at  INGV  

• The  INGV  staEons  (with  few  excepEons)  are  installed  in  free  field  and  far  from  urban  areas,  as  the  main  goals  of  the  network  are  seismic  monitoring  and  support  to  seismic  research.  

•   The  accelerometric  network  managed  by  the  civil  protecEon  (RAN)  is  only  equipped  with  accelerometric  sensors  and  the  aim  is  to  monitor  ground  shaking  in  urban  areas    

INGV  SM  data  archiving  •  In  2012,  during  the  Emilia  sequence,  INGV  started  its  policy  of  data  archiving  

Two  main  repositories  are  used:  •  ISMD  for  RT  and  distribuEon  to  the  seismological  community  

•  DYNA-­‐Archive  for  the  distribuEon  to  the  engineering  and  engineering  seismology  community  

+  SM  archives:  ISMD  DYNA-­‐archive  

New  archives    in  AIDA  

INGV  Strong  Mo?on  Data  

Raw  acceleraEons  are  downloadable  in  sac  format  (counts),  while  ascii  waveforms  are  given  available  aOer  an  automaEc  processing  in  order  to  obtain  the  relevant  meta-­‐data,  the  velocity  and  displacement  Eme  series  and  acceleraEon  response  spectra.  AOer  some  months  the  events  will  be  published  on  Dyna-­‐Archive  aOer  the  manual  revision.  

DYNA-­‐Archive  

DYNA-­‐archive  (DYNamic  Accelerometric  archive)  is  a  web-­‐portal  aiming  at  distribuEng  with  delay  aOer  the  earthquake  occurrence  the  final  version  of  the  INGV  strong  moEon  aOer  a  revision  of  the  automaEc  results  provided  in  quasi  real-­‐Eme  by  the  ISMD  system.  Accelerometric  waveforms  are  manually  processed  in  order  to  calculate  the  SM  parameters,  velocity  and  displacement  waveforms  and  acceleraEon  response  spectra.  Event  and  staEon  metadata  are  also  revised  

http://dyna.mi.ingv.it/DYNA-archive/

Unprocessed acceleration, processed acceleration, velocity and displacement plus acceleration response spectra (5% damping) are distributed

Processed  waveforms  

Poten?al  integrated  SM  monitoring  

An  agreement  with  RAN  has  been  established  to  receive  the  PGA  of  the  RAN  staEons  and  produce  integrated  shakemaps      

Actual  integra?on  

     

Thank  you!