本质上说，地震动衰减关系是经验性的，以强震数据为研究基础。但对缺乏强震数据的国家和地区，如何建立强地震动衰减关系，一直是工程地震领域的研究热点。本文以兰州和华北地区为例，发展了用区域地震观测台网小震数据建立强地震动衰减关系的方法。在兰州地区（北纬33°-39°、东经100°-108°），收集到兰州地区数字地震观测台网49个台站在2009年11月至2012年10月记录到的震源深度小于30km、矩震级为3.5-4.5级的33次地震的592条测震记录；提取速度时程数据30s主震段，进行快速傅立叶变换，以测震数据速度傅氏谱包络线为目标曲线，采用微遗传算法进行反演，得到体现区域震源和地壳介质特性的五个参数（应力降Δσ、品质因子参数Q0和η值、几何衰减参数R1和R2），建立兰州地区强地震动衰减关系；与经验性衰减关系和强震数据相比，5级和6级的衰减关系比强震记录和经验性衰减关系低，强震记录主要来自土层台站可能是原因之一；7级只有一个强震数据，不能进一步评论；相对来说，本文结果与等效半径对应的衰减曲线比较接近，是合理的。从计算得到的误差均值和标准差看，与其他衰减关系比较，本文结果对应5级的均值较大；6级的均值处于中间位置，标准差较小；7级的强震数据过少，不适合评论。用得到的地震动峰值加速度衰减关系编制地震动峰值加速度区划，并与现行区划图（GB18306-2001）比较，大部分符合较好，部分地区偏低，可能是来自于地震动衰减关系，也可能编制区划图过程中根据需要进行了调整。在建立兰州地区地震动衰减关系的基础上，研究Kappa值与矩震级、震源深度和震中距的分布关系，发现Kappa值与震级大小和震源深度无关。本文用Kappa滤波器代替fmax滤波器作为高频截止项，将距离为0km时的Kappa值κ0与其余五个区域参数共同反演，建立华北地区地震动衰减关系。在华北地区（北纬36°-43°，东经113°-120°），收集到国家数字地震监测台网136个台站在2002年2月至2012年9月记录到的震源深度小于30km、矩震级为3.5-4.5的28次地震的1995条测震记录；基于上述六个区域参数建立的区域强地震动衰减关系，与强震数据比较，在矩震级为5级和7级时，能够从数据点中穿过，远场表现较好；矩震级为6级，比强震数据略高。从计算得到的误差均值和标准差看，与使用强震数据统计回归得到的经验性衰减关系比较，矩震级为5级的均值略微偏大，但不是最大的，标准差结果较小；6级均值结果处于中间偏上的位置，标准差结果偏大；7级均值在所有结果中最小，标准差最大。考虑到本文建立地震动衰减关系的过程中，几乎没有使用强震数据，只是作为比较检验，能够取得这样的结果说明方法是可行的。