于貴華 杜克平 徐錫偉* 吳熙彥 王 銀

1)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

2)北京師范大學(xué)地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，北京 100875

3)寧夏回族自治區(qū)地震局，銀川 750001

0 引言

地震是破壞性大、對(duì)人類生存安全危害最嚴(yán)重的突發(fā)性自然災(zāi)害，活動(dòng)斷層是地震災(zāi)害之源?；顒?dòng)斷層探察是為達(dá)到有效減輕地震災(zāi)害的基礎(chǔ)性行業(yè)科研工作。如何科學(xué)、快速地存儲(chǔ)、管理共享活動(dòng)斷層探察過程中所獲得的大量科學(xué)事實(shí)數(shù)據(jù)，使其在地震災(zāi)害防御、地震應(yīng)急響應(yīng)、地震監(jiān)測(cè)、地震預(yù)測(cè)、現(xiàn)今大陸動(dòng)力學(xué)研究、地震科技服務(wù)等方面充分發(fā)揮其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的作用，是隨著活動(dòng)斷層探察工作的開展而亟待解決的重要問題。

國(guó)際上已建成了一些信息較全、開放性、便于使用的活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫。如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在互聯(lián)網(wǎng)上公布了2010年11月3日更新的全美范圍內(nèi)的、最新的、多種方法確認(rèn)的或推測(cè)的第四紀(jì)活動(dòng)斷層、褶皺匯編數(shù)據(jù)庫①美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫:http:∥geohazards.usgs.gov/cfusion/qfault/，2012.08.16。(Haller，2003;Kathleen et al.，2004);新西蘭地質(zhì)與核科學(xué)學(xué)院(GNS)建成了新西蘭活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫②新西蘭活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫:http:∥data.gns.cri.nz/af/index.jsp，2012.08.16。。這些數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)了活動(dòng)斷層調(diào)查的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括斷層的分段形態(tài)、野外測(cè)量特點(diǎn)、槽探信息、年代測(cè)試結(jié)果等。同時(shí)存儲(chǔ)斷層重復(fù)活動(dòng)的平均時(shí)間間隔，斷層滑動(dòng)速率和最后一次活動(dòng)時(shí)間等信息，用戶可通過網(wǎng)站(http:∥data.gns.cri.nz/af/index.jsp，2012.08.16)對(duì)活動(dòng)斷層圖形、斷層性質(zhì)、地震重復(fù)間隔、最近地震事件、滑動(dòng)速率、地震的位移量等信息進(jìn)行查詢。日本活動(dòng)斷層研究中心(AFRC)也在網(wǎng)站(http:∥riodb02.ibase.aist.go.jp/activefault/index_e.html，2012.08.16)上發(fā)布了包括日本活動(dòng)斷層幾何學(xué)和古地震相關(guān)研究結(jié)果信息的數(shù)據(jù)庫?？傊S著地球科學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷深入發(fā)展，國(guó)際上的發(fā)達(dá)國(guó)家均已建立起一些開放的、便于使用的活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫。

中國(guó)在1996年初步建成了第一個(gè)單機(jī)版的活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(于貴華等，1996)，基于國(guó)家“十五”重點(diǎn)科學(xué)工程《中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目》6個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之一的《中國(guó)地震活動(dòng)斷層探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)》即“活斷層探測(cè)與地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)”分項(xiàng)工程等工作的開展，以福州市活斷層信息管理系統(tǒng)(于貴華等，2006)為首，中國(guó)相繼建起了一系列活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫(柔潔等，2008;劉娜等，2009;葛孚剛等，2011)。在“中國(guó)地震活動(dòng)斷層探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)”項(xiàng)目建設(shè)過程中，在基于ArcGIS的地震活動(dòng)斷層多源數(shù)據(jù)組織與管理等方面進(jìn)行了一系列有益的探索(葛偉鵬等，2006;李策等，2008)。然而，由于多數(shù)城市活動(dòng)斷層信息系統(tǒng)的建設(shè)滯后于城市活動(dòng)斷層探測(cè)工作，且多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)人員對(duì)活動(dòng)斷層探測(cè)工作體系及活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫模板理解不夠深入，對(duì)不同來源數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)存在差異的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作不恰當(dāng)，數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜、不易查找使用等多種原因，造成部分城市的活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫與活動(dòng)斷層探測(cè)研究成果不配套，從數(shù)據(jù)庫中輸出的成果圖件與實(shí)際研究成果不符等問題。針對(duì)上述一系列問題，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫建設(shè)要與活動(dòng)斷層探察工作同期開展，合理優(yōu)化調(diào)整數(shù)據(jù)庫模板和成果制圖模板，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫工作培訓(xùn)與檢測(cè)等一系列措施，以保障活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫建設(shè)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性與可用性，為數(shù)據(jù)共享、服務(wù)社會(huì)奠定基礎(chǔ)。

1 基于活動(dòng)斷層探測(cè)工作體系的數(shù)據(jù)庫模板設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫建設(shè)

活動(dòng)斷層是晚第四紀(jì)以來有過活動(dòng)、未來仍有可能活動(dòng)的斷層［DB/T 15-2009］?；顒?dòng)斷層探察的目標(biāo)是查明斷層的活動(dòng)性、活動(dòng)參數(shù)、空間展布及深部構(gòu)造特征。活動(dòng)斷層探察的工作體系可分為前期準(zhǔn)備、野外探察、分析總結(jié)等3大階段，每一階段數(shù)據(jù)庫建設(shè)的側(cè)重點(diǎn)有所不同。為方便數(shù)據(jù)庫模板使用，在要素集命名時(shí)增加了2位標(biāo)識(shí)其在入庫工作流程中位置的前綴，第1位字母表示入庫階段，第2位數(shù)字表示每一工作階段中的入庫順序。以A開頭的部分主要存儲(chǔ)項(xiàng)目準(zhǔn)備階段所需填寫的主要內(nèi)容和部分資料的錄入條目，包括調(diào)查區(qū)、遙感資料、地球物理資料、工作區(qū)先期資料圖、地震資料;以B開頭的部分主要存儲(chǔ)項(xiàng)目實(shí)施過程中野外獲得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和資料信息，包括地質(zhì)調(diào)查圖、地貌調(diào)查、鉆孔資料、樣品資料、地球物理、地球化學(xué);以C開頭的部分主要存儲(chǔ)地震危險(xiǎn)分析資料和成果圖相關(guān)信息，包括地質(zhì)平面圖、剖面圖和繪圖信息等;以其他字母開頭的部分主要存儲(chǔ)項(xiàng)目過程中各類成果資料、原始資料、文檔數(shù)據(jù)等的信息。這樣使得初接觸數(shù)據(jù)庫模板的建庫人員也可以很輕松地找到各工作階段所要使用的要素類模板(圖1)。

1.1 前期準(zhǔn)備階段的工作及數(shù)據(jù)庫建設(shè)

前期準(zhǔn)備階段主要是各類資料的收集，包括文章、報(bào)告、地形圖、各類地質(zhì)圖、高分辨遙感數(shù)據(jù)及其解譯，野外踏勘與野外工作底圖編制等工作。針對(duì)這些工作，設(shè)計(jì)了活動(dòng)斷層調(diào)查地區(qū)、基礎(chǔ)地理、遙感、地球物理場(chǎng)、地震、工作底圖等要素集與調(diào)查區(qū)的面狀資料關(guān)聯(lián)表、文獻(xiàn)資料庫、臺(tái)站與小震波形數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)表、強(qiáng)震與地表破裂關(guān)聯(lián)表、小震波形數(shù)據(jù)記錄表等屬性表(圖2)。

圖1 活動(dòng)斷層探測(cè)各階段與數(shù)據(jù)庫模板、制圖模板對(duì)應(yīng)關(guān)系圖Fig.1 Diagram showing the stages of active fault detection，and the corresponding database template and mapping template.

在活動(dòng)斷層調(diào)查地區(qū)要素集中，針對(duì)活動(dòng)斷層探察工作的不同研究范圍設(shè)計(jì)了面狀資料圖層，用于存儲(chǔ)收集到的各類已有面狀資料，工作區(qū)、目標(biāo)區(qū)、主要活動(dòng)斷層填圖區(qū)等面狀圖層;在基礎(chǔ)地理要素集中，針對(duì)工作區(qū)、目標(biāo)區(qū)、主要活動(dòng)斷層填圖區(qū)不同的工作底圖需求設(shè)計(jì)了1/1萬、1/5萬、1/25萬3種比例尺的基礎(chǔ)地理要素集，其中1/5萬、1/25萬基礎(chǔ)地理要素集組成方法參照國(guó)家測(cè)繪地理信息局發(fā)布的國(guó)家地理信息數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);在遙感要素集中，針對(duì)高分辨遙感數(shù)據(jù)收集及其解譯工作的需要設(shè)計(jì)了影像索引表、航衛(wèi)片解譯線、航衛(wèi)片解譯面等要素圖層;在地球物理場(chǎng)要素集中，針對(duì)地球物理場(chǎng)資料的收集與分析工作內(nèi)容設(shè)計(jì)了水平形變、垂直形變、地殼厚度、重力場(chǎng)、航磁、重磁解譯線等要素圖層;在地震要素集中，針對(duì)地震資料收集與小震重新定位分析等工作的需要設(shè)計(jì)了1970年以前強(qiáng)震、1970年以來地震目錄、地震臺(tái)站、震源機(jī)制解、小震重新定位目錄等要素圖層;在工作底圖要素集中設(shè)計(jì)了1/1萬、1/5萬、1/25萬3種比例尺的地層、巖體、地質(zhì)調(diào)查規(guī)劃要素圖層。

在這個(gè)階段的數(shù)據(jù)庫建設(shè)中要特別注意不同來源數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)、投影方式等信息，做好數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作以保障數(shù)據(jù)庫是在同一參考系統(tǒng)下建設(shè)。并完成基于已收集資料庫的野外工作底圖的編制工作。

1.2 野外探察階段的工作及數(shù)據(jù)庫建設(shè)

圖2 前期準(zhǔn)備階段數(shù)據(jù)庫模板Fig.2 The database template of the preparatory stage.

野外探察階段的主要工作包括地質(zhì)地貌調(diào)查與測(cè)量、樣品采集、鉆探、槽探、地球物理探測(cè)、地球化學(xué)探測(cè)等。針對(duì)這些工作，我們?cè)O(shè)計(jì)了地質(zhì)調(diào)查、地貌測(cè)量、鉆探、樣品分析、地球物理探測(cè)、地球化學(xué)探測(cè)等數(shù)據(jù)集，在地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)集中設(shè)計(jì)了地質(zhì)地貌調(diào)查觀測(cè)點(diǎn)(可細(xì)化為斷層觀測(cè)點(diǎn)、地層觀測(cè)點(diǎn)、地貌觀測(cè)點(diǎn)等)、探槽、活動(dòng)斷層、地貌(含地震地表破裂)、地質(zhì)剖面、重點(diǎn)地名地物等圖層要素，并設(shè)計(jì)了地質(zhì)調(diào)查工程表、地貌與地質(zhì)調(diào)查點(diǎn)關(guān)聯(lián)表、地貌與地震地表破裂帶關(guān)聯(lián)表、探槽古地震事件、斷層段古地震事件與探槽關(guān)聯(lián)表、斷層段古地震事件、探槽與采樣工程關(guān)聯(lián)表等屬性表(圖3);在地貌測(cè)量數(shù)據(jù)集中設(shè)計(jì)了地貌測(cè)量基站點(diǎn)、地貌測(cè)量(點(diǎn)、線、面)、地貌測(cè)量切線等圖層要素，及地貌測(cè)量工程屬性表;在鉆探要素集中設(shè)計(jì)了收集鉆孔點(diǎn)、鉆孔點(diǎn)、跨斷層鉆探剖面線、跨斷層鉆探斷點(diǎn)等圖層要素，及鉆探工程屬性表;在樣品數(shù)據(jù)集中設(shè)計(jì)了采樣點(diǎn)層要素，及采樣工程表、樣品數(shù)據(jù)表、樣品測(cè)試結(jié)果表等屬性表;在地球物理探測(cè)數(shù)據(jù)集中設(shè)計(jì)了地球物理測(cè)點(diǎn)(含起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、炮點(diǎn))、地球物理測(cè)線(含收集測(cè)線及探測(cè)測(cè)線)、地球物理探測(cè)斷點(diǎn)等圖件要素，及地球物理探測(cè)工程表、地球物理探測(cè)數(shù)據(jù)表等屬性表;在地球化學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)集中設(shè)計(jì)了地球化學(xué)測(cè)點(diǎn)、地球化學(xué)測(cè)線、地球化學(xué)探測(cè)異常點(diǎn)、地球化學(xué)探測(cè)異常區(qū)段等圖層要素，及地球化學(xué)工程表、地球化學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)表等屬性表。

此階段的數(shù)據(jù)庫建設(shè)宜在野外活動(dòng)斷層探察同期開展，可以對(duì)野外工作提供及時(shí)的數(shù)據(jù)可靠性檢測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高野外工作質(zhì)量。數(shù)據(jù)庫建設(shè)中必須注意野外數(shù)據(jù)采集設(shè)備的坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置，保障數(shù)據(jù)入庫的數(shù)據(jù)參照系的一致性。并完成基于活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫的野外實(shí)際材料圖的編制工作。

1.3 分析總結(jié)階段的工作及數(shù)據(jù)庫建設(shè)

圖3 野外探察階段的數(shù)據(jù)庫模板Fig.3 The database template of the field exploration stage.

分析總結(jié)階段主要是處理地球物理、地球化學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)，分析隱伏斷層的斷點(diǎn)位置，研究活動(dòng)斷層的深部構(gòu)造環(huán)境及深淺構(gòu)造關(guān)系等;對(duì)野外探測(cè)時(shí)采集的樣品進(jìn)行分選、測(cè)試;總結(jié)地質(zhì)調(diào)查測(cè)量工作成果，繪制成果圖件;編制分析鉆孔及鉆孔聯(lián)合剖面圖，分析地層層序及沉積旋回、編制分析槽探剖面圖，分析相關(guān)古地震事件及計(jì)算獲取斷層活動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù);分析活動(dòng)斷層地震危險(xiǎn)性等。針對(duì)這一階段的主要工作，設(shè)計(jì)了1/1萬、1/5萬、1/25萬3種比例尺的地質(zhì)數(shù)據(jù)集、輔助制圖數(shù)據(jù)集、地震危險(xiǎn)性分析數(shù)據(jù)集、成果圖件表、成果報(bào)告表、大數(shù)據(jù)文件表、圖像檔案表、原始檔案表、報(bào)告檔案表、內(nèi)部數(shù)據(jù)表等一系列屬性表(圖4)。

圖4 分析總結(jié)階段的數(shù)據(jù)庫模板Fig.4 The database template of the summing up stage.

在地質(zhì)數(shù)據(jù)集中針對(duì)活動(dòng)構(gòu)造分析研究及成果圖編制需求，設(shè)計(jì)了斷層、褶皺、盆地、地貌(點(diǎn)、線、面)、地層等厚線、地層(線、面)、巖體(線、面)、隆起等圖層要素;在輔助制圖要素集中設(shè)計(jì)了用于存儲(chǔ)地層剖面圖信息的地層、斷層、地層接觸關(guān)系、地層描述面等圖層要素，及制圖輔助點(diǎn)、線、面、注記、接圖表分幅圖框等輔助制圖要素，用于記錄野外工作底圖、實(shí)際材料圖、活動(dòng)斷層填圖、活動(dòng)斷層分布圖、區(qū)域地震構(gòu)造圖等成果圖件成圖時(shí)的一些輔助信息。地震危險(xiǎn)性分析數(shù)據(jù)集中主要設(shè)計(jì)了用于存儲(chǔ)斷層地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果的地震區(qū)、帶，潛在震源區(qū)分布、地表強(qiáng)變形帶預(yù)測(cè)、斷層避讓帶等圖層要素。

這一階段的數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中首先要完成野外探測(cè)階段后續(xù)的室內(nèi)分析成果，包括野外觀測(cè)、測(cè)量成果圖件、說明文本、樣品測(cè)試成果、古地震分析成果等信息的入庫工作;并根據(jù)分析結(jié)果最終修訂活動(dòng)斷層的幾何位置、編制斷層分布圖及區(qū)域地震構(gòu)造圖，處理成果及文檔數(shù)據(jù)、最終完成相應(yīng)活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作。

2 數(shù)據(jù)庫建設(shè):化繁為簡(jiǎn)

活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫建設(shè)一直以數(shù)據(jù)量大、工作繁瑣，且由于多數(shù)活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)具有空間特征，在數(shù)據(jù)庫建設(shè)中必不可少的需要使用地理信息系統(tǒng)軟件，這使得地球科學(xué)專業(yè)人士常感到棘手而不愿參與活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫建設(shè)，但是若僅由非地球科學(xué)專業(yè)的計(jì)算機(jī)從業(yè)人員完成全部活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫建設(shè)，會(huì)因其活動(dòng)構(gòu)造等專業(yè)知識(shí)不足，而導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。為了解決這一難題，我們將數(shù)據(jù)庫模板以ArcGIS格式(圖5)、Excel格式(圖6)、數(shù)據(jù)字典等3種方式給出，其目的在于使開展活動(dòng)斷層探測(cè)的專業(yè)人員可通過數(shù)據(jù)字典了解活動(dòng)斷層數(shù)據(jù)庫的相關(guān)要素集、要素類內(nèi)容及含義，并輕松地在Excel格式數(shù)據(jù)庫模板中填寫活動(dòng)斷層探察相關(guān)的專業(yè)信息，然后由數(shù)據(jù)庫建設(shè)人員完成關(guān)聯(lián)關(guān)系、數(shù)據(jù)組織等內(nèi)容的建設(shè)，再利用數(shù)據(jù)庫批量入庫軟件(圖7)完成數(shù)據(jù)入庫工作。

圖5 以ArcGIS格式給出的活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫模板Fig.5 The active tectonic database template in ArcGIS format.

圖6 以Excel格式給出的數(shù)據(jù)庫模板Fig.6 The database template in Excel format.

活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫批量入庫軟件的主要功能包括:規(guī)范要素ID，導(dǎo)入檔案數(shù)據(jù)，檢測(cè)并處理填入Excel格式模板上的數(shù)據(jù)的格式、邏輯關(guān)系等，將填入Excel格式模板上的屬性數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入ArcGIS數(shù)據(jù)庫中，給出運(yùn)行日志及數(shù)據(jù)檢查報(bào)告，便于錯(cuò)誤定位及進(jìn)一步修改完善數(shù)據(jù)庫。該入庫軟件的使用大大降低了入庫操作的難度，數(shù)據(jù)庫入庫人員可以不再去考慮數(shù)據(jù)庫中的許多命名規(guī)則、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等，直接以地學(xué)工作者熟悉的方式在Excel表中填寫各類探測(cè)工作、構(gòu)造幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)信息，命名及數(shù)據(jù)的規(guī)范化均由入庫軟件統(tǒng)一處理，從而顯著提高了活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)的入庫效率和質(zhì)量。

活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫建設(shè)的特色是:將活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫建設(shè)的專業(yè)知識(shí)入庫工作化簡(jiǎn)為在Excel上填寫專業(yè)信息表格，使得具有地球科學(xué)專業(yè)知識(shí)的活動(dòng)斷層探測(cè)工作者可以直接參與數(shù)據(jù)庫建設(shè)，因此可達(dá)到保障數(shù)據(jù)庫的專業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的;同時(shí)，與活動(dòng)斷層探察同期開展數(shù)據(jù)庫建設(shè)有可能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，分析出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致性等問題的原因，確定問題是出自基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料投影，還是GPS設(shè)備系統(tǒng)偏差，或是野外探測(cè)操作流程、室內(nèi)數(shù)據(jù)處理流程等，進(jìn)而有針對(duì)性地及早解決問題，最終可達(dá)到提高項(xiàng)目整體工作質(zhì)量的目的。

3 數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測(cè)

數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣是一個(gè)相對(duì)概念，并具有一定的針對(duì)性。衡量其優(yōu)劣主要有以下幾個(gè)指標(biāo):誤差、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、精度和不確定性。數(shù)據(jù)質(zhì)量是數(shù)據(jù)整體性能的綜合體現(xiàn)。

圖7 活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫批量數(shù)據(jù)入庫軟件界面Fig.7 Graphic user interface(GUI)of batch data input software for active tectonic database.

數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫的“血液”，是組成數(shù)據(jù)庫的重要元素。數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣是活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫成功與否的關(guān)鍵，直接影響到活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，決定了活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的價(jià)值。活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫具有空間特性、數(shù)據(jù)多源性、科學(xué)事實(shí)性等特征，因此在活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫中必然包括空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。如若活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫不能提供正確、可靠的信息，該數(shù)據(jù)庫也就失去了存在的價(jià)值。

活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源多種多樣，主要包括:1)地圖，這是系統(tǒng)最主要的數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式，是具有共同參考坐標(biāo)系統(tǒng)的點(diǎn)、線、面的二維平面形式的表示，內(nèi)容豐富。圖上實(shí)體間的空間關(guān)系直觀，而且實(shí)體的類別和屬性可以用各種不同的符號(hào)加以識(shí)別和表示。2)遙感影像數(shù)據(jù)，這是一個(gè)極其重要的信息源。通過遙感影像可以快速、準(zhǔn)確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息，航天遙感影像還可以取得周期性的資料，這些都為活動(dòng)構(gòu)造信息系統(tǒng)提供了豐富的數(shù)據(jù)。3)實(shí)測(cè)、探測(cè)數(shù)據(jù)，包括GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)、差分GPS測(cè)量數(shù)據(jù)、鉆探數(shù)據(jù)、地球物理與地球化學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)等。4)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，包括數(shù)字圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。5)圖像數(shù)據(jù)，包括觀測(cè)點(diǎn)照片、鉆孔、探槽剖面等。6)文檔數(shù)據(jù)，包括各種文字檔案、成果報(bào)告等。

數(shù)據(jù)源質(zhì)量問題指數(shù)據(jù)的采集和錄入中可能產(chǎn)生的誤差，建庫所需各種類型數(shù)據(jù)的可靠性和精度。從活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程看，產(chǎn)生數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的主要因素有地圖和遙感數(shù)據(jù)等的誤差;由于數(shù)據(jù)庫建設(shè)人員對(duì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間關(guān)系的理解、對(duì)數(shù)據(jù)庫模板的理解、數(shù)據(jù)入庫操作不慎等問題均會(huì)引起屬性數(shù)據(jù)誤差，以及文檔數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤等，圖形數(shù)字化前的預(yù)處理(張?zhí)m鳳等，2007)、手扶跟蹤自動(dòng)化的分辨率和矢量化精度。

為保障數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量，研發(fā)了與數(shù)據(jù)庫模板相應(yīng)的活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測(cè)軟件(圖8)。

圖8 活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測(cè)軟件界面Fig.8 Graphic user interface(GUI)of data quality checking software for active tectonic database.

數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測(cè)軟件集成了對(duì)數(shù)據(jù)庫模板符合性，數(shù)據(jù)格式、ID規(guī)范性、域值范圍、關(guān)聯(lián)關(guān)系、必填字段、數(shù)據(jù)邏輯一致性，空間拓?fù)潢P(guān)系、斷層及產(chǎn)狀傾向檢查、文檔類數(shù)據(jù)處理、工作量統(tǒng)計(jì)等一系列數(shù)據(jù)檢測(cè)及統(tǒng)計(jì)功能。

為滿足城市活動(dòng)斷層探測(cè)與活動(dòng)斷層條帶狀填圖等工作的不同需求，軟件設(shè)置了通過用戶界面輸入6位城市代碼和3位項(xiàng)目編碼功能;針對(duì)斷層、地震地表破裂、空間關(guān)系、空間距離等具有相關(guān)關(guān)系的信息設(shè)置了主外鍵關(guān)聯(lián)關(guān)系檢測(cè);針對(duì)斷層繪制過程中，經(jīng)常會(huì)造成圖形中由起始和終點(diǎn)決定的斷層傾向和屬性中描述的斷層傾向不一致情況，考慮到傾向在制圖過程中和后續(xù)研究中起著非常重要的作用，專門設(shè)計(jì)了對(duì)傾向進(jìn)行計(jì)算值與屬性值的對(duì)比檢測(cè);針對(duì)數(shù)據(jù)庫、多表、多字段、空間關(guān)系等的計(jì)數(shù)與求和，設(shè)計(jì)了計(jì)算值與屬性值的對(duì)比檢測(cè);針對(duì)具有實(shí)體含義的點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與線、點(diǎn)與面、線與線、線與面、面與面之間的空間關(guān)系，如地質(zhì)調(diào)查點(diǎn)與斷層觀測(cè)點(diǎn)、斷層觀測(cè)點(diǎn)與斷層線、地層觀測(cè)點(diǎn)與地層面等，設(shè)計(jì)了實(shí)體要素類之拓?fù)潢P(guān)系檢查;針對(duì)可定量計(jì)算距離的空間實(shí)體關(guān)系，如斷層觀測(cè)點(diǎn)與斷層，探槽采樣點(diǎn)與探槽點(diǎn)等，計(jì)算并給出了最近距離數(shù)值。針對(duì)一些關(guān)鍵性字段不可為空，或一組關(guān)鍵性字段不可同時(shí)為空等檢測(cè);針對(duì)文檔類數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了對(duì)于大文件分塊入庫，從數(shù)據(jù)庫中批量導(dǎo)出時(shí)自動(dòng)合并為入庫前大文件的功能，可以對(duì)比、統(tǒng)計(jì)文件是否相同并處理分塊文件等。

檢測(cè)結(jié)果依據(jù)問題嚴(yán)重程度劃分為錯(cuò)誤級(jí)、警告級(jí)和信息級(jí)3個(gè)級(jí)別，并給出錯(cuò)誤出現(xiàn)的位置在哪個(gè)要素集、要素類或?qū)傩员碇校e(cuò)誤的類型簡(jiǎn)述等信息;錯(cuò)誤級(jí)的問題一般是必須要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫相關(guān)要素核實(shí)修改的;警告級(jí)與信息級(jí)錯(cuò)誤提示一般要核查、分析問題出現(xiàn)的原因，確定是否要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)庫要素進(jìn)行修改。

數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測(cè)軟件還具有對(duì)要素集個(gè)數(shù)、要素類個(gè)數(shù)、屬性表個(gè)數(shù)，內(nèi)部數(shù)據(jù)量、要素個(gè)數(shù)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并統(tǒng)計(jì)出入庫工作量情況，包括資料收集、野外工作點(diǎn)、探槽、鉆孔、各類測(cè)線、成果圖等。

通過軟件檢測(cè)可以快速了解數(shù)據(jù)庫建設(shè)的整體概貌及活動(dòng)斷層探察的工作量等情況。

在軟件檢測(cè)的基礎(chǔ)上還要對(duì)從數(shù)據(jù)庫中依據(jù)系統(tǒng)制圖模板繪制出的野外工作底圖、實(shí)際材料圖、活動(dòng)斷層研究成果圖進(jìn)行專家檢測(cè)，確認(rèn)其地學(xué)信息表達(dá)是否完整、準(zhǔn)確。

此外，還要對(duì)照工作量表檢測(cè)數(shù)據(jù)入庫量是否與實(shí)際工作量匹配對(duì)應(yīng)，抽檢數(shù)據(jù)庫屬性信息項(xiàng)填寫是否完整、可靠。

4 小結(jié)與討論

活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)來源廣，數(shù)據(jù)采集的任務(wù)重，在數(shù)據(jù)庫建立過程中會(huì)出現(xiàn)許多人為和系統(tǒng)的誤差，甚至還有可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，最后采集入庫的數(shù)據(jù)如不能真實(shí)反映自然界中的活動(dòng)構(gòu)造事實(shí)，或數(shù)據(jù)不能保持一致性和完整性，那么所建立的數(shù)據(jù)庫則達(dá)不到建設(shè)的初衷。

數(shù)據(jù)庫模板是為了讓活動(dòng)斷層建設(shè)者擁有一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)范，從而便于最終研究成果的統(tǒng)一分析、交流與共享，數(shù)據(jù)批量入庫軟件是為了提高數(shù)據(jù)入庫效率，數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)軟件是為了高效分析數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)格式、ID規(guī)范性、域值范圍、關(guān)聯(lián)關(guān)系、必填字段、數(shù)據(jù)邏輯一致性，空間拓?fù)潢P(guān)系、斷層及產(chǎn)狀傾向等方面的錯(cuò)誤，并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作量。

通過活動(dòng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及數(shù)據(jù)庫質(zhì)量的檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)問題，并分析產(chǎn)生數(shù)據(jù)問題的根源，進(jìn)而可以從根本上解決數(shù)據(jù)錯(cuò)誤問題。與活動(dòng)斷層探察同期開展數(shù)據(jù)庫建設(shè)并及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)糾正不恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)采集操作流程，校準(zhǔn)提高野外測(cè)量?jī)x器，提高測(cè)量數(shù)據(jù)精度;明確收集圖形的坐標(biāo)系統(tǒng)、投影方式，正確設(shè)置數(shù)據(jù)化相關(guān)參數(shù)，提高數(shù)據(jù)采集精度;數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中自檢、他查、軟件檢測(cè)、與專家抽查相結(jié)合，做到數(shù)據(jù)質(zhì)量問題早發(fā)現(xiàn)、精心分析、合理解決，從整體上提高活動(dòng)斷層探察的工作質(zhì)量。

葛孚剛，王冬雷，王志才，等.2011.山東省1︰20萬活斷層數(shù)據(jù)庫建設(shè)［J］.土工基礎(chǔ)，25(3):64—67.

GE Fu-gang，WANG Dong-lei，WANG Zhi-cai，et al.2011.1︰200000-scale active fault database in Shandong Province［J］.Soil Engineering and Foundation，25(3):64—67(in Chinese).

葛偉鵬，袁道陽，郭華.2006.對(duì)城市活斷層探測(cè)項(xiàng)目中地震地質(zhì)數(shù)據(jù)建模的探討［J］.西北地震學(xué)報(bào)，28(2):134—139.

GE Wei-peng，YUAN Dao-yang，GUO Hua.2006.Discussion on seismogeologic data modeling for urban active fault surveying project［J］.Northwestern Seismological Journal，28(2):134—139(in Chinese).

李策，杜云艷，于貴華，等.2008.基于ArcGIS的地震活斷層多源數(shù)據(jù)組織與管理研究［J］.地球信息科學(xué)，10(6):716—723.

LI Ce，DU Yun-yan，YU Gui-hua，et al.2008.A study on organizing and managing multi-source seismic active fault data based on ArcGIS ［J］.Ceo-information Science，10(6):716—723(in Chinese).

劉娜，張建國(guó)，毛燕，等.2009.活斷層數(shù)據(jù)庫在昆明市防震減災(zāi)工作中的應(yīng)用研究［J］.地震研究，32(B12):503—506.

LIU Na，ZHANG Jian-guo，MAO Yan，et al.2009.Application of information database of active faults in Kunming′s earthquake preparedness and disaster reduction work［J］.Journal of Seismological Research，32(B12):503—506(in Chinese).

柔潔，劉云華，傅長(zhǎng)海.2008.烏魯木齊市活斷層數(shù)據(jù)庫在城市建設(shè)中的作用［J］.內(nèi)陸地震，22(3):193—202.

ROU Jie，LIU Yun-hua，F(xiàn)U Chang-hai.2008.The function of Urumqi City active fault database in urban construction［J］.Inland Earthquake，22(3):193—202(in Chinese).

于貴華，鄧起東，鄔倫，等.1996.利用GIS系統(tǒng)建立中國(guó)活動(dòng)斷裂信息咨詢分析系統(tǒng)［J］.地震地質(zhì)，18(2):156—160.

YU Gui-hua，DENG Qi-dong，WU Lun，et al.1996.Building Chinese active fault information system using GIS system［J］.Seismology and Geology，18(2):156—160(in Chinese).

于貴華，徐錫偉，孫怡，等.2006，城市活斷層探測(cè)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):以福州市活斷層信息管理系統(tǒng)為例［J］.地震地質(zhì)，28(4):656—662.

YU Gui-hua，XU Xi-wei，SUN Yi，et al.2006.Design and implement an urban active fault information management system［J］.Seismology and Geology，28(4):656—662(in Chinese).

張?zhí)m鳳，于貴華，李陳俠，等.2007.用ArcGIS實(shí)現(xiàn)利用1/20萬地質(zhì)圖編繪1/25萬區(qū)域地震構(gòu)造圖的方法［J］.地震地質(zhì)，29(2):412—417.

ZHANG Lan-feng，YU Gui-hua，LI Chen-xia，et al.2007.Compiling the 1︰250000 regional seismotectonic map using the 1︰200000 geologic maps with ArcGIS method［J］.Seismology and Geology，29(2):412—417(in Chinese).

Haller K M.2003.Quaternary fault and fold database of the United States［A］.In:CR USGS GOV，2003 Seattle Annual Meeting(November 2-5，2003)，Paper No.175—6.

Kathleen M H，Michael N M，Richard L D，et al.2004.U S Quaternary fault and fold database released［J］.EOS，Transactions，American Geophysical Union，85(22):218.doi:10.1029/2004EO220004.