陸明勇熊道慧于海生李 欣李建飛張中五李志雄宋彥云劉天海穆會泳高宴清中國地震應(yīng)急搜救中心，北京100049中國地震局，北京100036北京天地維安科技有限公司，北京100085北京市地震局，北京100080

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首都圈地區(qū)跨斷層流動形變基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)及其監(jiān)測環(huán)境信息庫的構(gòu)建＊

陸明勇1）熊道慧2）于海生1）李 欣3）李建飛2）張中五4）李志雄1）宋彥云1）劉天海1）穆會泳4）高宴清1）
1）中國地震應(yīng)急搜救中心，北京100049
2）中國地震局，北京100036
3）北京天地維安科技有限公司，北京100085
4）北京市地震局，北京100080

摘 要針對全國跨斷層流動形變資料庫自監(jiān)測以來存在的監(jiān)測數(shù)據(jù)不全、基礎(chǔ)與監(jiān)測環(huán)境信息缺乏的情況，本文以首都圈地區(qū)跨斷層流動形變監(jiān)測工作、資料為例，研制不僅可以存儲管理監(jiān)測場地完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)與監(jiān)測環(huán)境信息，而且具有展示基礎(chǔ)與監(jiān)測環(huán)境信息、場地演化、數(shù)據(jù)資料等功能的系統(tǒng)。該信息庫將極大地發(fā)揮跨斷層流動形變在防震減災(zāi)工作中的作用。

關(guān)鍵詞跨斷層流動形變；數(shù)據(jù)；環(huán)境信息；場地演化

引言

跨斷層流動形變監(jiān)測是野外監(jiān)測工作，監(jiān)測環(huán)境易受非地震因素影響，如人為因素造成監(jiān)測場地和監(jiān)測設(shè)施破壞，影響監(jiān)測工作進(jìn)行和造成監(jiān)測數(shù)據(jù)不連續(xù)［1］。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國跨斷層流動形變監(jiān)測場地每年不同程度被破壞達(dá)15%左右。其二，全國跨斷層流動監(jiān)測工作已有40多年歷史［2］，由于過去計算與存儲技術(shù)的落后，很多監(jiān)測數(shù)據(jù)特別是20世紀(jì)60、70年代多是紙質(zhì)數(shù)據(jù)，即使有電子版數(shù)據(jù)也不是全部原始監(jiān)測數(shù)據(jù)，而是月均值數(shù)據(jù)，如首都圈地區(qū)跨斷層流動形變在1976年唐山7.8級地震前后監(jiān)測周期較短，最多1個月測量達(dá)30次①國家地震局地震地質(zhì)大隊.小水峪實測值.1969年9月至1985年5月。其三，跨斷層流動形變監(jiān)測環(huán)境經(jīng)常因遭受破壞而發(fā)生變化，但監(jiān)測場地修復(fù)、改造［1］等信息無法在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中獲得，從而使監(jiān)測人員、資料使用人員和管理人員無法了解監(jiān)測場地的變化過程。其四，目前已有的跨斷層流動形變數(shù)據(jù)庫主要是近十幾年來監(jiān)測數(shù)據(jù)的記錄，未完全建立監(jiān)測場地基礎(chǔ)信息庫，包括監(jiān)測場地衛(wèi)星圖、測線分布圖、斷層上下測盤構(gòu)造介質(zhì)、測量方向、測樁示意圖、干擾因素、場地破壞信息、儀器變化信息等②張鶴.全國跨斷層流動數(shù)據(jù)庫.2002年－④［《基于GIS的地震分析預(yù)報系統(tǒng)》研制組.中國地震局基于GIS的地震分析預(yù)報系統(tǒng).2014年3］，無法有效地了解監(jiān)測場地、觀測環(huán)境變化因素等信息，嚴(yán)重影響資料的有效使用。

因此，以首都圈地區(qū)跨斷層流動形變監(jiān)測工作、資料為例①國家地震局地震地質(zhì)大隊.首都圈地區(qū)監(jiān)測成果及技術(shù)總結(jié).1967—1985年－⑥國家地震局地震應(yīng)力研究所，中國地震局綜合觀測中心.跨斷層測量情況調(diào)查表.1995年［4－5］，研制不僅可以存儲管理監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)測場地基礎(chǔ)信息，包括監(jiān)測場地衛(wèi)星圖、測線分布圖、斷層上下測盤構(gòu)造介質(zhì)、測量方向、測樁示意圖、干擾因素、場地破壞信息、儀器變化信息等的系統(tǒng)，而且還具有展示基礎(chǔ)與監(jiān)測環(huán)境信息、場地演化、數(shù)據(jù)資料等功能。所以，該信息庫將為用戶提供優(yōu)質(zhì)、詳細(xì)、細(xì)致的服務(wù)產(chǎn)品，將極大地發(fā)揮跨斷層流動形變在防震減災(zāi)中的作用。

1　信息庫軟硬件環(huán)境

信息庫系統(tǒng)軟件基于Windows 7、Windows Office 2010等運用VC程序開發(fā)，可以掛在其他軟件下運行且預(yù)留GIS開發(fā)接口。該軟件為開發(fā)式、可擴充模塊，工作界面為菜單式和窗口相結(jié)合（圖1），軟件安裝后不影響本機上其他軟件的工作。

圖1　信息庫初始界面圖

2　信息庫結(jié)構(gòu)及功能

本信息庫主要特點是顯示跨斷層流動形變監(jiān)測環(huán)境信息、場地演化、數(shù)據(jù)資料等，讓監(jiān)測人員、資料使用人員和管理人員充分了解監(jiān)測場地監(jiān)測環(huán)境以及監(jiān)測資料觀測過程中存在的變化信息。一般跨斷層流動形變數(shù)據(jù)庫主要目的是滿足觀測資料使用人的需求，而該信息庫由于所擁有的信息更廣泛和全面，可以滿足與跨斷層流動形變有關(guān)的不同需求者的需求。由信息庫架構(gòu)圖（圖2）可知，信息庫由3部分組成，即GIS系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)和界面系統(tǒng)等，下面分別介紹其功能。

2.1 GIS系統(tǒng)及功能

GIS地理信息系統(tǒng)是將計算機硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)組織而成的，對地理信息進(jìn)行高效獲取、存儲、更新、操作及顯示（圖1）。信息庫可以方便實現(xiàn)場地增刪、場地定位并顯示場地名稱，場地分布圖放大、縮小等。

圖2　信息庫架構(gòu)圖

2.2 信息管理系統(tǒng)及功能

信息管理系統(tǒng)是本信息庫的重要系統(tǒng)，由信息管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、標(biāo)注模塊、圖形圖像引擎等組成。信息管理模塊主要管理由Access開發(fā)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，信息包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、地震目錄、監(jiān)測場地基礎(chǔ)信息等；數(shù)據(jù)處理模塊主要是處理諸如缺數(shù)的識別（缺數(shù)之間不連線），是根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中觀測周期來實現(xiàn)；標(biāo)注模塊主要是從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中取出標(biāo)注信息如地震、場地破壞信息等，并標(biāo)注在曲線上，可以實現(xiàn)標(biāo)注的顯示與關(guān)閉、增刪標(biāo)注信息。圖形圖像引擎主要是實現(xiàn)圖形曲線的繪制和拼圖等。其功能如下。

2.2.1 數(shù)據(jù)管理功能

信息庫可以通過管理員導(dǎo)入、導(dǎo)出功能建立數(shù)據(jù)庫和修改數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)與其他數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在數(shù)據(jù)量小的情況下，管理員可以在數(shù)據(jù)顯示狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)據(jù)修改和錄入。該信息庫完整記錄了首都圈地區(qū)自20世紀(jì)60、70年代監(jiān)測以來的所有資料，包括震情跟蹤加測資料等，如1976年唐山7.8級地震前后，最多1個月測量達(dá)30次①國家地震局地震地質(zhì)大隊.小水峪實測值.1969年9月至1985年5月

2.2.2 基礎(chǔ)信息顯示功能

在基礎(chǔ)信息顯示功能和左邊菜單式監(jiān)測場地處點擊，均可以顯示選擇的監(jiān)測場地基礎(chǔ)信息，如監(jiān)測場地衛(wèi)星圖、測線分布圖、斷層上下測盤構(gòu)造介質(zhì)、測量方向、測樁示意圖等，該信息是通過加載Word文件進(jìn)行顯示（圖3），數(shù)據(jù)庫管理員通過用戶名和密碼可以方便地進(jìn)行信息添加、修改和刪除等操作。

2.2.3 場地演化功能

在首都圈地區(qū)跨斷層流動形變監(jiān)測分布圖中和左邊菜單式監(jiān)測場地處，可以顯示選擇的監(jiān)測場地變化示意圖和相應(yīng)的變化曲線。示意圖中實線表示當(dāng)前正在監(jiān)測的線路，虛線表示當(dāng)前未監(jiān)測的線路，虛線越細(xì)、越虛，表示監(jiān)測線離當(dāng)前監(jiān)測時間越久遠(yuǎn)。通過監(jiān)測場地示意圖的變化和相應(yīng)監(jiān)測線路的綁定和變化，展示跨斷層流動形變監(jiān)測場地演化過程（圖4）。

2.2.4 監(jiān)測環(huán)境信息顯示功能

圖3　使用基礎(chǔ)信息顯示功能后所顯示的監(jiān)測場地基礎(chǔ)信息

監(jiān)測環(huán)境信息顯示功能主要由標(biāo)注模塊來實現(xiàn)。由于跨斷層流動形變監(jiān)測工作屬于野外作業(yè)，監(jiān)測場地和監(jiān)測設(shè)施經(jīng)常受到破壞，造成監(jiān)測場改造等這類信息無法在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中獲得，從而使監(jiān)測人員、資料使用人員和管理人員無法了解監(jiān)測資料產(chǎn)生過程所受的影響因素。使用者通過點擊監(jiān)測場地變化示意圖和變化曲線界面中的曲線以及菜單式界面中的具體監(jiān)測項，可以顯示具體監(jiān)測項變化曲線，然后通過備注點功能顯示監(jiān)測環(huán)境變化信息，如場地改造、儀器更換等信息（圖5），該信息可以通過數(shù)據(jù)庫管理員在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行添加和刪除，信息格式可以是文字也可以是圖片。

2.2.5 數(shù)據(jù)資料顯示功能

信息庫不僅可以繪制數(shù)據(jù)資料曲線圖，還可以在曲線上顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)以及在屏幕右邊顯示數(shù)據(jù)庫觀測數(shù)據(jù)；通過點擊曲線圖或數(shù)據(jù)庫觀測數(shù)據(jù)，可以標(biāo)注兩點測值之差，可以選擇監(jiān)測場地多個測項進(jìn)行多曲線繪圖合并顯示（圖6）；該信息庫還可以在曲線上標(biāo)注地震（圖5，圖6）。這些功能對于跨斷層流動形變資料使用人員來說十分重要。

圖4　監(jiān)測場地演化及相應(yīng)變化曲線圖

圖5　監(jiān)測數(shù)據(jù)（右）與曲線及環(huán)境信息顯示圖

2.3 界面系統(tǒng)及功能

界面系統(tǒng)是利用Word功能而建立的系統(tǒng)，可以改變監(jiān)測曲線、坐標(biāo)等的顏色、類型；可以挪動曲線與地震名稱、改變顏色、字體等（圖5，圖6）；能夠保存、打印高清圖片等。

3　結(jié)語

通過對首都圈地區(qū)跨斷層流動形變基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)及其監(jiān)測環(huán)境信息庫的構(gòu)建，首先系統(tǒng)地收集整理了首都圈地區(qū)跨斷層流動形變自20世紀(jì)60、70年代監(jiān)測以來所有監(jiān)測數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)與監(jiān)測環(huán)境信息，然后研制了首都圈地區(qū)跨斷層流動形變基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)及其監(jiān)測環(huán)境信息庫。該信息庫可以方便地展示首都圈地區(qū)跨斷層流動形變監(jiān)測場地變化歷史過程、基礎(chǔ)與監(jiān)測環(huán)境信息。這些工作不僅對資料使用人員，而且對管理人員和監(jiān)測人員了解跨斷層流動形變變化具有重要的價值，有助于跨斷層流動形變在防震減災(zāi)工作中發(fā)揮更大的作用。

（作者電子信箱，陸明勇：lmy9988＠163.com）

圖6　標(biāo)注測值兩點之差（左）和多測項曲線合并顯示（右）圖

參考文獻(xiàn)

［1］陸明勇，劉天海，黃寶森，等.跨斷層流動形變監(jiān)測環(huán)境及監(jiān)測技術(shù)探討.大地測量與地球動力學(xué)，2011，31（5）：141－145

［2］宋彥云.中國地震觀測簡要回顧與展望.地震地磁觀測與研究，2009，30（5）：1－4

［3］屈佳，張四新.基于GIS跨斷層場地基礎(chǔ)信息系統(tǒng)構(gòu)建.國際地震動態(tài)，2014（4）：27－34

［4］中國地震局地殼應(yīng)力研究所.中國地震局地殼應(yīng)力研究所地震監(jiān)測志.北京：地震出版社，2005

［5］中國地震局綜合觀測中心.中國地震局綜合觀測中心地震監(jiān)測志.北京：地震出版社，2007

The building of temporary cross－fault deformation basis and monitoring data and it’s environmental information database in the capital region

Lu Mingyong1），Xiong Daohui2），Yu Haisheng1），Li Xin3），Li Jianfei2），Zhang Zhongwu4），Li Zhixiong1），Song Yanyun1），Liu Tianhai1），
Mu Huiyong4），Gao Yanqing1）
1）China Center for Earthquake Disaster Emergency and SAR，Beijing 100049，China
2）China Earthquake Administration，Beijing 100036，China
3）Beijing Tiandi Security Technology Company Limited，Beijing 100085，China
4）Earthquake Administration of Beijing Municipality，Beijing 100080，China

Abstract Considering the situation of incomplete monitoring data，seriously deficient of the information of foundation and monitoring environment since the national cross－fault flow deformation had been monitored，a database in the case of temporary cross－fault deformation monitoring has been developed in the capital region.The information database can not onlystore and manage complete monitoring data，the information of foundation and monitoring environment，but also shows the information of foundation and monitoring environment，the evolution of monitoring site and the monitoring data，etc.This information database makes cross－fault deformation play great role in earthquake disaster reduction work.

Keywords cross－fault deformation；data；environment information；evolution of monitoringsite

收稿日期：(＊)2015－03－12；采用日期：2015－06－16。

基金項目：中國地震局項目（JC140204111）資助。

doi：10.3969／j.issn.0235－4975.2015.10.006

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A；

中圖分類號：P315.73；