■陳少飛

（浙江省第一測(cè)繪院浙江杭州310012）

城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

■陳少飛

（浙江省第一測(cè)繪院浙江杭州310012）

作為對(duì)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫管理實(shí)行安全監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)，沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫必須要可靠，并具有一定的拓展性，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，地面沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)擺脫了以往人工記錄、管理的工作狀態(tài)，邁入到利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理的自動(dòng)化階段。本文就城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)問題展開了探討。

城市地面 沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫最初只是一種遵照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、管理和存儲(chǔ)的倉庫，但在不斷的發(fā)展過程中，現(xiàn)在已逐漸轉(zhuǎn)向以滿足用戶需求為指導(dǎo)的多種數(shù)據(jù)管理模式。城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠?qū)^為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有效解決城市地面沉降由此引發(fā)的環(huán)境問題?；诖?，以下是本文對(duì)城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行的分析。

1　城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的原則

在對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要遵循的原則是科學(xué)性、合理性、適用性以及避免數(shù)據(jù)的冗余性原則。這樣才能在執(zhí)行方面更加高效，對(duì)待一些較為復(fù)雜的地面沉降信息進(jìn)行優(yōu)化和處理，找出問題所在，也方便增添和刪減一些數(shù)據(jù)，以此提升數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)工作的可操作性，增強(qiáng)數(shù)據(jù)表之間的聯(lián)系。城市地面沉降研究由三大數(shù)據(jù)庫共同組成，分別是地面信息的原始數(shù)據(jù)庫、沉降數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)平差數(shù)據(jù)庫。原始觀測(cè)數(shù)據(jù)庫基本的功能是存儲(chǔ)地區(qū)的原始數(shù)據(jù)，不僅有數(shù)據(jù)量大和復(fù)雜性的特點(diǎn)，還要充分的對(duì)數(shù)據(jù)的完整性以及條理性進(jìn)行分析和研究，這樣才能為其他兩個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)。網(wǎng)平差數(shù)據(jù)庫的存在主要是為了存儲(chǔ)一些網(wǎng)平差數(shù)據(jù)的結(jié)果，用于對(duì)沉降地面狀況前后數(shù)據(jù)的比較，網(wǎng)評(píng)差數(shù)據(jù)表的制定需要進(jìn)行橫縱兩項(xiàng)的觀察和對(duì)比才能得出較為正確的結(jié)果。沉降數(shù)據(jù)主要是對(duì)城市地面在不同時(shí)期內(nèi)的沉降量進(jìn)行的觀察，然后依據(jù)此數(shù)據(jù)繪出曲線報(bào)表，為以后的工作提供服務(wù)。

2　城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

2.1城市地面沉降原始觀測(cè)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

城市地面沉降原始觀測(cè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)包含不同水準(zhǔn)的測(cè)量表（基本為，二、三、四等）、水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)標(biāo)以及高差表和已知高程表。其中，二等水準(zhǔn)測(cè)量表的功能使對(duì)城市地面沉降原始觀測(cè)的水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，收集相關(guān)信息，例如測(cè)段、前距、后距等等，另外，也包含后尺中的絲讀數(shù)和高差等數(shù)據(jù)信息[1]。

水準(zhǔn)點(diǎn)表在城市地面沉降數(shù)據(jù)庫中屬于一種基本的表元素，用于儲(chǔ)存每一種水準(zhǔn)點(diǎn)的信息，例如，城市沉降檢測(cè)的時(shí)間層次、點(diǎn)號(hào)、坐標(biāo)情況以及觀測(cè)的等級(jí)和觀測(cè)的時(shí)間信息、埋設(shè)地點(diǎn)等等。高差標(biāo)存儲(chǔ)主要是對(duì)測(cè)量地區(qū)測(cè)量的起點(diǎn)和終點(diǎn)進(jìn)行高差的計(jì)算和距離的評(píng)估，以此當(dāng)作是網(wǎng)平差的導(dǎo)入數(shù)據(jù)。已知高程表包含了對(duì)各個(gè)測(cè)量起點(diǎn)與終點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，這是網(wǎng)平差的基本數(shù)據(jù)[2]。

2.2城市地面沉降網(wǎng)平差的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

網(wǎng)平差數(shù)據(jù)的作用是存儲(chǔ)城市地面水準(zhǔn)網(wǎng)在經(jīng)典平差基礎(chǔ)上以及擬穩(wěn)平差的數(shù)據(jù)結(jié)果。在網(wǎng)平差數(shù)據(jù)庫中，會(huì)有平差高程表以及平差高差表還有往期城市地面沉降的數(shù)據(jù)結(jié)果。通過這些數(shù)據(jù)的對(duì)比，得出縱向的分期高差結(jié)果。平差高程需要對(duì)點(diǎn)號(hào)、初始高程、期數(shù)等元素進(jìn)行核對(duì)，在表中，清楚的了解到，平差前后高程的變化。平差高差的內(nèi)容與平差高程有類似之處，主要是平差前高差和平差后高差以及期數(shù)的涵蓋[3]。

2.3城市地面沉降變形數(shù)據(jù)庫的建立

在城市地面沉降情況下，要對(duì)沉降變形數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建設(shè)，主要包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。分別是繪制出沉降曲線示意圖，地面沉降的速度和沉降數(shù)據(jù)的累積圖等等，因此在一定情況下，還要建立其城市地面沉降變形的數(shù)據(jù)庫，變形也是沉降引發(fā)的一種后果，沉降變形的數(shù)據(jù)主要有地面沉降量的存儲(chǔ)，沉降累積的結(jié)果等[4]。

3　以某城市為例進(jìn)行地面沉降特征以及沉降測(cè)量的應(yīng)用分析

3.1數(shù)據(jù)選擇

本文對(duì)某城市在2009年到2012年間的沉降情況進(jìn)行了GPRS定位處理，影響的覆蓋面積為90*90千米，在這其中最大的時(shí)間基線是6年，空間的基線分布在負(fù)700到1000米之間，并且多數(shù)的沉降數(shù)據(jù)在這三年中保持相關(guān)性。

3.2地面沉降特點(diǎn)

通過GPRS手段以及差分干涉的處理方法，測(cè)算出某城市在2009年11月20日至2012年2月18日，地面沉降速率比較高，并且不同地區(qū)沉降的特點(diǎn)具有極大的差異性，沉降特點(diǎn)不明顯。在該城市的北部，沉降比較嚴(yán)重，年平均沉降已經(jīng)達(dá)到約42毫米，并且在該市中心，向西北方向也呈現(xiàn)沉降擴(kuò)散的現(xiàn)象，多數(shù)沉降漏斗在此已經(jīng)形成一種區(qū)域狀。這種情況也會(huì)隨著時(shí)間的變化逐漸加深。從對(duì)以往沉降數(shù)據(jù)的對(duì)比來看，該地區(qū)地面沉降受到季節(jié)性的影響。在春季，也就是一年中的第一個(gè)季度，沉降量為2.0，降幅比較小，在第二個(gè)季度，沉降量達(dá)到12毫米，這也是一年中沉降量最大的季節(jié)，部分地區(qū)的最大沉降量已經(jīng)超過40毫米，在第三季度，沉降量為5毫米，部分地區(qū)最大沉降保持在30毫米以內(nèi)。這些區(qū)別主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)氐叵滤约敖涤炅康挠绊懺斐傻?，在第一個(gè)季度中因?yàn)殚_采量比較小，降雨量也比較小，地面的水位比較平穩(wěn)，因此沉降速度小[5]。

3.3該城市運(yùn)用GPR與高程系統(tǒng)進(jìn)行的地面沉降測(cè)量

在城市地面沉降狀況測(cè)量過程中，需要應(yīng)用到GPRS和高程系統(tǒng)。他們主要是對(duì)城市地面應(yīng)用中立進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的方法，在使用GPRS以后，可以獲得大地高，然后通過重力水準(zhǔn)來取代原來大地測(cè)量中關(guān)于大地水準(zhǔn)的測(cè)量，提升測(cè)量精度。但是缺陷是，從現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)出發(fā)，在短期內(nèi)要活的GPRS大地高的重力數(shù)據(jù)點(diǎn)還達(dá)不到。這樣就需要在已有重力數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按照GPRS的標(biāo)準(zhǔn)，獲取一些城市地面的水準(zhǔn)面數(shù)據(jù)。對(duì)城市地面水準(zhǔn)面進(jìn)行優(yōu)化，這樣達(dá)到與GPR所觀測(cè)的精度相符合，也就是精確到厘米數(shù)。

3.4該城市沉降測(cè)繪結(jié)果

水位的持續(xù)性下降是該地區(qū)地面發(fā)生沉降的一個(gè)重要因素，通過對(duì)該地區(qū)的調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，一些地區(qū)因?yàn)橥翆又虚g介質(zhì)的變化，會(huì)影響地面的沉降，在總體循環(huán)過程中表現(xiàn)為持續(xù)性降低，只是速率的快慢不同。在總體上有效應(yīng)力有所增加，由此引起地面的沉降和變形。那么針對(duì)這些情況對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到的測(cè)量因素有大地測(cè)量、控制測(cè)量以及水準(zhǔn)測(cè)量和地面沉降等等。這樣才能科學(xué)精準(zhǔn)的測(cè)量出城市地面沉降的數(shù)據(jù)，為建立數(shù)據(jù)庫做好準(zhǔn)備工作。

圖1　地面沉降示意圖

4　結(jié)束語

綜上所述，本文對(duì)城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的原則、方式以及具體應(yīng)用進(jìn)行了研究和分析。在此過程中，要改變城市地面沉降的問題，還需要將強(qiáng)對(duì)科學(xué)技術(shù)的研究，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)，從沉降測(cè)量的實(shí)際出發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，對(duì)城市地面沉降的解決對(duì)策提供建議，由此實(shí)現(xiàn)，城市地面測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、添加以及查詢等工作，為城市沉降檢測(cè)提供必要的依據(jù)，從而為我國城市的可持續(xù)性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[1]俞禮彬,岳東杰.城市地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) [J].測(cè)繪與空間地理信息,2015(1):204～205.

[2]陳智飛,辛亞芳.西安市地面沉降數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì) [C].//2011年SuperMap GIS技術(shù)大會(huì)論文集.2011:93～95,99.

[3]鄭小梅,王磊.寧波市地面沉降監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].城市勘測(cè),2010(2): 33～37.

[4]何秀鳳,仲海蓓,何敏等.基于PS～I(xiàn)nSAR和GIS空間分析的南通市區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2011,39(1):129～134.

[5]顧兆芹,宮輝力,張有全等.PS～I(xiàn)nSAR技術(shù)在北京平原區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2014(7):1898～1902.

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1000～405X（2016）～4～295～1