首都圈地區跨斷層流動形變基礎與數據及其監測環境信息庫的構建＊

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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首都圈地區跨斷層流動形變基礎與數據及其監測環境信息庫的構建＊

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測以來存在的監測數據不全、基礎與監測環境信息缺乏的情況，本文以首都圈地區跨斷層流動形變監測工作、資料為例，研制不僅可以存儲管理監測場地完整的監測數據、基礎與監測環境信息，而且具有展示基礎與監測環境信息、場地演化、數據資料等功能的系統。該信息庫將極大地發揮跨斷層流動形變在防震減災工作中的作用。

關鍵詞跨斷層流動形變；數據；環境信息；場地演化

引言

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

因此，以首都圈地區跨斷層流動形變監測工作、資料為例①國家地震局地震地質大隊.首都圈地區監測成果及技術總結.1967—1985年－⑥國家地震局地震應力研究所，中國地震局綜合觀測中心.跨斷層測量情況調查表.1995年［4－5］，研制不僅可以存儲管理監測數據、監測場地基礎信息，包括監測場地衛星圖、測線分布圖、斷層上下測盤構造介質、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，而且還具有展示基礎與監測環境信息、場地演化、數據資料等功能。所以，該信息庫將為用戶提供優質、詳細、細致的服務產品，將極大地發揮跨斷層流動形變在防震減災中的作用。

1　信息庫軟硬件環境

信息庫系統軟件基于Windows 7、Windows Office 2010等運用VC程序開發，可以掛在其他軟件下運行且預留GIS開發接口。該軟件為開發式、可擴充模塊，工作界面為菜單式和窗口相結合（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　信息庫結構及功能

本信息庫主要特點是顯示跨斷層流動形變監測環境信息、場地演化、數據資料等，讓監測人員、資料使用人員和管理人員充分了解監測場地監測環境以及監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據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的不同需求者的需求。由信息庫架構圖（圖2）可知，信息庫由3部分組成，即GIS系統、信息管理系統和界面系統等，下面分別介紹其功能。

2.1 GIS系統及功能

GIS地理信息系統是將計算機硬件、軟件、地理數據組織而成的，對地理信息進行高效獲取、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　信息庫架構圖

2.2 信息管理系統及功能

信息管理系統是本信息庫的重要系統，由信息管理模塊、數據處理模塊、標注模塊、圖形圖像引擎等組成。信息管理模塊主要管理由Access開發的關系數據庫，信息包括監測數據、地震目錄、監測場地基礎信息等；數據處理模塊主要是處理諸如缺數的識別（缺數之間不連線），是根據關系數據庫中觀測周期來實現；標注模塊主要是從關系數據庫中取出標注信息如地震、場地破壞信息等，并標注在曲線上，可以實現標注的顯示與關閉、增刪標注信息。圖形圖像引擎主要是實現圖形曲線的繪制和拼圖等。其功能如下。

2.2.1 數據管理功能

信息庫可以通過管理員導入、導出功能建立數據庫和修改數據，并實現與其他數據庫進行數據交換。在數據量小的情況下，管理員可以在數據顯示狀態下進行數據修改和錄入。該信息庫完整記錄了首都圈地區自20世紀60、70年代監測以來的所有資料，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30次①國家地震局地震地質大隊.小水峪實測值.1969年9月至1985年5月

2.2.2 基礎信息顯示功能

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

2.2.3 場地演化功能

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

2.2.4 監測環境信息顯示功能

圖3　使用基礎信息顯示功能后所顯示的監測場地基礎信息

監測環境信息顯示功能主要由標注模塊來實現。由于跨斷層流動形變監測工作屬于野外作業，監測場地和監測設施經常受到破壞，造成監測場改造等這類信息無法在現有數據庫中獲得，從而使監測人員、資料使用人員和管理人員無法了解監測資料產生過程所受的影響因素。使用者通過點擊監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測項，可以顯示具體監測項變化曲線，然后通過備注點功能顯示監測環境變化信息，如場地改造、儀器更換等信息（圖5），該信息可以通過數據庫管理員在數據庫中進行添加和刪除，信息格式可以是文字也可以是圖片。

2.2.5 數據資料顯示功能

信息庫不僅可以繪制數據資料曲線圖，還可以在曲線上顯示監測數據以及在屏幕右邊顯示數據庫觀測數據；通過點擊曲線圖或數據庫觀測數據，可以標注兩點測值之差，可以選擇監測場地多個測項進行多曲線繪圖合并顯示（圖6）；該信息庫還可以在曲線上標注地震（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　監測場地演化及相應變化曲線圖

圖5　監測數據（右）與曲線及環境信息顯示圖

2.3 界面系統及功能

界面系統是利用Word功能而建立的系統，可以改變監測曲線、坐標等的顏色、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　結語

通過對首都圈地區跨斷層流動形變基礎與數據及其監測環境信息庫的構建，首先系統地收集整理了首都圈地區跨斷層流動形變自20世紀60、70年代監測以來所有監測數據和基礎與監測環境信息，然后研制了首都圈地區跨斷層流動形變基礎與數據及其監測環境信息庫。該信息庫可以方便地展示首都圈地區跨斷層流動形變監測場地變化歷史過程、基礎與監測環境信息。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工作中發揮更大的作用。

（作者電子信箱，陸明勇：lmy9988＠163.com）

圖6　標注測值兩點之差（左）和多測項曲線合并顯示（右）圖

參考文獻

［1］陸明勇，劉天海，黃寶森，等.跨斷層流動形變監測環境及監測技術探討.大地測量與地球動力學，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跨斷層場地基礎信息系統構建.國際地震動態，2014（4）：27－34

［4］中國地震局地殼應力研究所.中國地震局地殼應力研究所地震監測志.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

文獻標識碼：A；

中圖分類號：P315.73；