城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計

■陳少飛

（浙江省第一測繪院浙江杭州310012）

城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計

■陳少飛

（浙江省第一測繪院浙江杭州310012）

作為對數據庫存儲、數據庫管理實行安全監測的基礎，沉降監測數據庫必須要可靠，并具有一定的拓展性，隨著計算機網絡技術的發展，地面沉降監測技術已經擺脫了以往人工記錄、管理的工作狀態，邁入到利用計算機數據庫進行管理的自動化階段。本文就城市地面沉降監測數據處理系統的數據庫設計問題展開了探討。

城市地面 沉降監測數據處理系統 數據庫設計

數據庫最初只是一種遵照數據結構對數據進行組織、管理和存儲的倉庫，但在不斷的發展過程中，現在已逐漸轉向以滿足用戶需求為指導的多種數據管理模式。城市地面沉降監測數據處理系統能夠對較為復雜的地質環境問題進行監測，有效解決城市地面沉降由此引發的環境問題?；诖?，以下是本文對城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計進行的分析。

1　城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計的原則

在對數據庫進行設計的過程中需要遵循的原則是科學性、合理性、適用性以及避免數據的冗余性原則。這樣才能在執行方面更加高效，對待一些較為復雜的地面沉降信息進行優化和處理，找出問題所在，也方便增添和刪減一些數據，以此提升數據庫中數據對現實工作的可操作性，增強數據表之間的聯系。城市地面沉降研究由三大數據庫共同組成，分別是地面信息的原始數據庫、沉降數據庫和網平差數據庫。原始觀測數據庫基本的功能是存儲地區的原始數據，不僅有數據量大和復雜性的特點，還要充分的對數據的完整性以及條理性進行分析和研究，這樣才能為其他兩個數據庫服務。網平差數據庫的存在主要是為了存儲一些網平差數據的結果，用于對沉降地面狀況前后數據的比較，網評差數據表的制定需要進行橫縱兩項的觀察和對比才能得出較為正確的結果。沉降數據主要是對城市地面在不同時期內的沉降量進行的觀察，然后依據此數據繪出曲線報表，為以后的工作提供服務。

2　城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計

2.1城市地面沉降原始觀測數據庫的設計

城市地面沉降原始觀測數據庫設計包含不同水準的測量表（基本為，二、三、四等）、水準標點標以及高差表和已知高程表。其中，二等水準測量表的功能使對城市地面沉降原始觀測的水準數據進行分析，收集相關信息，例如測段、前距、后距等等，另外，也包含后尺中的絲讀數和高差等數據信息[1]。

水準點表在城市地面沉降數據庫中屬于一種基本的表元素，用于儲存每一種水準點的信息，例如，城市沉降檢測的時間層次、點號、坐標情況以及觀測的等級和觀測的時間信息、埋設地點等等。高差標存儲主要是對測量地區測量的起點和終點進行高差的計算和距離的評估，以此當作是網平差的導入數據。已知高程表包含了對各個測量起點與終點的高程數據，這是網平差的基本數據[2]。

2.2城市地面沉降網平差的數據庫設計

網平差數據的作用是存儲城市地面水準網在經典平差基礎上以及擬穩平差的數據結果。在網平差數據庫中，會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據結果。通過這些數據的對比，得出縱向的分期高差結果。平差高程需要對點號、初始高程、期數等元素進行核對，在表中，清楚的了解到，平差前后高程的變化。平差高差的內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的涵蓋[3]。

2.3城市地面沉降變形數據庫的建立

在城市地面沉降情況下，要對沉降變形數據庫進行建設，主要包含以下幾個方面的內容。分別是繪制出沉降曲線示意圖，地面沉降的速度和沉降數據的累積圖等等，因此在一定情況下，還要建立其城市地面沉降變形的數據庫，變形也是沉降引發的一種后果，沉降變形的數據主要有地面沉降量的存儲，沉降累積的結果等[4]。

3　以某城市為例進行地面沉降特征以及沉降測量的應用分析

3.1數據選擇

本文對某城市在2009年到2012年間的沉降情況進行了GPRS定位處理，影響的覆蓋面積為90*90千米，在這其中最大的時間基線是6年，空間的基線分布在負700到1000米之間，并且多數的沉降數據在這三年中保持相關性。

3.2地面沉降特點

通過GPRS手段以及差分干涉的處理方法，測算出某城市在2009年11月20日至2012年2月18日，地面沉降速率比較高，并且不同地區沉降的特點具有極大的差異性，沉降特點不明顯。在該城市的北部，沉降比較嚴重，年平均沉降已經達到約42毫米，并且在該市中心，向西北方向也呈現沉降擴散的現象，多數沉降漏斗在此已經形成一種區域狀。這種情況也會隨著時間的變化逐漸加深。從對以往沉降數據的對比來看，該地區地面沉降受到季節性的影響。在春季，也就是一年中的第一個季度，沉降量為2.0，降幅比較小，在第二個季度，沉降量達到12毫米，這也是一年中沉降量最大的季節，部分地區的最大沉降量已經超過40毫米，在第三季度，沉降量為5毫米，部分地區最大沉降保持在30毫米以內。這些區別主要是因為當地地下水以及降雨量的影響造成的，在第一個季度中因為開采量比較小，降雨量也比較小，地面的水位比較平穩，因此沉降速度小[5]。

3.3該城市運用GPR與高程系統進行的地面沉降測量

在城市地面沉降狀況測量過程中，需要應用到GPRS和高程系統。他們主要是對城市地面應用中立進行數據獲取的方法，在使用GPRS以后，可以獲得大地高，然后通過重力水準來取代原來大地測量中關于大地水準的測量，提升測量精度。但是缺陷是，從現代的科學技術出發，在短期內要活的GPRS大地高的重力數據點還達不到。這樣就需要在已有重力數據的基礎上，按照GPRS的標準，獲取一些城市地面的水準面數據。對城市地面水準面進行優化，這樣達到與GPR所觀測的精度相符合，也就是精確到厘米數。

3.4該城市沉降測繪結果

水位的持續性下降是該地區地面發生沉降的一個重要因素，通過對該地區的調查研究可以發現，一些地區因為土層中間介質的變化，會影響地面的沉降，在總體循環過程中表現為持續性降低，只是速率的快慢不同。在總體上有效應力有所增加，由此引起地面的沉降和變形。那么針對這些情況對數據庫進行設計時需要考慮到的測量因素有大地測量、控制測量以及水準測量和地面沉降等等。這樣才能科學精準的測量出城市地面沉降的數據，為建立數據庫做好準備工作。

圖1　地面沉降示意圖

4　結束語

綜上所述，本文對城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計的原則、方式以及具體應用進行了研究和分析。在此過程中，要改變城市地面沉降的問題，還需要將強對科學技術的研究，強化環境保護意識，從沉降測量的實際出發，結合數據庫內容，對城市地面沉降的解決對策提供建議，由此實現，城市地面測量數據的存儲、添加以及查詢等工作，為城市沉降檢測提供必要的依據，從而為我國城市的可持續性發展奠定基礎。

[1]俞禮彬,岳東杰.城市地面沉降監測數據處理系統數據庫設計 [J].測繪與空間地理信息,2015(1):204～205.

[2]陳智飛,辛亞芳.西安市地面沉降數據管理與分析系統設計 [C].//2011年SuperMap GIS技術大會論文集.2011:93～95,99.

[3]鄭小梅,王磊.寧波市地面沉降監測分析系統的設計與實現 [J].城市勘測,2010(2): 33～37.

[4]何秀鳳,仲海蓓,何敏等.基于PS～InSAR和GIS空間分析的南通市區地面沉降監測[J].同濟大學學報（自然科學版）,2011,39(1):129～134.

[5]顧兆芹,宮輝力,張有全等.PS～InSAR技術在北京平原區地面沉降監測中的應用研究[J].光譜學與光譜分析,2014(7):1898～1902.

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1000～405X（2016）～4～295～1