首都圈地区跨断层流动形变基础与数据及其监测环境信息库的构建＊

陆明勇熊道慧于海生李 欣李建飞张中五李志雄宋彦云刘天海穆会泳高宴清中国地震应急搜救中心，北京100049中国地震局，北京100036北京天地维安科技有限公司，北京100085北京市地震局，北京100080



首都圈地区跨断层流动形变基础与数据及其监测环境信息库的构建＊

陆明勇1）熊道慧2）于海生1）李 欣3）李建飞2）张中五4）李志雄1）宋彦云1）刘天海1）穆会泳4）高宴清1）
1）中国地震应急搜救中心，北京100049
2）中国地震局，北京100036
3）北京天地维安科技有限公司，北京100085
4）北京市地震局，北京100080

摘 要针对全国跨断层流动形变资料库自监测以来存在的监测数据不全、基础与监测环境信息缺乏的情况，本文以首都圈地区跨断层流动形变监测工作、资料为例，研制不仅可以存储管理监测场地完整的监测数据、基础与监测环境信息，而且具有展示基础与监测环境信息、场地演化、数据资料等功能的系统。该信息库将极大地发挥跨断层流动形变在防震减灾工作中的作用。

关键词跨断层流动形变；数据；环境信息；场地演化

引言

跨断层流动形变监测是野外监测工作，监测环境易受非地震因素影响，如人为因素造成监测场地和监测设施破坏，影响监测工作进行和造成监测数据不连续［1］。据不完全统计，全国跨断层流动形变监测场地每年不同程度被破坏达15%左右。其二，全国跨断层流动监测工作已有40多年历史［2］，由于过去计算与存储技术的落后，很多监测数据特别是20世纪60、70年代多是纸质数据，即使有电子版数据也不是全部原始监测数据，而是月均值数据，如首都圈地区跨断层流动形变在1976年唐山7.8级地震前后监测周期较短，最多1个月测量达30次①国家地震局地震地质大队.小水峪实测值.1969年9月至1985年5月。其三，跨断层流动形变监测环境经常因遭受破坏而发生变化，但监测场地修复、改造［1］等信息无法在现有数据库中获得，从而使监测人员、资料使用人员和管理人员无法了解监测场地的变化过程。其四，目前已有的跨断层流动形变数据库主要是近十几年来监测数据的记录，未完全建立监测场地基础信息库，包括监测场地卫星图、测线分布图、断层上下测盘构造介质、测量方向、测桩示意图、干扰因素、场地破坏信息、仪器变化信息等②张鹤.全国跨断层流动数据库.2002年－④［《基于GIS的地震分析预报系统》研制组.中国地震局基于GIS的地震分析预报系统.2014年3］，无法有效地了解监测场地、观测环境变化因素等信息，严重影响资料的有效使用。

因此，以首都圈地区跨断层流动形变监测工作、资料为例①国家地震局地震地质大队.首都圈地区监测成果及技术总结.1967—1985年－⑥国家地震局地震应力研究所，中国地震局综合观测中心.跨断层测量情况调查表.1995年［4－5］，研制不仅可以存储管理监测数据、监测场地基础信息，包括监测场地卫星图、测线分布图、断层上下测盘构造介质、测量方向、测桩示意图、干扰因素、场地破坏信息、仪器变化信息等的系统，而且还具有展示基础与监测环境信息、场地演化、数据资料等功能。所以，该信息库将为用户提供优质、详细、细致的服务产品，将极大地发挥跨断层流动形变在防震减灾中的作用。

1　信息库软硬件环境

信息库系统软件基于Windows 7、Windows Office 2010等运用VC程序开发，可以挂在其他软件下运行且预留GIS开发接口。该软件为开发式、可扩充模块，工作界面为菜单式和窗口相结合（图1），软件安装后不影响本机上其他软件的工作。

图1　信息库初始界面图

2　信息库结构及功能

本信息库主要特点是显示跨断层流动形变监测环境信息、场地演化、数据资料等，让监测人员、资料使用人员和管理人员充分了解监测场地监测环境以及监测资料观测过程中存在的变化信息。一般跨断层流动形变数据库主要目的是满足观测资料使用人的需求，而该信息库由于所拥有的信息更广泛和全面，可以满足与跨断层流动形变有关的不同需求者的需求。由信息库架构图（图2）可知，信息库由3部分组成，即GIS系统、信息管理系统和界面系统等，下面分别介绍其功能。

2.1 GIS系统及功能

GIS地理信息系统是将计算机硬件、软件、地理数据组织而成的，对地理信息进行高效获取、存储、更新、操作及显示（图1）。信息库可以方便实现场地增删、场地定位并显示场地名称，场地分布图放大、缩小等。

图2　信息库架构图

2.2 信息管理系统及功能

信息管理系统是本信息库的重要系统，由信息管理模块、数据处理模块、标注模块、图形图像引擎等组成。信息管理模块主要管理由Access开发的关系数据库，信息包括监测数据、地震目录、监测场地基础信息等；数据处理模块主要是处理诸如缺数的识别（缺数之间不连线），是根据关系数据库中观测周期来实现；标注模块主要是从关系数据库中取出标注信息如地震、场地破坏信息等，并标注在曲线上，可以实现标注的显示与关闭、增删标注信息。图形图像引擎主要是实现图形曲线的绘制和拼图等。其功能如下。

2.2.1 数据管理功能

信息库可以通过管理员导入、导出功能建立数据库和修改数据，并实现与其他数据库进行数据交换。在数据量小的情况下，管理员可以在数据显示状态下进行数据修改和录入。该信息库完整记录了首都圈地区自20世纪60、70年代监测以来的所有资料，包括震情跟踪加测资料等，如1976年唐山7.8级地震前后，最多1个月测量达30次①国家地震局地震地质大队.小水峪实测值.1969年9月至1985年5月

2.2.2 基础信息显示功能

在基础信息显示功能和左边菜单式监测场地处点击，均可以显示选择的监测场地基础信息，如监测场地卫星图、测线分布图、断层上下测盘构造介质、测量方向、测桩示意图等，该信息是通过加载Word文件进行显示（图3），数据库管理员通过用户名和密码可以方便地进行信息添加、修改和删除等操作。

2.2.3 场地演化功能

在首都圈地区跨断层流动形变监测分布图中和左边菜单式监测场地处，可以显示选择的监测场地变化示意图和相应的变化曲线。示意图中实线表示当前正在监测的线路，虚线表示当前未监测的线路，虚线越细、越虚，表示监测线离当前监测时间越久远。通过监测场地示意图的变化和相应监测线路的绑定和变化，展示跨断层流动形变监测场地演化过程（图4）。

2.2.4 监测环境信息显示功能

图3　使用基础信息显示功能后所显示的监测场地基础信息

监测环境信息显示功能主要由标注模块来实现。由于跨断层流动形变监测工作属于野外作业，监测场地和监测设施经常受到破坏，造成监测场改造等这类信息无法在现有数据库中获得，从而使监测人员、资料使用人员和管理人员无法了解监测资料产生过程所受的影响因素。使用者通过点击监测场地变化示意图和变化曲线界面中的曲线以及菜单式界面中的具体监测项，可以显示具体监测项变化曲线，然后通过备注点功能显示监测环境变化信息，如场地改造、仪器更换等信息（图5），该信息可以通过数据库管理员在数据库中进行添加和删除，信息格式可以是文字也可以是图片。

2.2.5 数据资料显示功能

信息库不仅可以绘制数据资料曲线图，还可以在曲线上显示监测数据以及在屏幕右边显示数据库观测数据；通过点击曲线图或数据库观测数据，可以标注两点测值之差，可以选择监测场地多个测项进行多曲线绘图合并显示（图6）；该信息库还可以在曲线上标注地震（图5，图6）。这些功能对于跨断层流动形变资料使用人员来说十分重要。

图4　监测场地演化及相应变化曲线图

图5　监测数据（右）与曲线及环境信息显示图

2.3 界面系统及功能

界面系统是利用Word功能而建立的系统，可以改变监测曲线、坐标等的颜色、类型；可以挪动曲线与地震名称、改变颜色、字体等（图5，图6）；能够保存、打印高清图片等。

3　结语

通过对首都圈地区跨断层流动形变基础与数据及其监测环境信息库的构建，首先系统地收集整理了首都圈地区跨断层流动形变自20世纪60、70年代监测以来所有监测数据和基础与监测环境信息，然后研制了首都圈地区跨断层流动形变基础与数据及其监测环境信息库。该信息库可以方便地展示首都圈地区跨断层流动形变监测场地变化历史过程、基础与监测环境信息。这些工作不仅对资料使用人员，而且对管理人员和监测人员了解跨断层流动形变变化具有重要的价值，有助于跨断层流动形变在防震减灾工作中发挥更大的作用。

（作者电子信箱，陆明勇：lmy9988＠163.com）

图6　标注测值两点之差（左）和多测项曲线合并显示（右）图

参考文献

［1］陆明勇，刘天海，黄宝森，等.跨断层流动形变监测环境及监测技术探讨.大地测量与地球动力学，2011，31（5）：141－145

［2］宋彦云.中国地震观测简要回顾与展望.地震地磁观测与研究，2009，30（5）：1－4

［3］屈佳，张四新.基于GIS跨断层场地基础信息系统构建.国际地震动态，2014（4）：27－34

［4］中国地震局地壳应力研究所.中国地震局地壳应力研究所地震监测志.北京：地震出版社，2005

［5］中国地震局综合观测中心.中国地震局综合观测中心地震监测志.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。

基金项目：中国地震局项目（JC140204111）资助。

doi：10.3969／j.issn.0235－4975.2015.10.006

文献标识码：A；

中图分类号：P315.73；