城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计

■陈少飞

（浙江省第一测绘院浙江杭州310012）

城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计

■陈少飞

（浙江省第一测绘院浙江杭州310012）

作为对数据库存储、数据库管理实行安全监测的基础，沉降监测数据库必须要可靠，并具有一定的拓展性，随着计算机网络技术的发展，地面沉降监测技术已经摆脱了以往人工记录、管理的工作状态，迈入到利用计算机数据库进行管理的自动化阶段。本文就城市地面沉降监测数据处理系统的数据库设计问题展开了探讨。

城市地面 沉降监测数据处理系统 数据库设计

数据库最初只是一种遵照数据结构对数据进行组织、管理和存储的仓库，但在不断的发展过程中，现在已逐渐转向以满足用户需求为指导的多种数据管理模式。城市地面沉降监测数据处理系统能够对较为复杂的地质环境问题进行监测，有效解决城市地面沉降由此引发的环境问题。基于此，以下是本文对城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计进行的分析。

1　城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计的原则

在对数据库进行设计的过程中需要遵循的原则是科学性、合理性、适用性以及避免数据的冗余性原则。这样才能在执行方面更加高效，对待一些较为复杂的地面沉降信息进行优化和处理，找出问题所在，也方便增添和删减一些数据，以此提升数据库中数据对现实工作的可操作性，增强数据表之间的联系。城市地面沉降研究由三大数据库共同组成，分别是地面信息的原始数据库、沉降数据库和网平差数据库。原始观测数据库基本的功能是存储地区的原始数据，不仅有数据量大和复杂性的特点，还要充分的对数据的完整性以及条理性进行分析和研究，这样才能为其他两个数据库服务。网平差数据库的存在主要是为了存储一些网平差数据的结果，用于对沉降地面状况前后数据的比较，网评差数据表的制定需要进行横纵两项的观察和对比才能得出较为正确的结果。沉降数据主要是对城市地面在不同时期内的沉降量进行的观察，然后依据此数据绘出曲线报表，为以后的工作提供服务。

2　城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计

2.1城市地面沉降原始观测数据库的设计

城市地面沉降原始观测数据库设计包含不同水准的测量表（基本为，二、三、四等）、水准标点标以及高差表和已知高程表。其中，二等水准测量表的功能使对城市地面沉降原始观测的水准数据进行分析，收集相关信息，例如测段、前距、后距等等，另外，也包含后尺中的丝读数和高差等数据信息[1]。

水准点表在城市地面沉降数据库中属于一种基本的表元素，用于储存每一种水准点的信息，例如，城市沉降检测的时间层次、点号、坐标情况以及观测的等级和观测的时间信息、埋设地点等等。高差标存储主要是对测量地区测量的起点和终点进行高差的计算和距离的评估，以此当作是网平差的导入数据。已知高程表包含了对各个测量起点与终点的高程数据，这是网平差的基本数据[2]。

2.2城市地面沉降网平差的数据库设计

网平差数据的作用是存储城市地面水准网在经典平差基础上以及拟稳平差的数据结果。在网平差数据库中，会有平差高程表以及平差高差表还有往期城市地面沉降的数据结果。通过这些数据的对比，得出纵向的分期高差结果。平差高程需要对点号、初始高程、期数等元素进行核对，在表中，清楚的了解到，平差前后高程的变化。平差高差的内容与平差高程有类似之处，主要是平差前高差和平差后高差以及期数的涵盖[3]。

2.3城市地面沉降变形数据库的建立

在城市地面沉降情况下，要对沉降变形数据库进行建设，主要包含以下几个方面的内容。分别是绘制出沉降曲线示意图，地面沉降的速度和沉降数据的累积图等等，因此在一定情况下，还要建立其城市地面沉降变形的数据库，变形也是沉降引发的一种后果，沉降变形的数据主要有地面沉降量的存储，沉降累积的结果等[4]。

3　以某城市为例进行地面沉降特征以及沉降测量的应用分析

3.1数据选择

本文对某城市在2009年到2012年间的沉降情况进行了GPRS定位处理，影响的覆盖面积为90*90千米，在这其中最大的时间基线是6年，空间的基线分布在负700到1000米之间，并且多数的沉降数据在这三年中保持相关性。

3.2地面沉降特点

通过GPRS手段以及差分干涉的处理方法，测算出某城市在2009年11月20日至2012年2月18日，地面沉降速率比较高，并且不同地区沉降的特点具有极大的差异性，沉降特点不明显。在该城市的北部，沉降比较严重，年平均沉降已经达到约42毫米，并且在该市中心，向西北方向也呈现沉降扩散的现象，多数沉降漏斗在此已经形成一种区域状。这种情况也会随着时间的变化逐渐加深。从对以往沉降数据的对比来看，该地区地面沉降受到季节性的影响。在春季，也就是一年中的第一个季度，沉降量为2.0，降幅比较小，在第二个季度，沉降量达到12毫米，这也是一年中沉降量最大的季节，部分地区的最大沉降量已经超过40毫米，在第三季度，沉降量为5毫米，部分地区最大沉降保持在30毫米以内。这些区别主要是因为当地地下水以及降雨量的影响造成的，在第一个季度中因为开采量比较小，降雨量也比较小，地面的水位比较平稳，因此沉降速度小[5]。

3.3该城市运用GPR与高程系统进行的地面沉降测量

在城市地面沉降状况测量过程中，需要应用到GPRS和高程系统。他们主要是对城市地面应用中立进行数据获取的方法，在使用GPRS以后，可以获得大地高，然后通过重力水准来取代原来大地测量中关于大地水准的测量，提升测量精度。但是缺陷是，从现代的科学技术出发，在短期内要活的GPRS大地高的重力数据点还达不到。这样就需要在已有重力数据的基础上，按照GPRS的标准，获取一些城市地面的水准面数据。对城市地面水准面进行优化，这样达到与GPR所观测的精度相符合，也就是精确到厘米数。

3.4该城市沉降测绘结果

水位的持续性下降是该地区地面发生沉降的一个重要因素，通过对该地区的调查研究可以发现，一些地区因为土层中间介质的变化，会影响地面的沉降，在总体循环过程中表现为持续性降低，只是速率的快慢不同。在总体上有效应力有所增加，由此引起地面的沉降和变形。那么针对这些情况对数据库进行设计时需要考虑到的测量因素有大地测量、控制测量以及水准测量和地面沉降等等。这样才能科学精准的测量出城市地面沉降的数据，为建立数据库做好准备工作。

图1　地面沉降示意图

4　结束语

综上所述，本文对城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计的原则、方式以及具体应用进行了研究和分析。在此过程中，要改变城市地面沉降的问题，还需要将强对科学技术的研究，强化环境保护意识，从沉降测量的实际出发，结合数据库内容，对城市地面沉降的解决对策提供建议，由此实现，城市地面测量数据的存储、添加以及查询等工作，为城市沉降检测提供必要的依据，从而为我国城市的可持续性发展奠定基础。

[1]俞礼彬,岳东杰.城市地面沉降监测数据处理系统数据库设计 [J].测绘与空间地理信息,2015(1):204～205.

[2]陈智飞,辛亚芳.西安市地面沉降数据管理与分析系统设计 [C].//2011年SuperMap GIS技术大会论文集.2011:93～95,99.

[3]郑小梅,王磊.宁波市地面沉降监测分析系统的设计与实现 [J].城市勘测,2010(2): 33～37.

[4]何秀凤,仲海蓓,何敏等.基于PS～InSAR和GIS空间分析的南通市区地面沉降监测[J].同济大学学报（自然科学版）,2011,39(1):129～134.

[5]顾兆芹,宫辉力,张有全等.PS～InSAR技术在北京平原区地面沉降监测中的应用研究[J].光谱学与光谱分析,2014(7):1898～1902.

P2[文献码]B

1000～405X（2016）～4～295～1