流動形變監測動態信息管理系統研究
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摘要：針對流動形變監測現有的水準、GNSS、重力等觀測手段，設計并開發出一套具有從流動監測任務的設計、管理與實施，到數據資料檢查驗收以及數據資料綜合查詢等功能的動態信息管理系統。該系統利用電子地圖和列表方式來設計測量任務，作業小組通過短信向管理系統報告作業狀況，系統記錄每個測量任務的實施過程，從而形成觀測歷史。利用該系統可為任務設計和數據分析提供歷史資料，提高流動監測業務的效率和數據資料的利用率。
關鍵詞：形變監測；動態管理系統；水準觀測；基礎數據庫；GNSS觀測
流動形變監測作為常態化的地球物理觀測方法，常見的手段包括精密水準觀測、流動GNSS觀測、流動重力觀測等。和定點連續觀測站相比，流動觀測具有成本低、靈活性高的特點，特別是在異常和震后區域可以快速監測，為震情會商提供重要的數據支持［1－5］。但流動監測也存在基礎信息更新不及時和資料出處不統一的問題，如觀測點被破壞之后，點之記信息的更新和共享不及時，導致出現使用舊點之記找不到測點等問題。本文以大地形變流動監測數據庫（簡稱基礎數據庫）為基礎，立足于中國地震局第二監測中心現有的流動區域水準觀測、流動GNSS觀測、流動重力觀測，開發出一套對監測項目的立項、設計、任務分解、過程管理、質量監控、指揮調度、資料檢查及歸檔等整個監測過程的信息管理系統。利用該系統，可實現進度、質量等的智能化管理，提高流動監測管理的效率，及時更新相關基礎信息。
1管理系統設計
1．1數據庫設計
基礎數據庫將觀測點位信息、觀測任務、觀測歷史和觀測成果等觀測要素集成為一個數據庫。該數據庫將流動區域水準觀測、流動GNSS觀測、流動重力觀測等監測手段的基礎信息，設計成各自對應的主表，將觀測任務設計成涵蓋各觀測手段的業務表。這樣從邏輯上將觀測信息和觀測任務分離開，并且從觀測任務中可以獲得每個任務的觀測手段、觀測點、觀測人員、觀測時間，記錄了觀測數據所對應的完整觀測過程［6－8］。本系統所用數據庫為應用數據庫。應用數據庫與基礎數據庫在結構上保持一致，從基礎數據庫中抽取與本系統業務相關的信息，而基礎數據庫只負責提供數據，不提供數據操作。這樣既有效地利用了數據，又保護了原始的基礎數據。
1．2管理系統設計
一個監測項目，從立項開始，到項目驗收、資料歸檔，完成一個生命周期。流動形變監測動態信息管理系統（簡稱管理系統）以監測項目的生命周期為單位，圍繞項目生命周期來設計［9－10］。管理系統分為基礎信息管理模塊、監測項目管理模塊、監測動態模塊、檢查驗收模塊和信息查詢模塊，系統結構見圖2。
2功能設計
按照系統的5大模塊，對各模塊的用途進行功能定義。
2．1基礎信息管理
1）測量相關基礎信息的維護功能。主要包括監測單位、作業人員、儀器信息、觀測網以及觀測點等基礎信息的添加、刪除、修改等維護操作。2）系統用戶權限管理功能。利用角色將系統用戶和系統操作權限，按最小粒度進行關聯。角色定義了一系列可操作系統的權限，系統用戶可以擔任一個或多個角色，這樣便可以通過對角色的定義來完成系統用戶權限的設置，使系統管理更加嚴格和靈活。2．2監測項目管理1）項目管理。監測項目下達后，在系統中對該項目進行注冊，對項目的負責人、承擔單位、計劃完成時間和項目描述進行填報，完成注冊。2）任務分解。監測項目按不同觀測手段分解，一般可分為水準、GNSS、重力等。所以，當監測項目下達后，就需要為該項目建立不同觀測手段的任務。3）任務設計。包含不同觀測手段下的任務設計，每種觀測手段都提供地圖設計和表格勾選設計兩種途徑。再根據任務量的大小，將子任務（將由作業小組承擔的具體可實施任務，稱為該任務的子任務）指派給各相關作業小組。4）小組管理。根據總任務量的大小，創建不同觀測手段的作業小組，并給作業小組配備人員和車輛。作業小組與子任務進行關聯，即可進行任務的實施。
2．3監測動態
1）小組向系統報告作業狀態。作業小組通過短信的形式向控制中心發送預設好的命令，報告當前的作業狀態。正常情況下狀態命令1天1條，遇特殊情況時可隨時報告。2）狀態命令接收。用一個SIM卡硬件模塊，24h不間斷地接收作業小組的工作狀態信息。系統將接收到的狀態命令進行初步解析，丟棄不完整或錯誤的狀態信息，并反饋給作業小組。3）作業狀態解析。系統自動解析狀態命令，取得作業小組的最新作業狀態。同時，自動統計各作業小組的任務完成情況，并在電子地圖中顯示總任務和子任務的完成情況。4）統計功能。以圖表的形式來反映不同級別下相關任務的完成情況。
2．4檢查驗收
作業小組在完成監測任務并確認無誤后，向系統上傳監測數據。監測實施部門收到監測小組上傳的數據后，進行成果檢查并給出意見。當確認數據無誤（即通過部門審核）后，將觀測資料提交至質量管理部門，進入二審階段。如檢查不通過，則退回給監測小組，同時填寫退回意見。質量管理部門進行二審，二審無誤后進行歸檔；反之退回監測實施部門并給出退回意見。
2．5信息查詢
1）觀測點位查詢。根據用戶需要，提供不同查詢條件下的精確查詢或模糊查詢。通過列表和電子地圖來反映相關查詢結果。2）成果目錄查詢。例如，對水準線路的統計信息查詢，找出某個水準線路的水準點總數、總長度（km）以及測量該條線路的年份等。3）成果查詢。對某個觀測點位的經緯度、高程、相對重力等通過平差計算后的結果進行查詢。
3實現與應用
以2013年實際應用（試運行）為例展開敘述，主要展示觀測任務的設計、子任務分配、作業動態及統計等功能。
3．1水準任務設計實例
本系統實現水準測量設計任務有兩種方式：①直接在電子地圖上點擊選擇水準線；②以列表形式分區域列出水準線，用勾選的方式選擇。圖3為水準任務設計時的全國水準路線圖。同理，GNSS和重力也是通過在地圖上點擊選擇和列表勾選的方式進行任務設計。
3．2作業動態
作業小組通過向管理系統發送預設的短信命令來報告作業情況，管理系統通過解析短信命令來完成作業小組任務的動態展示和統計。以GNSS測量為例，用紅色氣泡代表任務點，綠色氣泡代表已經觀測完成的點，黃色氣泡代表正在進行觀測的點。同理，重力測量的作業動態也是通過該種方式來展示。系統還實現了以柱狀圖來統計各作業小組任務的完成情況，以餅狀圖來統計當前任務的完成情況，如圖5。在柱狀圖中，紅色代表小組的任務，藍色代表小組已經完成的任務；餅圖中，紅色是未完成的任務，藍色是已經完成的任務。
3．3檢查驗收
作業小組完成觀測后，通過系統上傳觀測數據。管理部門可對數據進行檢查，實現數據檢查驗收的無紙化。當管理部門發現小組數據不完整時，可將數據退回，要求作業小組修改，并向系統提交檢查意見。
4結語
使用信息系統來管理流動監測業務，有利于及時更新各種觀測基礎資料。如水準點、GNSS點、重力點等遭到破壞后，可在系統中進行標注，從而避免將無效測點分配給作業小組，同時提醒埋石人員及時補埋損壞測點。本系統將監測任務和觀測點分布區域直觀地繪制在電子地圖上，可以清晰地顯示該監測任務的測量范圍，便于任務設計部門調整測量任務。通過觀測任務的實施記錄，可以非常方便地使用數據資料。在測量過程中，作業人員以短信的形式向系統報告作業狀態，系統自動統計任務完成情況，對管理部門的及時決策與調整非常有用。作業小組在線提交觀測數據，打破了傳統的人工紙質提交方法，實現了高效的無紙化辦公。科研人員通過系統查看觀測數據及與其相關的觀測環境數據、觀測過程數據，可綜合比較各種觀測手段的觀測成果，及時對異常信息作出判斷。由于作業流程的標準化程度不高，流動監測業務的靈活性給開發人員帶來了相當大的困惑和挑戰。從管理系統試運行的結果來看，本系統具有非常好的應用前景，可以提升流動監測標準化、系統化的作業水平，提高對數據資料的綜合分析使用能力。目前，該系統仍處于不斷的完善中。
參考文獻
［1］錢進，韓志云．GPS在地殼形變和板塊運動監測中的應用［J］．測繪與空間地理信息，2013，36（6）：21－24［
2］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［J］．大地測量與地球動力學，2011，31（5）：141－145
［3］王平，皮介鄭，郝春云，等．“數字敦煌”建設方案設計［J］．現代圖書情報技術，2006，22（11）：21－25
［4］張利輝，龔建華，黃明祥，等．基于Java手機的遙感影像協同識別野外作業系統框架設計與實現［J］．微計算機信息，2006，22（10－1）：211－214
［5］薄萬舉．汶川Ms8．0地震前的流動形變［J］．大地測量與地球動力學，2008，28（6
［6］李佼，龔岳松，鄭曉陽．淺談上海市海域動態監視監測管理系統設計［J］．海洋開發與管理，201
［7］蘇光日，張禹，萬昀昕．極地空間數據庫管理系統設計與實現［J］．測繪與空間地理信息，2013，36（12）
［8］薄萬舉．流動形變監測［M］．北京：地震出版社，2013
作者：任海軍 王文青 王丹寧 周輝 單位：中國地震局第二監測中心