流動形變監(jiān)測動態(tài)信息管理系統(tǒng)研究

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摘要：針對流動形變監(jiān)測現(xiàn)有的水準、GNSS、重力等觀測手段，設計并開發(fā)出一套具有從流動監(jiān)測任務的設計、管理與實施，到數(shù)據(jù)資料檢查驗收以及數(shù)據(jù)資料綜合查詢等功能的動態(tài)信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用電子地圖和列表方式來設計測量任務，作業(yè)小組通過短信向管理系統(tǒng)報告作業(yè)狀況，系統(tǒng)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(tǒng)可為任務設計和數(shù)據(jù)分析提供歷史資料，提高流動監(jiān)測業(yè)務的效率和數(shù)據(jù)資料的利用率。

關鍵詞：形變監(jiān)測；動態(tài)管理系統(tǒng)；水準觀測；基礎數(shù)據(jù)庫；GNSS觀測

流動形變監(jiān)測作為常態(tài)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(xù)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(qū)域可以快速監(jiān)測，為震情會商提供重要的數(shù)據(jù)支持［1－5］。但流動監(jiān)測也存在基礎信息更新不及時和資料出處不統(tǒng)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(xiàn)使用舊點之記找不到測點等問題。本文以大地形變流動監(jiān)測數(shù)據(jù)庫（簡稱基礎數(shù)據(jù)庫）為基礎，立足于中國地震局第二監(jiān)測中心現(xiàn)有的流動區(qū)域水準觀測、流動GNSS觀測、流動重力觀測，開發(fā)出一套對監(jiān)測項目的立項、設計、任務分解、過程管理、質(zhì)量監(jiān)控、指揮調(diào)度、資料檢查及歸檔等整個監(jiān)測過程的信息管理系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，可實現(xiàn)進度、質(zhì)量等的智能化管理，提高流動監(jiān)測管理的效率，及時更新相關基礎信息。

1管理系統(tǒng)設計

1．1數(shù)據(jù)庫設計

基礎數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫將流動區(qū)域水準觀測、流動GNSS觀測、流動重力觀測等監(jiān)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(yè)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(shù)據(jù)所對應的完整觀測過程［6－8］。本系統(tǒng)所用數(shù)據(jù)庫為應用數(shù)據(jù)庫。應用數(shù)據(jù)庫與基礎數(shù)據(jù)庫在結(jié)構(gòu)上保持一致，從基礎數(shù)據(jù)庫中抽取與本系統(tǒng)業(yè)務相關的信息，而基礎數(shù)據(jù)庫只負責提供數(shù)據(jù)，不提供數(shù)據(jù)操作。這樣既有效地利用了數(shù)據(jù)，又保護了原始的基礎數(shù)據(jù)。

1．2管理系統(tǒng)設計

一個監(jiān)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(jiān)測動態(tài)信息管理系統(tǒng)（簡稱管理系統(tǒng)）以監(jiān)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(tǒng)分為基礎信息管理模塊、監(jiān)測項目管理模塊、監(jiān)測動態(tài)模塊、檢查驗收模塊和信息查詢模塊，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

2功能設計

按照系統(tǒng)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(jiān)測單位、作業(yè)人員、儀器信息、觀測網(wǎng)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(tǒng)用戶權(quán)限管理功能。利用角色將系統(tǒng)用戶和系統(tǒng)操作權(quán)限，按最小粒度進行關聯(lián)。角色定義了一系列可操作系統(tǒng)的權(quán)限，系統(tǒng)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(tǒng)用戶權(quán)限的設置，使系統(tǒng)管理更加嚴格和靈活。2．2監(jiān)測項目管理1）項目管理。監(jiān)測項目下達后，在系統(tǒng)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(jiān)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(jiān)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(jù)任務量的大小，將子任務（將由作業(yè)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(yè)小組。4）小組管理。根據(jù)總?cè)蝿樟康拇笮。瑒?chuàng)建不同觀測手段的作業(yè)小組，并給作業(yè)小組配備人員和車輛。作業(yè)小組與子任務進行關聯(lián)，即可進行任務的實施。

2．3監(jiān)測動態(tài)

1）小組向系統(tǒng)報告作業(yè)狀態(tài)。作業(yè)小組通過短信的形式向控制中心發(fā)送預設好的命令，報告當前的作業(yè)狀態(tài)。正常情況下狀態(tài)命令1天1條，遇特殊情況時可隨時報告。2）狀態(tài)命令接收。用一個SIM卡硬件模塊，24h不間斷地接收作業(yè)小組的工作狀態(tài)信息。系統(tǒng)將接收到的狀態(tài)命令進行初步解析，丟棄不完整或錯誤的狀態(tài)信息，并反饋給作業(yè)小組。3）作業(yè)狀態(tài)解析。系統(tǒng)自動解析狀態(tài)命令，取得作業(yè)小組的最新作業(yè)狀態(tài)。同時，自動統(tǒng)計各作業(yè)小組的任務完成情況，并在電子地圖中顯示總?cè)蝿蘸妥尤蝿盏耐瓿汕闆r。4）統(tǒng)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(yè)小組在完成監(jiān)測任務并確認無誤后，向系統(tǒng)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測實施部門收到監(jiān)測小組上傳的數(shù)據(jù)后，進行成果檢查并給出意見。當確認數(shù)據(jù)無誤（即通過部門審核）后，將觀測資料提交至質(zhì)量管理部門，進入二審階段。如檢查不通過，則退回給監(jiān)測小組，同時填寫退回意見。質(zhì)量管理部門進行二審，二審無誤后進行歸檔；反之退回監(jiān)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(jù)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(jié)果。2）成果目錄查詢。例如，對水準線路的統(tǒng)計信息查詢，找出某個水準線路的水準點總數(shù)、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(jīng)緯度、高程、相對重力等通過平差計算后的結(jié)果進行查詢。

3實現(xiàn)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(yè)動態(tài)及統(tǒng)計等功能。

3．1水準任務設計實例

本系統(tǒng)實現(xiàn)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(qū)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(yè)動態(tài)

作業(yè)小組通過向管理系統(tǒng)發(fā)送預設的短信命令來報告作業(yè)情況，管理系統(tǒng)通過解析短信命令來完成作業(yè)小組任務的動態(tài)展示和統(tǒng)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(jīng)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(yè)動態(tài)也是通過該種方式來展示。系統(tǒng)還實現(xiàn)了以柱狀圖來統(tǒng)計各作業(yè)小組任務的完成情況，以餅狀圖來統(tǒng)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(jīng)完成的任務；餅圖中，紅色是未完成的任務，藍色是已經(jīng)完成的任務。

3．3檢查驗收

作業(yè)小組完成觀測后，通過系統(tǒng)上傳觀測數(shù)據(jù)。管理部門可對數(shù)據(jù)進行檢查，實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢查驗收的無紙化。當管理部門發(fā)現(xiàn)小組數(shù)據(jù)不完整時，可將數(shù)據(jù)退回，要求作業(yè)小組修改，并向系統(tǒng)提交檢查意見。

4結(jié)語

使用信息系統(tǒng)來管理流動監(jiān)測業(yè)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(tǒng)中進行標注，從而避免將無效測點分配給作業(yè)小組，同時提醒埋石人員及時補埋損壞測點。本系統(tǒng)將監(jiān)測任務和觀測點分布區(qū)域直觀地繪制在電子地圖上，可以清晰地顯示該監(jiān)測任務的測量范圍，便于任務設計部門調(diào)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(shù)據(jù)資料。在測量過程中，作業(yè)人員以短信的形式向系統(tǒng)報告作業(yè)狀態(tài)，系統(tǒng)自動統(tǒng)計任務完成情況，對管理部門的及時決策與調(diào)整非常有用。作業(yè)小組在線提交觀測數(shù)據(jù)，打破了傳統(tǒng)的人工紙質(zhì)提交方法，實現(xiàn)了高效的無紙化辦公?？蒲腥藛T通過系統(tǒng)查看觀測數(shù)據(jù)及與其相關的觀測環(huán)境數(shù)據(jù)、觀測過程數(shù)據(jù)，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(yè)流程的標準化程度不高，流動監(jiān)測業(yè)務的靈活性給開發(fā)人員帶來了相當大的困惑和挑戰(zhàn)。從管理系統(tǒng)試運行的結(jié)果來看，本系統(tǒng)具有非常好的應用前景，可以提升流動監(jiān)測標準化、系統(tǒng)化的作業(yè)水平，提高對數(shù)據(jù)資料的綜合分析使用能力。目前，該系統(tǒng)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(jiān)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(jiān)測環(huán)境及監(jiān)測技術(shù)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(shù)字敦煌”建設方案設計［J］．現(xiàn)代圖書情報技術(shù)，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(xié)同識別野外作業(yè)系統(tǒng)框架設計與實現(xiàn)［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(tài)監(jiān)視監(jiān)測管理系統(tǒng)設計［J］．海洋開發(fā)與管理，201

［7］蘇光日，張禹，萬昀昕．極地空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］．測繪與空間地理信息，2013，36（12）

［8］薄萬舉．流動形變監(jiān)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(jiān)測中心