城市活断层探测信息系统的设计与实现

图 ># 活断层信息管理系统层次结构图 $%&’ ># ()*+,- .-/0%1& -%*383,-= /5 +-* 6,+%7* $849+ :15/3;8+%/1 <818&*;*1+ (=.+*;’
分析计算和系统维护等进行设计。 （"） 数据层主要包括活断层探测空间信息及探测原始数据等， 是城市活断层信息系统层次 结构中的基础部分。
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震重复间隔、 最近地震事件、 滑动速率、 地震位移量等信息进行查询。总之， 国际上已建成了一 些信息较全， 具有开放性， 便于使用的活断层数据库。中国在 $%%& 年初步建成了第 $ 个活动构 造数据库 （ 于贵华等， $%%& ） ， 主要存储了中国主要活断层的几何学及运动学基本信息， 其缺陷 是单机版、 且不具备开放性， 因而缺乏为城市规划及防震减灾服务的能力。中国城市化发展的 进程需要加强城市规划、 防震减灾工作， 因此必须采用先进的技术手段， 开展活断层精确定位探 测。大城市活断层探测工作的开展为建立城市活断层探测信息管理系统奠定了数据基础， 中国 城市活断层探测信息管理系统就是在此背景下设计的。福州市活断层信息管理系统是中国城 市活断层探测信息管理系统的初步成果， 该系统集地理信息系统、 活断层信息综合查询演示、 数 据分析处理及信息发布于一体。 本文以福州市活断层信息管理系统为例， 展示了中国城市活断层探测信息管理系统的设计 思路及初步成果。
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（$） 福州市活断层信息管理系统用户界面层 系统提供了符合用户专业应用习惯、 操作简便的图形界面， 且尽可能地考虑到局域网与广 域网上系统界面的协调一致。
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城市活断层探测信息系统的设计与实现
— — —以福州市活断层信息管理系统为例
于贵华’ ）# 徐锡伟’ ）# 孙# 怡! ）# 朱金芳9 ）# 张兰凤’福州市主要断层信息系统的数据层按分类、 分层设计存贮。系统中的数据依其是否为空间 地理数据被分别存放于不同的数据库中； 每个数据库中又按照探测方法或数据来源的不同分为 不同的数据表， 即分类存贮； 具有空间地理特征的数据又以点、 线、 面等要素类型的不同及所描 述信息的物理意义的不同而分别存贮， 即分层存贮。 数据层的数据由应用程序层统一管理。 依据福州市主要断层探测的实际情况， 所设计的福州市活断层数据库包括基础地理信息、 地球化学探测成果、 电磁探测成果、 探地雷达探测成果、 浅层地震探测成果、 深地震探测成果、 钻 孔探测成果、 地震地质调查成果、 地震危险性分析成果、 地震危害性评估成果等专业库。系统建 处理入库后的数据量为 ’$ (&。系统中存储各类测线 设过程中共收集到各类原始数据 "$ %&， ’)* 条、 图片与照片 +(# 幅、 各类异常 "+" 个、 其它文件数据 ’"( 个。该数据库是集空间地 （ 点） 理信息、 图像信息、 文本信息、 数据信息等为一体的多媒体空间实体数据库。 （" ） 福州市活断层信息管理系统应用程序层主要负责完成系统的各项应用功能。包括对 系统数据库进行管理与维护； 响应客户端的需求并发送数据； 提供对图形和属性信息进行查询、 浏览等服务的功能。 系统面向福州市主要断层的探测与地震危险性评价项目， 本着充分展示探测工作成果， 方 便用户使用查询的理念设计开发。 应用程序层按模块的功能不同可分为数据库管理模块、 成果展示咨询模块、 专业数据分析 计算模块和系统维护模块等。 福州主要断层探测成果数据通过系统应用服务层统一管理， 设计了数据库管理、 查询检索、 后台数据库为 9:.-282;6 0<= 数据存储等功能。空间地理信息使用 ,-.&/0 的 &12345657581 管理， 01->1-。 成果展示咨询模块用于展示基础地理信息， 以不同手段、 方法获得的福州市主要断层探测 数据成果； 提供福州市主要断层的地震危险性评价、 地震危害性评估咨询。包括基础地理信息 三维显示、 地球化学探测、 电磁探测、 探地雷达探测、 浅层地震探测、 深地震探测、 钻孔探测、 地震 地质调查、 综合查询等成果显示功能和主要断层的地震危险性评估、 地表变形带预测模块等成 用户可以查询不同断裂带上各种探测的开展情况及探测成果的详细 果咨询功能。如图 ( 所示， 信息， 包括探测方法、 探测仪情况、 野外探测照片、 探测分析图件等。 系统展示模块还设计了对福州地区主要断层地震危险性评价的技术途径、 地壳动力学及地 震构造背景、 地震活动性情况、 地震构造区信息、 主要断层潜在发震能力评价方法及评价结果、 福州地区潜在震源区划分方案及发震概率等信息进行咨询的功能， 以及对福州地区地表变形带 预测的隐伏断层模型、 隐伏断层同震地表位移或隐伏断层同震变形场等信息咨询的功能 （图 ?） 。 专业数据分析计算模块设计了断层地震危险性分析计算和地表变形预测分析功能。其中 断层地震危险性分析计算功能可对福州地区的地震危险性进行分析计算。变形预测分析功能 可完成计算拟和系数、 最大震级估计、 平均复发间隔、 预测发震概率、 结果查询与打印输出等作 业， 以及地表变形预测分析所需数据的准备工作。 系统维护， 即数据管理模块主要是为系统提供数据编辑处理、 分析的支持。包括数据维护、 三维分析等模块。数据维护设计了地图生成、 入库、 数据转换、 数据库管理等功能， 可以从地震
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于贵华等： 城市活断层探测信息系统的设计与实现— — —以福州市活断层信息管理系统为例
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图 "# 系统查询界面 $%&’ "# ()*+, %-.*+/01* 2/ 31.%4* $0)5. 6-/2+70.%2- 80-0&*7*-. 9,:.*7’
图 !# 地表变形预测信息加载 $%&’ !# ;20<%-& %-.*+/01* 2/ /2+*10:. %-/2+70.%2- /2+ /0)5.%-& 0::21%0.*< :)+/01* <*/2+70.%2-’
’） 中国地震局地质研究所， 北京# ’%%%!: !） 大连理工大学， 大连# ’’&%!$ 9） 福建省地震局， 福州# 9;%%%9 摘! 要! ! 以福州市活断层信息管理系统为例， 提出了城市活断层探测信息系统建设的目标， 分析了 以 .*( 技术为支持的、 面向对象的设计方法及系统结构与功能。系统在局域网内采用 < = ( 模式， 在广 域网中采用 > = ( 模式， 具有用户界面、 应用程序和基础数据的 9 层结构。探测成果数据库按照分类、 分层存贮， 按专题组织查询的方式管理。城市活断层探测信息管理系统以活断层探测成果数据库为 基础， 空间分析为支撑， 集地质、 地球物理、 地球化学、 综合查询及专题分析应用为一体， 具备活断层探 测及分析研究成果分类与综合查询、 展示、 分析等功能， 这一系统的建立可为活断层研究的定量化提 供坚实的数据基础与技术平台， 为城市规划、 土地利用等防震减灾工作的开展提供科学依据。 关键词! ! .*(# 活断层探测# 信息管理系统 中图分类号：?9’;@ ! 文献标识码： 0 %$ A %&;; A %" 文章编号： %!;9 A $:&B （ !%%& ）
$! 系统建设目标与系统开发方法
!" !# 系统总体目标 活断层探测信息管理系统的建设目标是利用高性能计算机， 结合各种商用软件的集成和二 次开发， 建立地震活断层及其危害性的基础数据库及其信息管理系统， 供城市建设规划与土地 利用、 重大工程选址、 建筑物抗震设防和震时灾害的快速评估、 政府决策、 指挥部门的应急救灾 使用。 !" $# 系统设计技术框架 针对在局域网及广域网上不同的应用需求， 设计了不同的系统功能， 采用 ’ ( ) 与 * ( ) 相结 合的结构。在局域网内采用 ’ ( ) 模式： 服务器采用 +,-)./ 空间数据管理引擎， 结合 )01 )2,32, "444 数据库； 客户端使用 +,-56) 和地震活断层信息管理系统软件， 主要用于更新和维护资源 数据以及对系统进行管理与维护。在广域网上采用 * ( ) 模式： 服务器存储用于发布的数据， 响 应客户端的需求， 并发送数据； 浏览器通过 6782,728 访问服务器获得对 $ ( "9 万区域地震构造图、 $ ( 9 万活动构造分布图、 $ ( 9 万地震活断层危险性评价结果图， 以及其属性信息的查询、 浏览等 服务 （ 图 $） 。 !" %# 系统开发方法 系统开发的常用方法有生命周期法、 瀑布原型法、 面向对象方法等 （ 张海藩， $%%# ） 。地理 信息系统的开发实施一般包括系统可行性研究、 系统调查、 拟定系统开发目标、 系统分析、 系统 设计、 系统实施、 系统维护与评价等 （ 边馥玲， $%%& ） 。本系统是在上述理论的指导下， 结合系统 研发的实际情况将面向对象的方法与原型法相结合， 据面向对象的设计思路及设计方法进行设 计。采用的是原形化的开发模式， 首先构建系统主体框架， 然后随着需求分析的不断深入， 进一 步充实、 细化各部分的功能。最终采用面向对象的软件技术用 :* 调用 +,-56) 后台 +,-;<=2-8> 组件库集成二次开发形成该系统。
"! 系统层次结构
系统具有用户界面、 应用程序和基础数据的 ? 层结构 （ 图 "） 。 系统的功能主要针对基础数据层的数据库功能、 应用程序层的成果展示与咨询、 专业数据