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针对日趋严重的地质灾害,为及时、准确的实现地质灾害预警预报工作、达到防灾减灾的目的,全国范围内开展了大量的地质灾害监测调查工作,建立省、市、区县不同级别的监测站和群测群防点。在此基础上,相关部门采集、存储、管理了大量的地质灾害监测数据信息。
但是由于地质灾害监测方法和设备不同等原因,获取的地质灾害监测数据通常以不同形式存在。没有一个完善的系统能够实现对将各种监测方法得到的数据统一存储、管理与分析的功能。而种类单一、内容不全面的监测数据无法满足地质灾害监测预警及灾害防治业务的需求。如何实现多源地质灾害专业监测数据的综合管理、分析和利用,为地质灾害防治工作服务,已成为迫切的任务。
结合大量文献和应用实例,在综述国内外关于地质灾害监测研究工作的基础上,本文以实现多源地质灾害专业监测数据的统一管理、高效利用,提供监测预警和防治工作上的数据支持为最终目的,主要从地质灾害及其监测理论、地质灾害专业监测数据库的建立以及监测数据的集成方法三个方面开展研究。
首先,本文综合分析了崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等各类地质灾害的影响因素,选取可监测的内容。具体介绍了地质灾害专业监测方法中的表面位移监测方法、深度位移监测方法、应力监测方法、雨量监测方法、水温监测方法、水位监测方法、孔隙水压力监测方法、含水率监测方法8种监测方法及各种方法的具体监测内容。
其次,针对地质灾害专业监测数据按灾害类型和监测类型两种进行具体数据查询的功能需求,本文根据不同监测方法建立相应的监测数据模型,设计出基于关系模型的地质灾害专业监测数据库。地质灾害专业监测数据库包含表面位移监测数据表、深度位移监测数据表、应力监测数据表、雨量监测数据表、水温监测数据表、水位监测数据表、孔隙水压力监测数据表、含水率监测数据表8张不同监测数据表和1张监测点基本信息表,1张监测设备信息表。监测数据表根据监测设备编号与监测设备信息表关联,监测设备信息表根据监测点编号与监测点基本信息表关联,监测数据表与监测点基本信息表不直接关联。监测点编码根据监测所在地质灾害点的灾害点编码生成,监测设备编码的生成依赖监测点编码。
最后,本文通过对不同数据集成方法的比较,研究联邦数据库系统、基于中间件的数据集成方法和数据复制的集成方法的长处与不足,提出基于服务的监测数据集成方法,以编程的方式,实现分布式多源监测数据相应服务接口。通过调用接口实现手动、自动两种方式,将多源监测数据及时导入到地质灾害专业监测数据库中。解决了联邦数据库系统和基于中间件数据集成方法两种方法需要建立全局数据视图以及数据复制方法中数据实时一致性无法保证的问题。
以三维地质灾害调查监测信息系统的监测数据管理模块的开发,采用基于服务的监测数据集成方法,将来源于不同监测设备、监测方法的多源监测数据集成到根据不同监测内容建立的地质灾害专业监测数据库中,在三维视景中实现地质灾害监测数据的查询、分析和管理,为系统的灾害预警分析和业务应用提供监测数据服务,由此给地质灾害管理部门的决策提供科学参考,对本文提出的地质灾害专业监测数据模型和监测数据集成方法进行了验证。