地震行业业务系统数字化和网络化建设完成后,在日常工作中产出了大量的地震专业数据,这些数据的存储和应用需求越来越复杂,其需求的满足依赖于在地震行业网中搭建能够快速处理海量数据的数据平台(中国地震局,2005a)。

地震行业业务系统以及相关数据分类主要有:

(1)测震类数据:数字地震台网产出的连续波形、事件波形、地震震相、震源机制解等观测数据和处理结果,以及台站参数、仪器参数等基础数据(中国地震局,2005b)。

(2)强震类数据:数字强震台网实时观测的有震记录; 国内外有影响地震的强震观测数据和处理结果。

(3)前兆观测类数据:地震前兆台网产出的观测数据、产品数据,以及台站参数、仪器参数等基础数据(中国地震局,2005c)。

(4)分析会商类数据:各省市地震局、各地震台站的分析会商相关信息。

(5)震情和灾情类数据:国内外震情和灾情信息。

(6)地震目录类数据:根据数字地震台网的记录编制的国内外大震速报目录,全国月报目录、快报目录、临时地震序列目录,全球地震目录等。

(7)运行管理类数据:各级节点汇总的系统运行数据,与运行相关的人员、场地、设备情况数据、观测点数据和数字资产数据等。

(8)综合地理信息类数据:基础地理信息数据。

(9)政务信息类数据:地震行业内部各级地震部门上传至中国地震局和中国地震局下传的行政、公共信息以及网上办公事务的数据信息。

(10)宣传教育类数据:汇集到本地信息节点的防震减灾常识和法规,地震科普知识宣教多媒体信息。

(11)用户属性和资源权限:整个“观测网络”软件系统中用户的信息编码规范以及相关的部门、机构、组织和系统的编码规范,用户信息与数据库数据资源的访问权限的对应关系,用户数据的格式,用户信息交换的相关规范等。

(12)监控信息:台站仪器和网络设备的日志、状态、控制参数等信息。

(13)元数据:地震观测网络各个业务和学科数据的元数据信息。

数据建模主要解决信息系统的存储结构、效率、方式等问题,并进行数据结构设计,将模型进行推广和部署。数据建模的主要任务包括数据存储、数据建模和物理建模(刘娜等,2009; 梁丽芳,白海丽,2005)。

数据存储:主要包括数据存储分区、数据访问接口、数据库用户/角色设计、数据库优化、数据备份、数据迁移、数据灾难恢复。其他数据永久存储手段包括光盘库、带库、磁盘阵列等。

数据建模:对信息、测震和前兆学科的基础数据和观测数据进行统一的数据建模,主要是E-R模型的分析和建模(萨师煊,王珊,2000; 刘政凯等,2007)。

物理建模:对关系型数据库而言,包括表、存储过程、触发器、各种数据管理的脚本、元数据管理(ShaShi Shekhar,Sanjay Chaqla,2004; Ken Henderson,2002)。

地震监测系统数据建模按业务系统可分为测震、前兆、信息分项数据建模。在数据建模过程的各个阶段,为各分项提供数据建模的方法、规范的意见和建议,规划、汇总各阶段产出文档,完成公共信息和建模要素的建设任务,并在各分项数据模型建设的基础上,完成各级节点的数据库的物理部署,实现脚本、原形测试与试点工作,维护地震监测系统数据库的正常运行。按照数据模型设计的方法和定义,通过数据模型设计的需求调研、逻辑设计、物理设计、数据模型的试点和测试,共同完成数据建模的建设任务。数据建模流程见图1。

图1 数据建模流程图
Fig.1 Data modeling flow chart