盛 堰，鄭大軍，李中漢

（廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510760）

海洋地質(zhì)調(diào)查導(dǎo)航班報數(shù)字化開發(fā)及應(yīng)用

盛 堰，鄭大軍，李中漢

（廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510760）

目前，國內(nèi)的海洋地質(zhì)野外調(diào)查中，大都使用紙質(zhì)記錄的導(dǎo)航班報，復(fù)雜且極易出錯。自主研制了基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的海洋調(diào)查野外導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)，不僅使現(xiàn)場輸入更準(zhǔn)確、更快速、更簡便、更智能，而且能導(dǎo)出與數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫兼容的原始導(dǎo)航數(shù)據(jù)，高效地服務(wù)于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理、成圖和室內(nèi)研究工作，具有重要的數(shù)字化意義和推廣應(yīng)用價值。文中對基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)的海洋調(diào)查野外導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)特征、主要功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

海洋地質(zhì)調(diào)查；導(dǎo)航；數(shù)字化

目前，國內(nèi)的海洋地質(zhì)野外調(diào)查中，導(dǎo)航班報大都使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄。隨著計算機技術(shù)，信息技術(shù)的發(fā)展，海洋地質(zhì)調(diào)查也步入了數(shù)字化的時代，野外資料采集設(shè)備數(shù)字化程度越來越高，資料歸檔，資料處理都已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化，但是非常重要的海洋地質(zhì)野外導(dǎo)航班報卻數(shù)字化程度不高。手寫的紙質(zhì)班報越來越顯示出其局限性，不僅現(xiàn)場記錄效率低，易出錯，不易保存，還會因資料管理環(huán)節(jié)分散，顯得比較混亂、煩瑣，容易造成野外原始資料的丟失，更重要的是手寫的模擬記錄難以很好地為數(shù)據(jù)后處理、成圖和資料解釋服務(wù)。

作者等人結(jié)合多年的野外調(diào)查工作經(jīng)驗，主持開發(fā)了基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的海洋調(diào)查野外導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)，不僅使現(xiàn)場輸入更準(zhǔn)確、更快速、更簡便、更智能，而且能導(dǎo)出與數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫兼容的原始導(dǎo)航數(shù)據(jù)，高效地服務(wù)于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理、成圖和室內(nèi)研究工作，開創(chuàng)了國內(nèi)海洋地質(zhì)野外調(diào)查導(dǎo)航班報數(shù)字化的應(yīng)用先例。

海洋地質(zhì)導(dǎo)航數(shù)字班報軟件兼容性好，性能穩(wěn)定，界面友好，操作簡便，功能完善，已經(jīng)在“海洋四號”船、“海洋六號”船的南海天然氣水合物調(diào)查等大型項目野外調(diào)查中使用，效果良好。

1 導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)模塊圖

系統(tǒng)包括“GPS位置數(shù)據(jù)獲取”、“數(shù)據(jù)錄入”、“數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計”、“航跡圖調(diào)用”、“數(shù)據(jù)導(dǎo)出”、“打印輸出”、“公共信息管理”、“系統(tǒng)信息維護(hù)”、“幫助”等9個主要功能模塊，軟件采用可視化操作，界面友好，系統(tǒng)總體模塊見圖1。

各模塊既相對獨立，又密切聯(lián)系，所有數(shù)據(jù)都由后臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)模塊圖

1.2 系統(tǒng)流程圖

數(shù)字班報系統(tǒng)操作流程圖如圖2。

2 數(shù)字班報系統(tǒng)特點及主要功能

2.1 系統(tǒng)特點

基于Windows xp操作系統(tǒng)平臺開發(fā)，可兼容Windows Xp/2003/2007操作系統(tǒng)，采用Delphi開發(fā)，后臺數(shù)據(jù)庫為SQLServer關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，使用SQL結(jié)構(gòu)化查詢語言進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢與管理，班報打印報表利用RAVE報表生成技術(shù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用多層安全性，登錄安全認(rèn)證直接集成到操作系統(tǒng)的登錄安全中，啟動操作系統(tǒng)后數(shù)據(jù)庫自動運行。

圖2 系統(tǒng)流程框圖

2.2 系統(tǒng)的主要功能

系統(tǒng)主要功能包括：經(jīng)緯度、時間數(shù)據(jù)獲取；航次、調(diào)查項目等數(shù)據(jù)錄入；航跡圖保存調(diào)用；歷史數(shù)據(jù)查詢；導(dǎo)航班報數(shù)據(jù)資料導(dǎo)出與導(dǎo)入；格式化報表輸出與打?。粩?shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享與系統(tǒng)集成等。導(dǎo)航數(shù)字班報主界面見圖3。

2.2.1 導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)提取

在站位原始數(shù)據(jù)輸入過程中，因為站位經(jīng)緯度數(shù)據(jù)精度高，輸入時很容易出錯，在數(shù)字班報中導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)共享直接調(diào)用GPS原始文件，對其進(jìn)行解編，從中讀取站位經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，既準(zhǔn)確又快速，極大地避免了人為的錯誤。在主界面中點擊“時間經(jīng)緯度提取”按鈕即可進(jìn)入導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)提取界面（見圖4）。

解編出來的時間和經(jīng)緯度數(shù)據(jù)自動顯示在下面對應(yīng)的空白框中，點擊“提取”按鈕，就自動將對應(yīng)的數(shù)據(jù)提取到當(dāng)前班報頁中。在經(jīng)緯度提取和顯示的時候，可以根據(jù)需要選擇經(jīng)緯度的顯示和記錄格式：“度”，“度分”或“度分秒”。

圖3 導(dǎo)航班報錄入主界面

圖4 經(jīng)緯度、時間數(shù)據(jù)提取界面

2.2.2 班報數(shù)據(jù)錄入

每個測站都要生成一頁新的導(dǎo)航班報，如何快速、簡便、準(zhǔn)確無誤地錄入班報原始數(shù)據(jù)，是整個導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)的重要組成部分。導(dǎo)航數(shù)據(jù)錄入包括公共信息錄入和站位信息錄入，其中公共信息包括：用戶信息（如用戶的增加、刪除、密碼更改、各個用戶的權(quán)限設(shè)置等），通用信息（如氣象海況、調(diào)查船、航次、ISO編號、定位儀器設(shè)置）等，這些信息在導(dǎo)航班報中都是通用的，更改將影響全部班報頁的可選項。站位導(dǎo)航信息錄入是導(dǎo)航班報數(shù)據(jù)錄入的重點。

導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)中具有多種編輯功能工具條按鈕，點擊相應(yīng)的按鈕就可以執(zhí)行其對應(yīng)的功能，這些工具按鈕條包括：增加、編輯、刪除、保存、取消、最前、前頁、后頁、最后、查找、打印、導(dǎo)出、關(guān)閉等13個按鈕。

在導(dǎo)航數(shù)字班報數(shù)據(jù)錄入時，所有數(shù)據(jù)輸入都是“所見即所得”的可視化交互方式，有些數(shù)據(jù)不用手動輸入，直接用鼠標(biāo)點擊輸入框旁邊的下拉箭頭，從提供的選擇項中選擇即可。所有數(shù)據(jù)輸入都支持復(fù)制（快捷鍵：ctrl+c）和粘貼功能（快捷鍵：ctrl+v）功能，即新班報中的內(nèi)容可從其他班報中復(fù)制得到或?qū)鄨髢?nèi)容復(fù)制到其他文檔中。

2.2.3 站位數(shù)據(jù)資料查詢

站位導(dǎo)航數(shù)據(jù)錄入并提交后，所有資料保存在后臺數(shù)據(jù)庫中，現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)檢查監(jiān)測、錯誤修改以及在室內(nèi)后續(xù)的資料處理、資料解釋等很多情況下都可以對導(dǎo)航班報數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)設(shè)計了查詢功能，在每個數(shù)字班報子系統(tǒng)的主界面中都有“查找”按鈕，只要點擊該按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的查詢界面，在導(dǎo)航班報主界面中點擊“查找”按鈕即可進(jìn)入查詢界面。

輸入或選擇查詢條件后按頂部的“查詢”按鈕即可在下面的空白表中列出滿足條件的站位。查詢條件可以是單個或多個。系統(tǒng)支持精確查詢和模糊查詢，設(shè)定查詢條件后，按“查詢”按鈕，就可以在列表框中看到所有滿足條件的站位。

2.2.4 站位數(shù)據(jù)資料導(dǎo)出

野外的導(dǎo)航班報資料必須更好地為室內(nèi)的資料處理服務(wù)，很多時候需將海洋地質(zhì)導(dǎo)航數(shù)字班報中滿足條件的站位數(shù)據(jù)提取出來，供后續(xù)資料統(tǒng)計，數(shù)據(jù)處理，以及供Sufer、AutoCAD等成圖軟件使用，因此數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能尤為必要，導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)設(shè)計了友好的數(shù)據(jù)智能導(dǎo)出功能。在導(dǎo)航班報主界面中點擊“導(dǎo)出”按鈕，即可進(jìn)入數(shù)據(jù)導(dǎo)出界面。

在數(shù)據(jù)導(dǎo)出界面中分為工具按鈕、選擇條件、導(dǎo)出內(nèi)容、導(dǎo)出格式等幾個部分組成。選擇條件、導(dǎo)出內(nèi)容及導(dǎo)出文件格式選定后，點擊“預(yù)覽”按鈕就可以在下面的空白列表中，預(yù)覽導(dǎo)出的具體內(nèi)容，確定無誤后用鼠標(biāo)點擊“導(dǎo)出”按鈕，就可以將符合條件的站位中需要的內(nèi)容導(dǎo)出保存成Excel格式文件或txt格式文件。

圖5 數(shù)碼圖片調(diào)用（左：站位航跡圖，右：站位數(shù)碼照片）

2.2.5 數(shù)碼圖片調(diào)用和載入

導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)支持航跡圖及站位資料數(shù)碼圖片的調(diào)用和載入，可以將一些站位的特殊軌跡及其成果圖片保存在導(dǎo)航班報的數(shù)據(jù)庫中。

載入和調(diào)用的圖片格式為最常用的jpg或bmp格式。在導(dǎo)航班報主界面中點擊航跡與站位圖片即可進(jìn)入航跡圖載入界面（見圖5）。

在圖5中，點擊航跡與站位照片頁中圖片顯示框下方的相應(yīng)按鈕即可實現(xiàn)對應(yīng)功能。航跡圖的載入和數(shù)碼照片的導(dǎo)入方法一樣，不同的是航跡圖是由導(dǎo)航計算機截取該站位的航跡得到，在載入前必須先在導(dǎo)航計算機中截取航跡圖。導(dǎo)入航跡圖后保存在后臺數(shù)據(jù)庫中。

3 系統(tǒng)分析及實現(xiàn)概要

系統(tǒng)開發(fā)使用原型法（Rapid Prototyping），即以少量代價快速地構(gòu)造一個可執(zhí)行的軟件系統(tǒng)模型;系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器兩層模型（Client/Server）開發(fā)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件。

數(shù)據(jù)查詢使用結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structured Query Language，簡稱 SQL），基本格式為：

在程序中采用異常處理機制，保證了軟件的正常運行。

4 結(jié)束語

導(dǎo)航數(shù)字班報系統(tǒng)實現(xiàn)了野外導(dǎo)航班報記錄的數(shù)字化錄入、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)管理功能，能直接提取站位坐標(biāo)，使班報中站位的經(jīng)緯度更加準(zhǔn)確無誤；方便的數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能可以很好地為數(shù)據(jù)后處理、成圖和資料解釋服務(wù)，實現(xiàn)了野外導(dǎo)航班報記錄和室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、入口的無縫連接，工作效率也大為提高；數(shù)碼圖片的載入和調(diào)用使班報記錄的內(nèi)容更加豐富，具有傳統(tǒng)班報無法比擬的優(yōu)越性。軟件不僅具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，更具有重要的數(shù)字化意義和推廣應(yīng)用價值。

[1]廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局.ISO9001技術(shù)規(guī)范[S].廣州：廣州地質(zhì)調(diào)查局,2010.

[2]盛堰,劉方蘭,蔣青吉,等.導(dǎo)航數(shù)字班報開發(fā)技術(shù)報告[R].廣州：廣州地質(zhì)調(diào)查局,2008.

[3]盛堰,吳廬山，等.地質(zhì)取樣班報數(shù)字化面向?qū)ο箝_發(fā)及其應(yīng)用[J].南海地質(zhì)研究,2005：74-82.

[4]Steve Teixera,Xavier Pacheco.Delphi 6.0開發(fā)大全[M].徐新華,等譯.北京：人民郵電出版社,2000.

[5]Ron Soukup.SQLServer 7.0技術(shù)內(nèi)幕[M].姜鴻英,等譯.北京：清華大學(xué)出版社,2001.

[6]馬恒.關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論[M].北京：清華大學(xué)出版社,1999.

Digital Development and Application of Navigation Logs for Marine Geological Survey

SHENG Yan,ZHENG Da-jun,LI Zhong-han
(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou Guangdong 510760,China)

At present,in the field of marine geological survey,navigation logs mostly use traditional paper logs,which is complex and error-prone.The digital navigation logs system based database technology was developed to realize accurate,fast,easy and smart data input.The exported original navigation logs data was compatible with central database.Efficient services in the further data processing,mapping and other research work were possible.It’s very important and can be widely used for marine geological survey.The main structure,characteristics,main features of the digital navigation logs were described in detail.

marine geological survey;navigation;digital

TE19

B

1003-2029（2012）02-0018-04

2012-01-05

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）資助項目——天然氣水合物綜合探測系統(tǒng)集成技術(shù)（2009AA09A201）

盛堰（1973-），男，碩士，主要從事海洋地質(zhì)調(diào)查及海洋技術(shù)研究工作。Email：GZShengyan@sohu.com