鄒 驊

(江蘇省揚(yáng)州商務(wù)高等職業(yè)學(xué)校，江蘇揚(yáng)州 225000)

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地應(yīng)力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)管理分析平臺設(shè)計(jì)與開發(fā)研究

鄒 驊

(江蘇省揚(yáng)州商務(wù)高等職業(yè)學(xué)校，江蘇揚(yáng)州 225000)

地應(yīng)力是地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力它對地震預(yù)報(bào)、區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價(jià)、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料的儲存以及地球動(dòng)力學(xué)的研究等具有重要應(yīng)用價(jià)值。著重通過運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)進(jìn)行地應(yīng)力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)管理分析平臺的開發(fā)研究可以很好地滿足現(xiàn)實(shí)需要和進(jìn)行推廣應(yīng)用。

地應(yīng)力；數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)分析

1 引言

在漫長的地質(zhì)年代里，由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等原因使地殼物質(zhì)產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力效應(yīng)，這種應(yīng)力稱為地應(yīng)力。地應(yīng)力狀態(tài)對地震預(yù)報(bào)、區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價(jià)、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料的儲存，以及地球動(dòng)力學(xué)的研究等具有重要應(yīng)用價(jià)值。

目前地應(yīng)力監(jiān)測以及地應(yīng)力數(shù)據(jù)的管理和分析主要還是以研究人員手動(dòng)處理為主，這需要研究人員花費(fèi)大量的時(shí)間用于數(shù)據(jù)的收集、整理和處理，效率極低。即便使用計(jì)算機(jī)處理，也都是基于數(shù)據(jù)庫建立的信息系統(tǒng)，無法適應(yīng)數(shù)據(jù)管理分析的需求，不能直觀地顯示出地應(yīng)力變化趨勢。隨著軟件開發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、電子地圖等一系列相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，采用更為有效的方式綜合管理和分析這些數(shù)據(jù)正變得現(xiàn)實(shí)。

針對目前地應(yīng)力數(shù)據(jù)量大、參數(shù)多的問題，本文主要通過運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)，進(jìn)行地應(yīng)力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)管理分析平臺的設(shè)計(jì)與開發(fā)研究。

2 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)

系統(tǒng)共有5個(gè)模塊，分別是系統(tǒng)登錄模塊、臺站管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、結(jié)果分析模塊和安全管理模塊。臺站管理模塊包括臺站分布、臺站添加、臺站修改和臺站信息這四個(gè)子模塊，其中，臺站信息模塊又包括信息添加和信息刪除這兩個(gè)子模塊；數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入和生成曲線這兩個(gè)子模塊，其中，生成曲線模塊又包括地應(yīng)力曲線和水位曲線這兩個(gè)子模塊；結(jié)果分析模塊包括撰寫分析、地應(yīng)力分析和水位分析這三個(gè)子模塊；安全管理模塊包括修改密碼子模塊。

2.1 系統(tǒng)登錄模塊

系統(tǒng)登錄模塊提供給用戶一個(gè)身份驗(yàn)證界面，在身份驗(yàn)證界面上，用戶需要輸入管理員授權(quán)的賬號和自己設(shè)置的密碼。系統(tǒng)會和數(shù)據(jù)庫里的賬號信息以及密碼進(jìn)行對比，如果一致，系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)到主頁面；如果不一致，系統(tǒng)將提示“賬號或密碼錯(cuò)誤！”，用戶需要重新輸入正確的賬號和密碼。

2.2 臺站分布模塊

臺站分布模塊是以中國地圖為背景的臺站分布頁面。頁面上會顯示已經(jīng)添加的臺站位置點(diǎn)，當(dāng)鼠標(biāo)停留在位置點(diǎn)上的時(shí)候，可以顯示臺站的名稱、編碼、經(jīng)緯度等相應(yīng)信息。

2.3 臺站添加模塊

臺站添加模塊可以將新建的臺站添加進(jìn)數(shù)據(jù)庫里，并且在臺站分布頁面以位置點(diǎn)的形式顯示出來。這其中，臺站添加的數(shù)據(jù)應(yīng)包括名稱、編碼、緯度、經(jīng)度、高程和各個(gè)探頭的數(shù)據(jù)。

2.4 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊

數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊可以導(dǎo)入地應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備所采集到的地應(yīng)力數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)是以Excel表格的形式存在的。數(shù)據(jù)需要通過相應(yīng)的算法得到處理后數(shù)據(jù)，然后用處理后數(shù)據(jù)生成地應(yīng)力曲線。

2.5 地應(yīng)力曲線生成模塊

地應(yīng)力曲線生成模塊可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫里導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，通過一串算法，得到處理后數(shù)據(jù)，然后將得到的處理后數(shù)據(jù)生成地應(yīng)力曲線。在地應(yīng)力曲線的呈現(xiàn)上，需要設(shè)置選項(xiàng)選擇要生成哪個(gè)臺站的地應(yīng)力曲線，選擇開始的日期和結(jié)束的日期，選擇單位、時(shí)間跨度上等等。最后，通過一個(gè)執(zhí)行查詢按鈕，實(shí)現(xiàn)地應(yīng)力曲線的顯示。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

3.1 地點(diǎn)表的設(shè)計(jì)

地點(diǎn)表用來存儲不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，包括各個(gè)地點(diǎn)的編號、名稱、經(jīng)度、緯度、編碼、高程、減數(shù)等。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況，添加或者刪除相應(yīng)的地點(diǎn)信息。

3.2 分析表的設(shè)計(jì)

分析表用來存儲對各個(gè)臺站的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的描述性文字，包括標(biāo)題、日期、內(nèi)容等，也可以添加相應(yīng)的圖片做補(bǔ)充說明。

3.3 地應(yīng)力數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)

地應(yīng)力數(shù)據(jù)表用來存儲導(dǎo)入的地應(yīng)力數(shù)據(jù)信息，包括編號、參數(shù)、水位、日期、類別、地點(diǎn)編碼等。

3.4 臺站表的設(shè)計(jì)

臺站表用來存儲各個(gè)臺站的介紹性文字，也可以添加相應(yīng)的照片使內(nèi)容更加豐富。

3.5 用戶表的設(shè)計(jì)

用戶表用來存儲系統(tǒng)登陸的用戶名和密碼。

4 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)登錄模塊

當(dāng)用戶進(jìn)入系統(tǒng)，會進(jìn)入身份驗(yàn)證界面，在身份驗(yàn)證界面上，用戶需要輸入管理員授權(quán)的賬號和自己設(shè)置的密碼。系統(tǒng)會和數(shù)據(jù)庫里的賬號信息以及密碼進(jìn)行對比，如果一致，系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)到主頁面；如果不一致，系統(tǒng)將提示“賬號或密碼錯(cuò)誤！”，用戶需要重新輸入正確的賬號和密碼。

4.2 臺站分布模塊

進(jìn)入系統(tǒng)之后，首先是以中國地圖為背景的臺站分布頁面，得益于Google Map提供了強(qiáng)大的在線地圖服務(wù)。不僅如此，為滿足廣大開發(fā)愛好者的需要，Google公司公布了Google Map的API接口，這使得我們可以利用Google Map 的API接口開發(fā)出各種個(gè)性化的在線地圖應(yīng)用程序。通過查閱API幫助，我們可以在ASP.NET的Web應(yīng)用程序中很容易地調(diào)用Google地圖應(yīng)用。具體來說，首先通過Google網(wǎng)站在線申請一個(gè)Google API Key，在本項(xiàng)目網(wǎng)站的web.config配置文件中注冊一下，通過Google Map API，可以將Google Map嵌入自己的網(wǎng)頁中。通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)將臺站信息存入數(shù)據(jù)表中，然后通過ADO.NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù)動(dòng)態(tài)讀取數(shù)據(jù)表中臺站的經(jīng)緯度信息，在Google Map上進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)注，形成直觀可視的臺站分布頁面。當(dāng)鼠標(biāo)停留在Google Map上某個(gè)位置點(diǎn)的時(shí)候，會顯示位置的名稱。此頁面可以自動(dòng)判斷分辨率，自動(dòng)判斷瀏覽器，并且中心點(diǎn)和放大倍數(shù)都可變。

4.3 臺站添加模塊

臺站添加模塊是為了能將新建的臺站添加進(jìn)數(shù)據(jù)庫里，并且在臺站分布頁面以位置點(diǎn)的形式顯示出來。這其中，臺站添加的數(shù)據(jù)包括名稱、編碼、緯度、經(jīng)度、高程和各個(gè)探頭的減數(shù)。在添加的時(shí)候，系統(tǒng)會判斷字段是否正確，如果不正確，系統(tǒng)會顯示相應(yīng)的提示信息。通過訪問數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)將需要添加的臺站信息添加進(jìn)數(shù)據(jù)庫中。

4.4 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊

數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊是為了導(dǎo)入地應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備所采集到的地應(yīng)力數(shù)據(jù)。由于地應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備會以Excel表格的形式生成地應(yīng)力數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)默認(rèn)導(dǎo)入的是Excel格式的數(shù)據(jù)。這里設(shè)置了一個(gè)“選擇文件”按鈕，用以選擇需要導(dǎo)入的數(shù)據(jù)。當(dāng)選擇數(shù)據(jù)文件后，需要選擇這個(gè)數(shù)據(jù)所屬的地應(yīng)力平臺，從而導(dǎo)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫里，這里是通過下拉菜單進(jìn)行選擇。最后由于數(shù)據(jù)分兩種，一種是原始數(shù)據(jù)，一種是處理后數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)需要通過相應(yīng)的算法得到處理后數(shù)據(jù)，然后用處理后數(shù)據(jù)生成地應(yīng)力曲線；當(dāng)然，如果是處理后數(shù)據(jù)，就不需要進(jìn)行任何計(jì)算，直接生成地應(yīng)力曲線。系統(tǒng)會對文件類型、文件名格式是否正確，以及文件命名與所選擇的臺站名是否一致進(jìn)行判斷，如果出錯(cuò)，則會顯示相應(yīng)的提示信息。

4.5 地應(yīng)力曲線生成模塊

地應(yīng)力曲線生成模塊是根據(jù)數(shù)據(jù)庫里導(dǎo)入的原始數(shù)據(jù)，通過一串算法，得到處理后數(shù)據(jù)，然后將得到的處理后數(shù)據(jù)生成地應(yīng)力曲線。如果導(dǎo)入的已經(jīng)是處理后數(shù)據(jù)，則直接生成地應(yīng)力曲線，不需要進(jìn)行任何計(jì)算。地應(yīng)力曲線的生成是通過調(diào)用ZedGraph這個(gè)控件來實(shí)現(xiàn)的。在地應(yīng)力曲線的呈現(xiàn)上，可以通過下拉菜單選擇要生成哪個(gè)臺站的地應(yīng)力曲線，也可以選擇開始的日期和結(jié)束的日期，單位可以選擇MPa或者KPa；在時(shí)間跨度上，可以以年為單位，也可以以日、月、時(shí)為單位；如果數(shù)據(jù)量比較大，生成的地應(yīng)力曲線圖比較寬，可以通過下拉菜單選擇地應(yīng)力曲線圖的寬度；最后，通過一個(gè)執(zhí)行查詢按鈕，實(shí)現(xiàn)地應(yīng)力曲線的顯示。

5 總結(jié)與展望

本文首先從地應(yīng)力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)管理分析平臺的背景與意義出發(fā)，針對目前研究人員所采用的數(shù)據(jù)分析方法，深入分析目前地應(yīng)力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)管理分析平臺的用戶需求。然后提出系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，選用ASP.NET開發(fā)技術(shù)，以及ADO.NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù)；數(shù)據(jù)庫采用較為成熟的SQL Server 2005；為了在地圖上顯示地應(yīng)力監(jiān)測位置點(diǎn)，通過調(diào)用Google Map確保地應(yīng)力監(jiān)測位置點(diǎn)的準(zhǔn)確性；在地應(yīng)力曲線的生成上，調(diào)用ZedGraph圖表控件。

本文所論述的系統(tǒng)可以對地應(yīng)力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，并能根據(jù)用戶需要顯示數(shù)據(jù)的變化趨勢，方便了研究人員的分析和研究。而如果能使系統(tǒng)通過聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)讀取地應(yīng)力監(jiān)測臺站所采集的數(shù)據(jù)，做到地應(yīng)力變化曲線實(shí)時(shí)顯示，這是本系統(tǒng)今后需要進(jìn)一步完善的地方。

[1]陳新國,操文建,鄒紅梅. 基于Google Map的水文測站信息管理系統(tǒng)研究[J].人民長江，2009，(04).

[2]王英豪. 地應(yīng)力的研究與分析[J]. 西部探礦工程,2008，(01).

[3]劉超.基于Google Earth和Google Map的多用戶飛行模擬系統(tǒng)的研究[D].西安：長安大學(xué)，2011.

The Design and Development of Data Management and Analysis Platform for Ground Stress Monitoring Station

ZOU Hua

(Yangzhou Commerce Higher Vocational School, Yangzhou, Jiangsu 225000)

The crustal stress is the stress produced by the geological tectonic movement, which is of great application value to the earthquake forecast, earth crust stability assessment, oil field stability study, nuclear waste deposit study and geodynamics study. With the use of database technology and software development technology, the study and development of the platform for the crustal stress monitoring station data management can meet the demand and promote the its application.

the crustal stress; Database; Data analysis

2015-11-06

鄒 驊(1989-)，男，江蘇揚(yáng)州人，江蘇省揚(yáng)州商務(wù)高等職業(yè)學(xué)校助理講師，學(xué)士。研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

TP311.52

A

1008-8156(2015)04-0061-03

修回日期：2015-11-25