崔 仁，孟兆敏，譚巧林，邵長高

（1.國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點實驗室 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510075；

2.上海工程技術(shù)大學，上海 201620；3.廣東省地質(zhì)測繪院，廣東 廣州 510800）

BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫接口模型的設(shè)計與實現(xiàn)

崔 仁1，孟兆敏2，譚巧林3，邵長高1

（1.國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點實驗室 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510075；

2.上海工程技術(shù)大學，上海 201620；3.廣東省地質(zhì)測繪院，廣東 廣州 510800）

BSR測線導航數(shù)據(jù)通常以單個文件形式進行管理，數(shù)據(jù)的檢索查詢需手工進行，管理復雜且易出錯。采用數(shù)據(jù)庫形式對單個BSR測線導航數(shù)據(jù)進行管理，設(shè)計了BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫接口模型，并在VB環(huán)境下開發(fā)了該模型。模型包含BSR測線導航數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)索引方式和導航數(shù)據(jù)入庫方法。模型對BSR測線導航數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)一管理，提高了數(shù)據(jù)管理的效率，改善了數(shù)據(jù)索引機制；同時整合的測線導航數(shù)據(jù)也為未來測線規(guī)劃提供了基礎(chǔ)，特別是在海洋地質(zhì)調(diào)查等數(shù)據(jù)量大的領(lǐng)域，可以較快的運算速度提取所需數(shù)據(jù)。

海洋地質(zhì)調(diào)查；似海底反射波；導航數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫

天然氣水合物作為最有可能替代石油的下一代清潔能源，其研究越來越受重視[1-3]。2013年我國在南海鉆獲了高純度的天然氣水合物，為我國的商業(yè)化開采奠定了基礎(chǔ)。近年來，國家對天然氣水合物的調(diào)查產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，如何有效、安全地管理這些數(shù)據(jù)資料成為亟待解決的問題。BSR指含水合物的地層在地震反射剖面上常常會出現(xiàn)一強振幅的連續(xù)反射波，大致與海底反射波平行，故又稱似海底反射波[1]。研究表明，BSR是目前天然氣水合物識別的重要標志之一[4-7]。海洋地質(zhì)調(diào)查獲取的BSR測線導航數(shù)據(jù)通常以單個文件形式進行管理，需手工進行數(shù)據(jù)檢索與查詢，管理復雜且易出錯；目前工作中尚無有效方式管理全部的BSR測線導航數(shù)據(jù)。本文提出了采用數(shù)據(jù)庫形式管理單個BSR測線導航數(shù)據(jù)的方法；設(shè)計了BSR測線導航數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口模型；并在VB環(huán)境下實現(xiàn)了BSR測線導航數(shù)據(jù)模型。模型為單條測線的索引、區(qū)域內(nèi)測線的索引以及任意屬性的索引均提供了基本性支持；同時整合的測線導航數(shù)據(jù)也為未來測線規(guī)劃提供了基礎(chǔ)，特別是在海洋地質(zhì)調(diào)查等數(shù)據(jù)量大的領(lǐng)域，可以較快的運算速度提取所需數(shù)據(jù)[5]。

1 BSR測線導航數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)索引

1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

本文將BSR測線導航數(shù)據(jù)管理分為3個部分（見圖1）。①調(diào)查測線數(shù)據(jù)，負責管理海上野外勘查過程中所有的測線數(shù)據(jù)信息。調(diào)查測線數(shù)據(jù)表是空間圖形數(shù)據(jù)表，包含數(shù)據(jù)集編號、工區(qū)編號、測線編號、測線長度、調(diào)查類別、起始日期、結(jié)束日期、起始經(jīng)度、起始緯度、終止經(jīng)度、終止緯度、起始點號、終止點號、調(diào)查比例、導航數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)文件路徑、坐標系統(tǒng)等。②BSR測線信息，負責管理有BSR剖面圖像測線段的基本信息，是對調(diào)查測線信息的延伸，即調(diào)查側(cè)線上含有BSR信息的測線段信息。其內(nèi)容包含測線編號、BSR測線號、起點經(jīng)度、起點緯度、終點經(jīng)度、終點緯度、起點炮號、終點炮號、起點CDP號、終點CDP號、平均雙程時間、平均深度、BSR類型、波形組合、弱振幅、空白帶、備注等。③導航數(shù)據(jù)信息，即野外勘查測線和BSR測線段的導航信息，主要有測線編號、炮號、經(jīng)度、緯度4個方面信息。

圖1 BSR測線導航數(shù)據(jù)總體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.2 數(shù)據(jù)索引

調(diào)查測線表中主鍵為測線編號，外鍵為數(shù)據(jù)集編號，數(shù)據(jù)集編號負責與整個調(diào)查項目的索引；BSR測線表中主鍵為BSR測線號，外鍵為測線編號，測線編號負責與調(diào)查測線表的索引；地震測線導航數(shù)據(jù)表主鍵為炮號，外鍵為測線編號，測線編號負責與調(diào)查測線表的索引。BSR測線表與地震測線導航數(shù)據(jù)表之間索引較為復雜，首先通過調(diào)查測線表索引出調(diào)查測線編號，然后通過起始炮號、終止炮號字段索引出地震測線導航數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集編號采用廣州海洋地質(zhì)調(diào)查通用數(shù)據(jù)集編碼規(guī)則，按“項目代碼—年份—調(diào)查船—航次”編碼，項目代碼取自廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)項目代碼表[3]。

2 數(shù)據(jù)接口設(shè)計和實現(xiàn)方法

2.1 數(shù)據(jù)入庫及獲取流程

按照BSR測線導航數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，本文設(shè)計了BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫及獲取流程圖，如圖2所示。

圖2 BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫及獲取流程圖

在數(shù)據(jù)入庫方面，調(diào)查測線信息和BSR測線信息以基本信息形式進行數(shù)據(jù)錄入或數(shù)據(jù)導入，要求信息完整，索引結(jié)構(gòu)字段主外鍵不能為空；地震測線導航數(shù)據(jù)以文件信息形式導入，先讀取導航數(shù)據(jù)的原始文件，再進行測線編號的信息填充，填充完畢后入庫。

在數(shù)據(jù)獲取中，首先讀取BSR測線信息，通過測線編號在調(diào)查測線表中進行信息索引查詢；再把BSR測線和調(diào)查測線兩個數(shù)據(jù)表信息進行關(guān)聯(lián)；然后將關(guān)聯(lián)后的數(shù)據(jù)表與地震測線導航數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)進行索引，尋找導航測線數(shù)據(jù)表中的測線信息和炮號信息；最終形成完整的BSR測線導航數(shù)據(jù)表。

2.2 數(shù)據(jù)原始文件讀取及入庫實現(xiàn)方法

根據(jù)BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫及獲取流程，本文設(shè)計了一個在VB環(huán)境下的數(shù)據(jù)入庫方法。其難點主要為導航數(shù)據(jù)文件的導入和數(shù)據(jù)入庫（圖3）。

圖3 導航原始文件讀取

導航數(shù)據(jù)文件解析及導入具體實現(xiàn)代碼為：

Private Sub txtLNavFile_LostFocus() '自動填充測線編號，起止點坐標，把文本讀到內(nèi)存里

On Error GoTo ErrOccurs

Dim strTmp As String

strTmp = FileChk(txtLNavFile)

If strTmp <＞ "" Then

txtLineID.Text = strTmp '將文件名指定為默認的測線編號

txtLFilePath.Text = txtLNavFile.Text '保存文本數(shù)據(jù)至內(nèi)存

Dim fso

Set fso = CreateObject("Scripting.FileSystemObject")

Dim tsFile As TextStream

Set tsFile = fso.OpenTextFile(txtLNavFile.Text, ForReading)

Dim curLine() As String, rLine As String, iNum As Integer, eLine As Integer

Dim curShot As String, curLon As Double, curLat As Double '當前行之炮號，首尾兩點無條件保留，其余按200的間距抽稀

strLons = ""

strLats = ""

curShot = ""

iNum = -1

eLine = tsFile.Line

Do Until tsFile.AtEndOfStream

‘------原始文件讀取及空格信息處理-------------

rLine = Trim(tsFile.ReadLine)

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

curLine = Split(rLine) '解析出的數(shù)據(jù)為(炮號，緯度，經(jīng)度)

iNum = iNum + 1

ReDim Preserve wShotID(iNum)

ReDim Preserve wLats(iNum)

ReDim Preserve wLons(iNum)

wShotID(iNum) = curLine(0)

wLats(iNum) = CLng(curLine(1) * 100) / 100

wLons(iNum) = CLng(curLine(2) * 100) / 100

If eLine Mod 200 = 1 Then '取點的行號為：1 201 401 601 ...，如果坐標有誤，則跳過

curShot = curLine(0)

curLat = DegCon(CDbl(curLine(1)))

curLon = DegCon(CDbl(curLine(2)))

If curLat ＞= 0 And curLat <= 90 And curLon ＞= 0 And curLat <= 180 Then

strLats = strLats & curLat & " "

strLons = strLons & curLon & " "

End If

End If

eLine = tsFile.Line

DoEvents

Loop

txtLSPoint.Text = wShotID(0)

txtLSLatitude.Text = wLats(0)

txtLSLongitude.Text = wLons(0)

txtLEPoint.Text = wShotID(iNum)

txtLELatitude.Text = wLats(iNum)

txtLELongitude.Text = wLons(iNum)

If curShot <＞ curLine(0) Then

strLats = strLats & DegCon(CDbl(curLine(1)))

strLons = strLons & DegCon(CDbl(curLine(2)))

Else

strLats = Trim(strLats)

strLons = Trim(strLons)

End If

Set fso = Nothing

tsFile.Close

Set tsFile = Nothing

Else

txtLineID.Text = ""

txtLFilePath.Text = ""

ReDim wShotID(0)

ReDim wLats(0)

ReDim wLons(0)

ReDim curLine(0)

txtLSPoint.Text = ""

txtLSLatitude.Text = ""

txtLSLongitude.Text = ""

txtLEPoint.Text = ""

txtLELatitude.Text = ""

txtLELongitude.Text = ""

End If

strPreNavFile = txtLNavFile.Text

Exit Sub

ErrOccurs：

MsgBox "所用文件不是有效的導航數(shù)據(jù)文件！", , "原始文件讀取失敗："

End Sub

代碼通過解析導航數(shù)據(jù)文件的原始數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)信息進行提取，再將提取出導航坐標信息的屬性信息進行數(shù)據(jù)入庫，空間信息進行數(shù)據(jù)繪圖形成地圖點坐標信息。

2.3 坐標投影轉(zhuǎn)換

測線導航數(shù)據(jù)提取后要進行WGS84投影下經(jīng)緯度坐標與墨卡托投影的轉(zhuǎn)換。墨卡托投影正解公式為[8]：

式中，k0為原點處比例因子；θ1為墨卡托投影中第一標準緯線。

式中，E為墨卡托投影緯度坐標；a為地球半徑，單位為m；FE為經(jīng)度偏移；λ為經(jīng)度；λ0為起點經(jīng)度。

N= FN+aK0ln{tan(π/4+θ/2)[(1-esinθ)/(1+esinθ)](e/2)}式中，N為墨卡托投影經(jīng)度坐標；FN為緯度偏移；θ為測量經(jīng)度。

基于ArcEngine的坐標轉(zhuǎn)換方法可詳見參考文獻[8]，墨卡托投影反解公式可詳見參考文獻[9]、[10]。

2.4 BSR測線生成

坐標轉(zhuǎn)換后，再生成數(shù)據(jù)測線，其核心代碼為：

Case "BSR測線導航" '地震測線導航

If Trim(cmbELineID.Text) = "" Then

MsgBox "測線編號不能為空，請重新輸入！"

cmbELineID.SetFocus

ElseIf Trim(txtEShotID.Text) = "" Then

MsgBox "炮號不能為空,請重新輸入!"

txtEShotID.SetFocus

Else

strObject = "select OBJECTID from sde." & strCurSeaArea & "_調(diào)查項目基本信息 "

ObjectRs.Open strObject, Conn, adOpenKeyset, adLockOptimistic

While Not ObjectRs.EOF

m = m + 1

ObjectRs.MoveNext

Wend

If m <＞ 0 Then

ObjectRs.MoveFirst

End If

For n = 1 To m

If ObjectRs.Fields(0).Value = "" Then

Exit For

Else： ObjectRs.MoveNext

End If

Next

ObjectRs.Close

'查詢是否有重復記錄

sqlStr = "select 測 線 編 號 , 炮 號 from sde." & strCurSeaArea & "_BSR測線導航數(shù)據(jù) where trim(測線編號)='" _& Trim(cmbELineID.Text) & "' and trim(炮號)='" & Trim(txtEShotID.Text) & "'"

prjRS.Open sqlStr, Conn, adOpenKeyset, adLockOptimistic

If prjRS.BOF And prjRS.EOF Then

prjRS.Close

Set prjRS = Nothing

'允許插入一條新記錄

sqlStr = "insert into sde." & strCurSeaArea & "_BSR測線導航數(shù)據(jù) (OBJECTID,測線編號, 炮號, 經(jīng)度, 緯度) values ('" & n & "','"

sqlStr = sqlStr & Trim(cmbELineID) & "', '" & Trim(txtEShotID) & "', '"

sqlStr = sqlStr & Trim(txtELongitude) & "', '" & Trim(txtELatitude) & "')"

Conn.Execute sqlStr

openSDEWorkspace.ExecuteSql (sqlStr)

If Conn.State = adStateOpen Then Conn.Close

MsgBox "成功錄入一條記錄！", , "提示："

'********* (注：單個導航點不生成圖形) *********

Else

prjRS.Close

Set prjRS = Nothing

If Conn.State = adStateOpen Then Conn.Close

MsgBox "數(shù)據(jù)庫中已有使用[" & Trim(cmbELineID.Text) & "]作為測線編號, [" & Trim(txtEShotID.Text) & "]作為炮號的記錄存在！", , "重復錄入錯誤："

End If

cmbELineID.SetFocus

End If

BSR測線導航數(shù)據(jù)生成前需進行索引過程主鍵檢查，檢查通過后才能進行打點成線。

3 模型應用

實施天然氣水合物資源勘查試采工作、加快水合物的商業(yè)開發(fā)，將是解決我國能源供需矛盾、保證國家能源安全的有效途徑之一。為此，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局近年實施了大規(guī)模的水合物勘查工作，獲取了大量地球物理、地球化學、地質(zhì)學、環(huán)境科學等多個學科的數(shù)據(jù)。為了保證對勘查數(shù)據(jù)的有效安全管理，實現(xiàn)專業(yè)化角度的共享服務(wù)，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局建設(shè)了水合物數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（圖4）。目前系統(tǒng)已應用于廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局的實際工作中，持續(xù)為實際勘查工作服務(wù)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及對BSR測線導航數(shù)據(jù)的管理均采用本文設(shè)計的BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫接口模型。

BSR測線導航數(shù)據(jù)是海洋地質(zhì)調(diào)查野外數(shù)據(jù)的重要內(nèi)容，針對目前處理BSR數(shù)據(jù)技術(shù)的缺乏，按照本文設(shè)計的BSR測線導航數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法，在水合物數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中開發(fā)了一個數(shù)據(jù)錄入模塊。該模塊實現(xiàn)了BSR測線導航數(shù)據(jù)原始文件讀取、屬性數(shù)據(jù)錄入、空間數(shù)據(jù)成圖等功能，負責測線數(shù)據(jù)及BSR測線導航數(shù)據(jù)的管理及錄入。該模塊的實際應用證明了本文設(shè)計模型的可靠性和可推廣性。

圖4 水合物數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)界面

4 結(jié) 語

本文設(shè)計了BSR測線導航數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及索引機制，實現(xiàn)了對BSR測線導航數(shù)據(jù)的安全管理；還設(shè)計了BSR測線導航數(shù)據(jù)原始文件及數(shù)據(jù)庫之間的入庫接口，并在VB環(huán)境下實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口，提供了專業(yè)的代碼。目前BSR測線導航數(shù)據(jù)入庫接口模型已進入實際應用階段，應用效果良好，具有解決實際工作的能力，值得借鑒。

[1] 金慶煥,張光學,楊木壯,等.天然氣水合物資源概論[M].北京：科學出版社,2006：2-5

[2] 黃永樣,張光學.我國海域天然氣水合物地質(zhì)：地球物理特征及前景[M].北京：地質(zhì)出版社,2009

[3] 陳宏文,王立飛,邵長高,等.天然氣水合物屬性及空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].海洋地質(zhì)前沿,2012,28(5)：59-63

[4] 沙志彬,楊木壯,梁金強,等.BSR的反射波特征及其對天然氣水合物識別的應用[J].南海地質(zhì)研究,2003(1)：55-61

[5] 徐華寧,楊勝雄,鄭曉東,等. 南中國海神狐海域天然氣水合物地震識別及分布特征[J].地球物理學報,2010,53(7)：1 691-1 698

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[8] 邵長高,譚建軍,荊麗梅,等.海洋小比例尺地圖精確測量及計算方法[J].地理與地理信息科學,2009,25(2)：42-45

[9] International Association of Oil & Gas Producers. Coordinate Conversions and Transformation Including Formulas[M]. OGP Publicaiton,2013：35-39

[10] 邵長高,崔仁.地震剖面解釋數(shù)據(jù)提取接口方法[J].測繪科學,2015(專刊)：143-146

P208

B

1672-4623（2017）05-0025-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.0050.8

崔仁，主要從事海洋地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)制定、原始資料管理等方面研究。

2016-04-27。

項目來源：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃資助項目（2013AA092501、2013AA0925010401）；“127”國家專項資助項目（DD20160227、DD20160227-6、GZH201100312）；“729”國家專項資助項目（GZH201200512、GZH201200512-2）。