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

鄒 驊

(江蘇省揚州商務(wù)高等職業(yè)學校，江蘇揚州 225000)

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

鄒 驊

(江蘇省揚州商務(wù)高等職業(yè)學校，江蘇揚州 225000)

地應力是地質(zhì)構(gòu)造運動產(chǎn)生的應力它對地震預報、區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料的儲存以及地球動力學的研究等具有重要應用價值。著重通過運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)進行地應力監(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)實需要和進行推廣應用。

地應力；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)造運動等原因使地殼物質(zhì)產(chǎn)生了內(nèi)應力效應，這種應力稱為地應力。地應力狀態(tài)對地震預報、區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價、油田油井的穩(wěn)定性、核廢料的儲存，以及地球動力學的研究等具有重要應用價值。

目前地應力監(jiān)測以及地應力數(shù)據(jù)的管理和分析主要還是以研究人員手動處理為主，這需要研究人員花費大量的時間用于數(shù)據(jù)的收集、整理和處理，效率極低。即便使用計算機處理，也都是基于數(shù)據(jù)庫建立的信息系統(tǒng)，無法適應數(shù)據(jù)管理分析的需求，不能直觀地顯示出地應力變化趨勢。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。

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

2 系統(tǒng)概要設(shè)計

系統(tǒng)共有5個模塊，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子模塊；數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)導入和生成曲線這兩個子模塊，其中，生成曲線模塊又包括地應力曲線和水位曲線這兩個子模塊；結(jié)果分析模塊包括撰寫分析、地應力分析和水位分析這三個子模塊；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身份驗證界面，在身份驗證界面上，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，當鼠標停留在位置點上的時候，可以顯示臺站的名稱、編碼、經(jīng)緯度等相應信息。

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數(shù)據(jù)庫里，并且在臺站分布頁面以位置點的形式顯示出來。這其中，臺站添加的數(shù)據(jù)應包括名稱、編碼、緯度、經(jīng)度、高程和各個探頭的數(shù)據(jù)。

2.4 數(shù)據(jù)導入模塊

數(shù)據(jù)導入模塊可以導入地應力監(jiān)測設(shè)備所采集到的地應力數(shù)據(jù)，這個數(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)生成地應力曲線。

2.5 地應力曲線生成模塊

地應力曲線生成模塊可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫里導入的數(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)生成地應力曲線。在地應力曲線的呈現(xiàn)上，需要設(shè)置選項選擇要生成哪個臺站的地應力曲線，選擇開始的日期和結(jié)束的日期，選擇單位、時間跨度上等等。最后，通過一個執(zhí)行查詢按鈕，實現(xiàn)地應力曲線的顯示。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

3.1 地點表的設(shè)計

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

3.2 分析表的設(shè)計

分析表用來存儲對各個臺站的數(shù)據(jù)進行分析的描述性文字，包括標題、日期、內(nèi)容等，也可以添加相應的圖片做補充說明。

3.3 地應力數(shù)據(jù)表的設(shè)計

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

3.4 臺站表的設(shè)計

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

3.5 用戶表的設(shè)計

用戶表用來存儲系統(tǒng)登陸的用戶名和密碼。

4 系統(tǒng)詳細設(shè)計

4.1 系統(tǒng)登錄模塊

當用戶進入系統(tǒng)，會進入身份驗證界面，在身份驗證界面上，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)出各種個性化的在線地圖應用程序。通過查閱API幫助，我們可以在ASP.NET的Web應用程序中很容易地調(diào)用Google地圖應用。具體來說，首先通過Google網(wǎng)站在線申請一個Google API Key，在本項目網(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)動態(tài)讀取數(shù)據(jù)表中臺站的經(jīng)緯度信息，在Google Map上進行動態(tài)標注，形成直觀可視的臺站分布頁面。當鼠標停留在Google Map上某個位置點的時候，會顯示位置的名稱。此頁面可以自動判斷分辨率，自動判斷瀏覽器，并且中心點和放大倍數(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數(shù)據(jù)庫里，并且在臺站分布頁面以位置點的形式顯示出來。這其中，臺站添加的數(shù)據(jù)包括名稱、編碼、緯度、經(jīng)度、高程和各個探頭的減數(shù)。在添加的時候，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數(shù)據(jù)庫中。

4.4 數(shù)據(jù)導入模塊

數(shù)據(jù)導入模塊是為了導入地應力監(jiān)測設(shè)備所采集到的地應力數(shù)據(jù)。由于地應力監(jiān)測設(shè)備會以Excel表格的形式生成地應力數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)默認導入的是Excel格式的數(shù)據(jù)。這里設(shè)置了一個“選擇文件”按鈕，用以選擇需要導入的數(shù)據(jù)。當選擇數(shù)據(jù)文件后，需要選擇這個數(shù)據(jù)所屬的地應力平臺，從而導入相應的數(shù)據(jù)庫里，這里是通過下拉菜單進行選擇。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)生成地應力曲線；當然，如果是處理后數(shù)據(jù)，就不需要進行任何計算，直接生成地應力曲線。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行判斷，如果出錯，則會顯示相應的提示信息。

4.5 地應力曲線生成模塊

地應力曲線生成模塊是根據(jù)數(shù)據(jù)庫里導入的原始數(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)生成地應力曲線。如果導入的已經(jīng)是處理后數(shù)據(jù)，則直接生成地應力曲線，不需要進行任何計算。地應力曲線的生成是通過調(diào)用ZedGraph這個控件來實現(xiàn)的。在地應力曲線的呈現(xiàn)上，可以通過下拉菜單選擇要生成哪個臺站的地應力曲線，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；在時間跨度上，可以以年為單位，也可以以日、月、時為單位；如果數(shù)據(jù)量比較大，生成的地應力曲線圖比較寬，可以通過下拉菜單選擇地應力曲線圖的寬度；最后，通過一個執(zhí)行查詢按鈕，實現(xiàn)地應力曲線的顯示。

5 總結(jié)與展望

本文首先從地應力監(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力監(jiān)測位置點，通過調(diào)用Google Map確保地應力監(jiān)測位置點的準確性；在地應力曲線的生成上，調(diào)用ZedGraph圖表控件。

本文所論述的系統(tǒng)可以對地應力監(jiān)測臺站數(shù)據(jù)進行集中管理，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)，實時讀取地應力監(jiān)測臺站所采集的數(shù)據(jù)，做到地應力變化曲線實時顯示，這是本系統(tǒng)今后需要進一步完善的地方。

[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，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，江蘇揚州人，江蘇省揚州商務(wù)高等職業(yè)學校助理講師，學士。研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)。

TP311.52

A

1008-8156(2015)04-0061-03

修回日期：2015-11-25