人工地震測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

馬策軍

[摘要]借助信息技術(shù)的發(fā)展，利用現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)進(jìn)行地球物理數(shù)據(jù)的收集整理。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有的的數(shù)據(jù)分析管理功能，數(shù)據(jù)共享功能，數(shù)據(jù)的獨(dú)立性等優(yōu)點(diǎn)，人工地震測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)的意義更為顯著。

[關(guān)鍵詞]地震測(cè)深 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 地理研究

[中圖分類號(hào)] P2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-268-2

0前言

由于我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)科技的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)也得到突飛猛進(jìn)的創(chuàng)新和應(yīng)用。我國(guó)從上世紀(jì)五六十年代開始，開展了很多地質(zhì)探測(cè)和研究工作，獲得了很多寶貴的地震數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)資料，這些數(shù)據(jù)十分有助于對(duì)地幔結(jié)構(gòu)，地理構(gòu)造，地震成因等方面的系統(tǒng)研究，并且相關(guān)研究已取得一些成果。但是數(shù)據(jù)的資料豐富還需要更多地發(fā)掘和研究。其中，關(guān)于地震測(cè)深的數(shù)據(jù)資源如果借助現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，比如云計(jì)算等等方式進(jìn)行研究，能夠提高信息的利用效率，把深入研究的成果應(yīng)用到實(shí)際科研中，從而為地理學(xué)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

1地震測(cè)深的概念

地震測(cè)深是指對(duì)深達(dá)數(shù)十公里的地殼結(jié)構(gòu)構(gòu)造的一種低頻地震勘探方式。其中可區(qū)分為被斷裂分割的地殼內(nèi)部相異的地段，探明結(jié)晶基底構(gòu)造和地殼的下伏層構(gòu)造間的關(guān)系，探索沉積層內(nèi)的隆起較于結(jié)晶基底表面的偏移等?？梢圆捎谜凵洳ǚɑ蚍瓷洳ǚㄟM(jìn)行探測(cè)，對(duì)地殼深部構(gòu)造進(jìn)行分析研究，前者方法適用于尺度較小、結(jié)構(gòu)較細(xì)的研究，而后者適于大范圍、長(zhǎng)剖面結(jié)構(gòu)。因?yàn)榭睖y(cè)的深度較深，爆炸點(diǎn)到接收點(diǎn)的距離可達(dá)數(shù)百公里，必須使用很多的炸藥量。要先設(shè)計(jì)好激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的位置和距離，需要使用無(wú)線電波，也可以天然地震條件下的測(cè)出的數(shù)據(jù)來(lái)研究深地震測(cè)深。

2人工地震測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展史

上世紀(jì)建國(guó)后不久，我國(guó)就第一次在柴達(dá)木盆地進(jìn)行地震測(cè)深的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，我國(guó)的科研人員還是使用人工的數(shù)據(jù)記錄方式。起初，對(duì)自然發(fā)生的地震和石油勘探時(shí)的儀器測(cè)繪圖，進(jìn)行照相然后人工手繪到記錄截面上，以獲得圖文形式的保存。后來(lái)，就把地震信號(hào)波段記錄在模擬磁帶上。如今，使用人工測(cè)震儀可以直接將數(shù)據(jù)錄入地震測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)?，F(xiàn)代信息技術(shù)傳輸?shù)娘w速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)的硬件系統(tǒng)以微型可移動(dòng)高運(yùn)算率的計(jì)算機(jī)，回放解調(diào)系統(tǒng)，打印機(jī)還有測(cè)圖顯示器等等，這些設(shè)備能夠適應(yīng)野外工作的環(huán)境條件，而且存儲(chǔ)也會(huì)比較方便。

信息時(shí)代里，數(shù)據(jù)庫(kù)科研和生活的必要工具。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)經(jīng)費(fèi)投入相對(duì)較大、技術(shù)實(shí)施復(fù)雜的工程，要根據(jù)工作科研中數(shù)據(jù)的特征，有針對(duì)地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和處理，確保數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定運(yùn)行。人工地震測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要工作人員的在地震學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的綜合專業(yè)技術(shù)水平。人工地震測(cè)深要能對(duì)震源、震級(jí)、發(fā)生時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)定，對(duì)于探測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)要對(duì)接到數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)部模塊子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而對(duì)于數(shù)據(jù)的處理以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析要把握好數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的專業(yè)性，在數(shù)據(jù)庫(kù)的操作過(guò)程中，注意要細(xì)致入微，系統(tǒng)模塊銜接得當(dāng)，創(chuàng)造出一個(gè)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的操作環(huán)境，提高數(shù)據(jù)利用的效率。因此數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)要盡可能簡(jiǎn)化模塊功能，以適應(yīng)科研的使用需求。要利用好數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)有效促進(jìn)了寶貴的地理探測(cè)的數(shù)據(jù)的有效利用，為地理科學(xué)研究做出貢獻(xiàn)。

3數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代地震測(cè)深傳感器已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展使得人工測(cè)深系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)從過(guò)去單一的縱測(cè)線系統(tǒng)，發(fā)展到如今的三位整體性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，也就是說(shuō)信息傳回后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能自動(dòng)合成計(jì)算，繪成三維的動(dòng)態(tài)圖，能夠更為直觀地反映地殼下地幔結(jié)構(gòu)的變化，而現(xiàn)在的技術(shù)能力就是得益于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來(lái)源的環(huán)境，細(xì)致分析需求，即是剖析了解各種數(shù)據(jù)的屬性、取值范圍、頻度以及數(shù)據(jù)間的關(guān)系、數(shù)據(jù)流程還有用戶數(shù)據(jù)要求等等方面。然后，根據(jù)這些因素設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。人工地震測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)由基本信息庫(kù)和地震記錄庫(kù)組成，由測(cè)深工程信息數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)線信息庫(kù)、道集信息庫(kù)、記錄信息庫(kù)和炮點(diǎn)信息庫(kù)是組成基本信息庫(kù)的6個(gè)子庫(kù)，在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，只有測(cè)深工程信息庫(kù)和測(cè)線信息庫(kù)是唯一的。地震信息庫(kù)的結(jié)構(gòu)劃分，要注意連貫性和合理性以便于系統(tǒng)進(jìn)行處理。

4數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

雛形的人工測(cè)深數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，甲骨文公司開發(fā)的oracle就是當(dāng)時(shí)世界上較為先進(jìn)，應(yīng)用較廣的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理通常需要建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的一套功能完善的軟件。管理系統(tǒng)有查詢系統(tǒng)和維護(hù)系統(tǒng)這兩個(gè)子系統(tǒng)組成，又分為38個(gè)不同功能的模塊。系統(tǒng)為獨(dú)立的單用戶，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)功能，用通行字實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全保護(hù)。

4.1查詢子系統(tǒng)

用于查詢功能的子系統(tǒng)用于對(duì)原先的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，按工程、剖面、炮點(diǎn)、記錄道分類進(jìn)行檢索，所有的檢索中可以合理設(shè)計(jì)多種選擇，以滿足數(shù)據(jù)庫(kù)使用者的各種需要。比如說(shuō)，在對(duì)工程的數(shù)據(jù)的搜索查詢中，可以分別按測(cè)線、泡點(diǎn)檢索。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了三種形式的檢索結(jié)果的表現(xiàn)形式，包括屏幕數(shù)據(jù)列表，報(bào)表輸出打印，以及兩種形式并存。在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)，屏幕顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容要受到限制，因此要把數(shù)據(jù)報(bào)表打出來(lái)，系統(tǒng)中有工程、炮點(diǎn)、測(cè)線還有測(cè)點(diǎn)4個(gè)方面的目錄表，，以及對(duì)應(yīng)的3個(gè)信息表，從而使用戶對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)更為直觀的了解。另外，系統(tǒng)的圖形顯示功能十分強(qiáng)大，能夠通過(guò)系統(tǒng)繪成地理位置圖等等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直觀表示出來(lái)。因此，用戶要對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索查詢時(shí)，可以分析系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)生成的地理截面圖。

4.2數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)

對(duì)初始輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，進(jìn)行對(duì)已有數(shù)據(jù)的插入、修改完善和冗余刪除。在數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)前，已經(jīng)進(jìn)行了大量的工作。數(shù)據(jù)庫(kù)具有導(dǎo)入文件中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，能夠?qū)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性進(jìn)行檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)處理能力是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，而且在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模塊是一個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)。借助現(xiàn)代較為先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘和利用。在對(duì)數(shù)據(jù)文件加工，修改并對(duì)地震記錄做濾波、挑選震相的走時(shí)和振幅等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

5結(jié)束語(yǔ)

人工地震測(cè)深是主要的探測(cè)地球深部地質(zhì)的好方法。研究過(guò)程中所獲得數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和深入的挖掘。借助現(xiàn)代信息處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)揮其保存完整、精度高還有使用方面的優(yōu)點(diǎn)，地震測(cè)深的科研數(shù)據(jù)不斷開發(fā)應(yīng)用，從而大力推進(jìn)進(jìn)深部地球物理的研究的進(jìn)步。