ZedGraph控件在巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用研究

王 霞，周 元

（中船勘察設(shè)計研究院有限公司，上海 200063）

ZedGraph控件在巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用研究

王 霞，周 元

（中船勘察設(shè)計研究院有限公司，上海 200063）

隨著開源控件在軟件工程中的應(yīng)用，為巖土工程監(jiān)測及地質(zhì)災(zāi)害防治提供了強有力的技術(shù)支持。本文闡述ZedGraph開源控件及其具體使用方法，并將ZedGraph控件和GIS的ArcEngine組件結(jié)合，進(jìn)行巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)。

巖溶塌陷；監(jiān)測系統(tǒng)；開源控件；軟件工程；地理信息系統(tǒng)

在目前常用的監(jiān)測系統(tǒng)中常采用MSChart、TeeChart、水晶報表等商業(yè)控件實現(xiàn)監(jiān)測值的圖形顯示，上述控件雖功能強大，但亦存在操作復(fù)雜、占用系統(tǒng)資源較多等問題[1,2]。與商業(yè)圖表控件相比，開源控件以其小巧、開發(fā)簡便和可根據(jù)實際需要修改等特點得到越來越多的應(yīng)用。開源圖表控件ZedGraph具有高度的靈活性，同時又為所有的特性提供了默認(rèn)值[3,4]。本文將ZedGraph控件和ArcEngine組件結(jié)合，運用于巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)之中。

1 ZedGraph開源控件

ZedGraph是一個功能強大的圖形控件，可根據(jù)任意數(shù)據(jù)集創(chuàng)建2D曲線圖，能在Windows Form和ASP.NET Web Form中使用，支持多語言開發(fā)。其類庫思路清淅，源代碼清楚，圖表繪制標(biāo)準(zhǔn)。類庫具有高度的靈活性，使用與擴展方便，幾乎所有式樣的圖表都能創(chuàng)建。與其他的一些統(tǒng)計圖控件相比，ZedGraph是直接生成圖表，而且能查詢生成點的屬性，而不是生成圖片，所以性能比較好。

使用ZedGraph控件前，須添加ZedGraph.dll應(yīng)用文件；如是Web系統(tǒng)，須添加ZedGraph.web.dll應(yīng)用文件。并在主窗體代碼中添加使用ZedGraph的代碼：using ZedGraph。添加該控件后，其即存在于工具控件欄中，使用時直接拖拉到已建好的窗體上。

2 巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

2.1 實現(xiàn)目標(biāo)

本系統(tǒng)主要是對巖溶塌陷監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，為巖溶塌陷的診斷提供輔助決策。利用ZedGraph的強大圖形顯示功能和GIS技術(shù)的空間可視化功能，采用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，將巖溶塌陷的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一存儲在數(shù)據(jù)庫中，合理、高效地管理各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，以統(tǒng)一的方式輸入、分析、輸出這些數(shù)據(jù),實現(xiàn)對巖溶塌陷情況的科學(xué)管理和及時更新。

2.2 開發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)采用ArcGIS平臺，選擇ArcGIS Engine作為GIS開發(fā)組件，ZedGraph作為第三方控件，數(shù)據(jù)庫采用Microsoft Access，在Visual studio 2005語言環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)開發(fā)框架Fig.1 The framework of system

2.3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫管理模塊主要包括整編信息庫和監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括監(jiān)測線路信息和監(jiān)測點信息（表1）。

表1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計Table 1 The structural design of database

2.4 系統(tǒng)功能

電子郵箱: 37631605@qq.com

聯(lián)系電話: 021-52134266×8516

該系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能有：數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)處理分

析、監(jiān)測預(yù)警等（圖2）。

圖2 系統(tǒng)功能Fig.2 The function of system

3 巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)實例

3.1 工程背景

某市地質(zhì)地貌復(fù)雜，巖溶塌陷比較嚴(yán)重，已出現(xiàn)多次巖溶地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)不完全統(tǒng)計，1986～1997年，共發(fā)生巖溶塌陷24處，有地面塌陷坑27處。其中造成人員傷亡、房屋倒塌2處；造成運行車輛、運轉(zhuǎn)機器陷落，房屋墻體開裂，墻柱體懸空及大量涌水等危害的共10處[5]。據(jù)調(diào)查，所有塌陷點均分布于覆蓋型可溶巖分布區(qū)內(nèi)巖溶強發(fā)育帶中的淺埋溶洞、開口溶洞、土洞發(fā)育段，塌陷的發(fā)生也有氣象水文等自然因素誘發(fā)[6]?；谠撌袔r溶塌陷的問題，2009年起用分布式光纖傳感技術(shù)對巖溶塌陷進(jìn)行實時監(jiān)測[7,8]。

3.2 巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)功能實現(xiàn)

（1）GIS基本操作

GIS基本操作，包括地圖的放大、縮小、平移、漫游和一些地物屬性的查詢。當(dāng)?shù)貓D放大到一定程度時，就可以觀測到監(jiān)測點，把鼠標(biāo)放到選中的監(jiān)測點上，就能顯示監(jiān)測點的具體地理坐標(biāo)。

（2）監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化

監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化功能主要包括：測線應(yīng)變分布圖、測點時程曲線圖和測線應(yīng)變對比圖。監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化功能主要利用ZedGraph控件，系統(tǒng)首先對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，找到與所選監(jiān)測線路與監(jiān)測時間相同的監(jiān)測值字段，讀出監(jiān)測點編號與監(jiān)測值，將這些值賦給ZedGraph的接受參數(shù)進(jìn)行曲線圖顯示。

測線應(yīng)變分布曲線是某條監(jiān)測線路在同一監(jiān)測時間的應(yīng)變分布（圖3a），測點的時程曲線是單個監(jiān)測點在不同監(jiān)測時間的應(yīng)變分布（圖3b）。測線應(yīng)變對比是將某一監(jiān)測時間和基準(zhǔn)時間的應(yīng)變差值在圖中顯示，增加監(jiān)測曲線的對比效果。以監(jiān)測線路2的2009年11月4日和2009年9月2

日的監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，測線應(yīng)變對比如圖3c所示。

圖3 監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化Fig.3 The visualization of monitoring data

（3）監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢與預(yù)警

選擇監(jiān)測線路和監(jiān)測時間后，在應(yīng)變值文本框中輸入應(yīng)變數(shù)據(jù)后，點擊查詢就可以查詢出大于輸入應(yīng)變值的監(jiān)測點，并在查詢窗口顯示，還可以統(tǒng)計大于該輸入應(yīng)變值的監(jiān)測點個數(shù)。

當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)大于給定的閾值時，系統(tǒng)會自動報警并發(fā)送訊息給相關(guān)指定人員，以便及時安排處治。

4 結(jié)語

ZedGraph作為開源控件，除暫時不支持3D圖表外，在功能上可與TeeChart、TeeChart和水晶報表等其他同類商業(yè)控件媲美。并可根據(jù)具體應(yīng)用，修改相應(yīng)代碼以滿足實際需要。在巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用ZedGraph控件，有助于監(jiān)測數(shù)據(jù)的圖形顯示和分析結(jié)果的可視化；且操作簡便，無須專門培訓(xùn)；預(yù)警功能可有效地提醒監(jiān)測人員及時采取措施。

本文在使用ZedGraph控件同時，也結(jié)合GIS的組件ArcEngine來開發(fā)巖溶塌陷監(jiān)測系統(tǒng)，多技術(shù)和多學(xué)科的結(jié)合也是目前巖土工程監(jiān)測和檢測的一個發(fā)展方向。

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[8] 方文浩,關(guān)濤,葉煒,等. 面向地面沉降長期自主監(jiān)測的分布式光纖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[J]. 上海國土資源,2014,35(4):85-89. Fang W H, Guan T, Ye W, et al. Long-term autonomous land subsidence monitoring using the internet of things based on the distributed optical fiber[J]. Shanghai Land & Resources, 2014,35(4):85-89.

Development of karst collapse monitoring system using ZedGraph component

WANG Xia, ZHOU Yuan
(China Shipbuilding Industry Institute of Engineering Investigation and Design Co., Ltd., Shanghai 200063, China)

With the application of open source controls in software engineering, the software engineering is developing rapidly in various industries, this provides a strong technical support for geotechnical engineering monitoring and geological hazard control. This article introduced the open source component of ZedGraph, and specifically told the using method of ZedGraph component. The combination of ZedGraph and ArcEngine were used in the development of karst collapse monitoring system.

karst collapse; monitoring system; open source component; software engineering; geographic information system

P642.25

A

2095-1329(2015)02-0096-02

2015-04-22

2015-06-16

王霞(1984-),女,學(xué)士,工程師,主要從事巖土工程監(jiān)測研究.

10.3969/j.issn.2095-1329.2015.02.022