海洋地質調查導航班報數字化開發及應用

盛 堰，鄭大軍，李中漢

（廣州海洋地質調查局，廣東 廣州 510760）

海洋地質調查導航班報數字化開發及應用

盛 堰，鄭大軍，李中漢

（廣州海洋地質調查局，廣東 廣州 510760）

目前，國內的海洋地質野外調查中，大都使用紙質記錄的導航班報，復雜且極易出錯。自主研制了基于數據庫技術的海洋調查野外導航數字班報系統，不僅使現場輸入更準確、更快速、更簡便、更智能，而且能導出與數據中心數據庫兼容的原始導航數據，高效地服務于進一步的數據處理、成圖和室內研究工作，具有重要的數字化意義和推廣應用價值。文中對基于數據庫技術開發的海洋調查野外導航數字班報系統的總體結構、系統特征、主要功能進行了詳細介紹。

海洋地質調查；導航；數字化

目前，國內的海洋地質野外調查中，導航班報大都使用傳統的紙質記錄。隨著計算機技術，信息技術的發展，海洋地質調查也步入了數字化的時代，野外資料采集設備數字化程度越來越高，資料歸檔，資料處理都已經實現數字化，但是非常重要的海洋地質野外導航班報卻數字化程度不高。手寫的紙質班報越來越顯示出其局限性，不僅現場記錄效率低，易出錯，不易保存，還會因資料管理環節分散，顯得比較混亂、煩瑣，容易造成野外原始資料的丟失，更重要的是手寫的模擬記錄難以很好地為數據后處理、成圖和資料解釋服務。

作者等人結合多年的野外調查工作經驗，主持開發了基于數據庫技術的海洋調查野外導航數字班報系統，不僅使現場輸入更準確、更快速、更簡便、更智能，而且能導出與數據中心數據庫兼容的原始導航數據，高效地服務于進一步的數據處理、成圖和室內研究工作，開創了國內海洋地質野外調查導航班報數字化的應用先例。

海洋地質導航數字班報軟件兼容性好，性能穩定，界面友好，操作簡便，功能完善，已經在“海洋四號”船、“海洋六號”船的南海天然氣水合物調查等大型項目野外調查中使用，效果良好。

1 導航數字班報系統總體結構

1.1 系統總體結構模塊圖

系統包括“GPS位置數據獲取”、“數據錄入”、“數據查詢與統計”、“航跡圖調用”、“數據導出”、“打印輸出”、“公共信息管理”、“系統信息維護”、“幫助”等9個主要功能模塊，軟件采用可視化操作，界面友好，系統總體模塊見圖1。

各模塊既相對獨立，又密切聯系，所有數據都由后臺數據庫進行統一管理。

圖1 系統總體結構模塊圖

1.2 系統流程圖

數字班報系統操作流程圖如圖2。

2 數字班報系統特點及主要功能

2.1 系統特點

基于Windows xp操作系統平臺開發，可兼容Windows Xp/2003/2007操作系統，采用Delphi開發，后臺數據庫為SQLServer關系型數據庫，使用SQL結構化查詢語言進行數據查詢與管理，班報打印報表利用RAVE報表生成技術。系統數據庫采用多層安全性，登錄安全認證直接集成到操作系統的登錄安全中，啟動操作系統后數據庫自動運行。

圖2 系統流程框圖

2.2 系統的主要功能

系統主要功能包括：經緯度、時間數據獲取；航次、調查項目等數據錄入；航跡圖保存調用；歷史數據查詢；導航班報數據資料導出與導入；格式化報表輸出與打印；數據的網絡共享與系統集成等。導航數字班報主界面見圖3。

2.2.1 導航定位數據提取

在站位原始數據輸入過程中，因為站位經緯度數據精度高，輸入時很容易出錯，在數字班報中導航定位數據利用網絡技術，通過網絡共享直接調用GPS原始文件，對其進行解編，從中讀取站位經緯度數據，既準確又快速，極大地避免了人為的錯誤。在主界面中點擊“時間經緯度提取”按鈕即可進入導航定位數據提取界面（見圖4）。

解編出來的時間和經緯度數據自動顯示在下面對應的空白框中，點擊“提取”按鈕，就自動將對應的數據提取到當前班報頁中。在經緯度提取和顯示的時候，可以根據需要選擇經緯度的顯示和記錄格式：“度”，“度分”或“度分秒”。

圖3 導航班報錄入主界面

圖4 經緯度、時間數據提取界面

2.2.2 班報數據錄入

每個測站都要生成一頁新的導航班報，如何快速、簡便、準確無誤地錄入班報原始數據，是整個導航數字班報系統的重要組成部分。導航數據錄入包括公共信息錄入和站位信息錄入，其中公共信息包括：用戶信息（如用戶的增加、刪除、密碼更改、各個用戶的權限設置等），通用信息（如氣象海況、調查船、航次、ISO編號、定位儀器設置）等，這些信息在導航班報中都是通用的，更改將影響全部班報頁的可選項。站位導航信息錄入是導航班報數據錄入的重點。

導航數字班報系統中具有多種編輯功能工具條按鈕，點擊相應的按鈕就可以執行其對應的功能，這些工具按鈕條包括：增加、編輯、刪除、保存、取消、最前、前頁、后頁、最后、查找、打印、導出、關閉等13個按鈕。

在導航數字班報數據錄入時，所有數據輸入都是“所見即所得”的可視化交互方式，有些數據不用手動輸入，直接用鼠標點擊輸入框旁邊的下拉箭頭，從提供的選擇項中選擇即可。所有數據輸入都支持復制（快捷鍵：ctrl+c）和粘貼功能（快捷鍵：ctrl+v）功能，即新班報中的內容可從其他班報中復制得到或將班報內容復制到其他文檔中。

2.2.3 站位數據資料查詢

站位導航數據錄入并提交后，所有資料保存在后臺數據庫中，現場質量監控、數據檢查監測、錯誤修改以及在室內后續的資料處理、資料解釋等很多情況下都可以對導航班報數據進行查詢，導航數字班報系統設計了查詢功能，在每個數字班報子系統的主界面中都有“查找”按鈕，只要點擊該按鈕即可進入相應的查詢界面，在導航班報主界面中點擊“查找”按鈕即可進入查詢界面。

輸入或選擇查詢條件后按頂部的“查詢”按鈕即可在下面的空白表中列出滿足條件的站位。查詢條件可以是單個或多個。系統支持精確查詢和模糊查詢，設定查詢條件后，按“查詢”按鈕，就可以在列表框中看到所有滿足條件的站位。

2.2.4 站位數據資料導出

野外的導航班報資料必須更好地為室內的資料處理服務，很多時候需將海洋地質導航數字班報中滿足條件的站位數據提取出來，供后續資料統計，數據處理，以及供Sufer、AutoCAD等成圖軟件使用，因此數據導出功能尤為必要，導航數字班報系統設計了友好的數據智能導出功能。在導航班報主界面中點擊“導出”按鈕，即可進入數據導出界面。

在數據導出界面中分為工具按鈕、選擇條件、導出內容、導出格式等幾個部分組成。選擇條件、導出內容及導出文件格式選定后，點擊“預覽”按鈕就可以在下面的空白列表中，預覽導出的具體內容，確定無誤后用鼠標點擊“導出”按鈕，就可以將符合條件的站位中需要的內容導出保存成Excel格式文件或txt格式文件。

圖5 數碼圖片調用（左：站位航跡圖，右：站位數碼照片）

2.2.5 數碼圖片調用和載入

導航數字班報系統支持航跡圖及站位資料數碼圖片的調用和載入，可以將一些站位的特殊軌跡及其成果圖片保存在導航班報的數據庫中。

載入和調用的圖片格式為最常用的jpg或bmp格式。在導航班報主界面中點擊航跡與站位圖片即可進入航跡圖載入界面（見圖5）。

在圖5中，點擊航跡與站位照片頁中圖片顯示框下方的相應按鈕即可實現對應功能。航跡圖的載入和數碼照片的導入方法一樣，不同的是航跡圖是由導航計算機截取該站位的航跡得到，在載入前必須先在導航計算機中截取航跡圖。導入航跡圖后保存在后臺數據庫中。

3 系統分析及實現概要

系統開發使用原型法（Rapid Prototyping），即以少量代價快速地構造一個可執行的軟件系統模型;系統采用客戶/服務器兩層模型（Client/Server）開發面向對象的數據庫應用軟件。

數據查詢使用結構化查詢語言（Structured Query Language，簡稱 SQL），基本格式為：

在程序中采用異常處理機制，保證了軟件的正常運行。

4 結束語

導航數字班報系統實現了野外導航班報記錄的數字化錄入、數據庫數據管理功能，能直接提取站位坐標，使班報中站位的經緯度更加準確無誤；方便的數據查詢和數據導出功能可以很好地為數據后處理、成圖和資料解釋服務，實現了野外導航班報記錄和室內數據處理、入口的無縫連接，工作效率也大為提高；數碼圖片的載入和調用使班報記錄的內容更加豐富，具有傳統班報無法比擬的優越性。軟件不僅具有完全的自主知識產權，更具有重要的數字化意義和推廣應用價值。

[1]廣州海洋地質調查局.ISO9001技術規范[S].廣州：廣州地質調查局,2010.

[2]盛堰,劉方蘭,蔣青吉,等.導航數字班報開發技術報告[R].廣州：廣州地質調查局,2008.

[3]盛堰,吳廬山，等.地質取樣班報數字化面向對象開發及其應用[J].南海地質研究,2005：74-82.

[4]Steve Teixera,Xavier Pacheco.Delphi 6.0開發大全[M].徐新華,等譯.北京：人民郵電出版社,2000.

[5]Ron Soukup.SQLServer 7.0技術內幕[M].姜鴻英,等譯.北京：清華大學出版社,2001.

[6]馬恒.關系數據庫理論[M].北京：清華大學出版社,1999.

Digital Development and Application of Navigation Logs for Marine Geological Survey

SHENG Yan,ZHENG Da-jun,LI Zhong-han
(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou Guangdong 510760,China)

At present,in the field of marine geological survey,navigation logs mostly use traditional paper logs,which is complex and error-prone.The digital navigation logs system based database technology was developed to realize accurate,fast,easy and smart data input.The exported original navigation logs data was compatible with central database.Efficient services in the further data processing,mapping and other research work were possible.It’s very important and can be widely used for marine geological survey.The main structure,characteristics,main features of the digital navigation logs were described in detail.

marine geological survey;navigation;digital

TE19

B

1003-2029（2012）02-0018-04

2012-01-05

國家高技術研究發展計劃（863計劃）資助項目——天然氣水合物綜合探測系統集成技術（2009AA09A201）

盛堰（1973-），男，碩士，主要從事海洋地質調查及海洋技術研究工作。Email：GZShengyan@sohu.com