地應力監測臺站數據管理分析平臺設計與開發研究

鄒 驊

(江蘇省揚州商務高等職業學校，江蘇揚州 225000)

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地應力監測臺站數據管理分析平臺設計與開發研究

鄒 驊

(江蘇省揚州商務高等職業學校，江蘇揚州 225000)

地應力是地質構造運動產生的應力它對地震預報、區域地殼穩定性評價、油田油井的穩定性、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。著重通過運用數據庫技術和軟件開發技術進行地應力監測臺站數據管理分析平臺的開發研究可以很好地滿足現實需要和進行推廣應用。

地應力；數據庫；數據分析

1 引言

在漫長的地質年代里，由于地質構造運動等原因使地殼物質產生了內應力效應，這種應力稱為地應力。地應力狀態對地震預報、區域地殼穩定性評價、油田油井的穩定性、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。

目前地應力監測以及地應力數據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據的收集、整理和處理，效率極低。即便使用計算機處理，也都是基于數據庫建立的信息系統，無法適應數據管理分析的需求，不能直觀地顯示出地應力變化趨勢。隨著軟件開發技術、數據庫技術、電子地圖等一系列相關技術的出現，采用更為有效的方式綜合管理和分析這些數據正變得現實。

針對目前地應力數據量大、參數多的問題，本文主要通過運用數據庫技術和軟件開發技術，進行地應力監測臺站數據管理分析平臺的設計與開發研究。

2 系統概要設計

系統共有5個模塊，分別是系統登錄模塊、臺站管理模塊、數據管理模塊、結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；數據管理模塊包括數據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 系統登錄模塊

系統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的賬號和自己設置的密碼。系統會和數據庫里的賬號信息以及密碼進行對比，如果一致，系統將跳轉到主頁面；如果不一致，系統將提示“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據庫里，并且在臺站分布頁面以位置點的形式顯示出來。這其中，臺站添加的數據應包括名稱、編碼、緯度、經度、高程和各個探頭的數據。

2.4 數據導入模塊

數據導入模塊可以導入地應力監測設備所采集到的地應力數據，這個數據是以Excel表格的形式存在的。數據需要通過相應的算法得到處理后數據，然后用處理后數據生成地應力曲線。

2.5 地應力曲線生成模塊

地應力曲線生成模塊可以根據數據庫里導入的數據，通過一串算法，得到處理后數據，然后將得到的處理后數據生成地應力曲線。在地應力曲線的呈現上，需要設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束的日期，選擇單位、時間跨度上等等。最后，通過一個執行查詢按鈕，實現地應力曲線的顯示。

3 數據庫設計

3.1 地點表的設計

地點表用來存儲不同地點的數據信息，包括各個地點的編號、名稱、經度、緯度、編碼、高程、減數等。用戶可以根據實際情況，添加或者刪除相應的地點信息。

3.2 分析表的設計

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

3.3 地應力數據表的設計

地應力數據表用來存儲導入的地應力數據信息，包括編號、參數、水位、日期、類別、地點編碼等。

3.4 臺站表的設計

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容更加豐富。

3.5 用戶表的設計

用戶表用來存儲系統登陸的用戶名和密碼。

4 系統詳細設計

4.1 系統登錄模塊

當用戶進入系統，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的賬號和自己設置的密碼。系統會和數據庫里的賬號信息以及密碼進行對比，如果一致，系統將跳轉到主頁面；如果不一致，系統將提示“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。不僅如此，為滿足廣大開發愛好者的需要，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用Google地圖應用。具體來說，首先通過Google網站在線申請一個Google API Key，在本項目網站的web.config配置文件中注冊一下，通過Google Map API，可以將Google Map嵌入自己的網頁中。通過數據庫技術將臺站信息存入數據表中，然后通過ADO.NET數據訪問技術動態讀取數據表中臺站的經緯度信息，在Google Map上進行動態標注，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據庫里，并且在臺站分布頁面以位置點的形式顯示出來。這其中，臺站添加的數據包括名稱、編碼、緯度、經度、高程和各個探頭的減數。在添加的時候，系統會判斷字段是否正確，如果不正確，系統會顯示相應的提示信息。通過訪問數據庫，系統將需要添加的臺站信息添加進數據庫中。

4.4 數據導入模塊

數據導入模塊是為了導入地應力監測設備所采集到的地應力數據。由于地應力監測設備會以Excel表格的形式生成地應力數據，所以系統默認導入的是Excel格式的數據。這里設置了一個“選擇文件”按鈕，用以選擇需要導入的數據。當選擇數據文件后，需要選擇這個數據所屬的地應力平臺，從而導入相應的數據庫里，這里是通過下拉菜單進行選擇。最后由于數據分兩種，一種是原始數據，一種是處理后數據。原始數據需要通過相應的算法得到處理后數據，然后用處理后數據生成地應力曲線；當然，如果是處理后數據，就不需要進行任何計算，直接生成地應力曲線。系統會對文件類型、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數據庫里導入的原始數據，通過一串算法，得到處理后數據，然后將得到的處理后數據生成地應力曲線。如果導入的已經是處理后數據，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用ZedGraph這個控件來實現的。在地應力曲線的呈現上，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；如果數據量比較大，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，通過一個執行查詢按鈕，實現地應力曲線的顯示。

5 總結與展望

本文首先從地應力監測臺站數據管理分析平臺的背景與意義出發，針對目前研究人員所采用的數據分析方法，深入分析目前地應力監測臺站數據管理分析平臺的用戶需求。然后提出系統采用B/S架構，選用ASP.NET開發技術，以及ADO.NET數據訪問技術；數據庫采用較為成熟的SQL Server 2005；為了在地圖上顯示地應力監測位置點，通過調用Google Map確保地應力監測位置點的準確性；在地應力曲線的生成上，調用ZedGraph圖表控件。

本文所論述的系統可以對地應力監測臺站數據進行集中管理，并能根據用戶需要顯示數據的變化趨勢，方便了研究人員的分析和研究。而如果能使系統通過聯網，實時讀取地應力監測臺站所采集的數據，做到地應力變化曲線實時顯示，這是本系統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，江蘇省揚州商務高等職業學校助理講師，學士。研究方向：計算機網絡。

TP311.52

A

1008-8156(2015)04-0061-03

修回日期：2015-11-25