BSR測線導航數據入庫接口模型的設計與實現(xiàn)

崔 仁，孟兆敏，譚巧林，邵長高

（1.國土資源部海底礦產資源重點實驗室 廣州海洋地質調查局，廣東 廣州 510075；

2.上海工程技術大學，上海 201620；3.廣東省地質測繪院，廣東 廣州 510800）

BSR測線導航數據入庫接口模型的設計與實現(xiàn)

崔 仁1，孟兆敏2，譚巧林3，邵長高1

（1.國土資源部海底礦產資源重點實驗室 廣州海洋地質調查局，廣東 廣州 510075；

2.上海工程技術大學，上海 201620；3.廣東省地質測繪院，廣東 廣州 510800）

BSR測線導航數據通常以單個文件形式進行管理，數據的檢索查詢需手工進行，管理復雜且易出錯。采用數據庫形式對單個BSR測線導航數據進行管理，設計了BSR測線導航數據入庫接口模型，并在VB環(huán)境下開發(fā)了該模型。模型包含BSR測線導航數據庫結構、數據索引方式和導航數據入庫方法。模型對BSR測線導航數據進行了統(tǒng)一管理，提高了數據管理的效率，改善了數據索引機制；同時整合的測線導航數據也為未來測線規(guī)劃提供了基礎，特別是在海洋地質調查等數據量大的領域，可以較快的運算速度提取所需數據。

海洋地質調查；似海底反射波；導航數據；數據庫

天然氣水合物作為最有可能替代石油的下一代清潔能源，其研究越來越受重視[1-3]。2013年我國在南海鉆獲了高純度的天然氣水合物，為我國的商業(yè)化開采奠定了基礎。近年來，國家對天然氣水合物的調查產生了海量數據，如何有效、安全地管理這些數據資料成為亟待解決的問題。BSR指含水合物的地層在地震反射剖面上常常會出現(xiàn)一強振幅的連續(xù)反射波，大致與海底反射波平行，故又稱似海底反射波[1]。研究表明，BSR是目前天然氣水合物識別的重要標志之一[4-7]。海洋地質調查獲取的BSR測線導航數據通常以單個文件形式進行管理，需手工進行數據檢索與查詢，管理復雜且易出錯；目前工作中尚無有效方式管理全部的BSR測線導航數據。本文提出了采用數據庫形式管理單個BSR測線導航數據的方法；設計了BSR測線導航數據的數據接口模型；并在VB環(huán)境下實現(xiàn)了BSR測線導航數據模型。模型為單條測線的索引、區(qū)域內測線的索引以及任意屬性的索引均提供了基本性支持；同時整合的測線導航數據也為未來測線規(guī)劃提供了基礎，特別是在海洋地質調查等數據量大的領域，可以較快的運算速度提取所需數據[5]。

1 BSR測線導航數據結構及數據索引

1.1 數據結構

本文將BSR測線導航數據管理分為3個部分（見圖1）。①調查測線數據，負責管理海上野外勘查過程中所有的測線數據信息。調查測線數據表是空間圖形數據表，包含數據集編號、工區(qū)編號、測線編號、測線長度、調查類別、起始日期、結束日期、起始經度、起始緯度、終止經度、終止緯度、起始點號、終止點號、調查比例、導航數據文件、數據文件路徑、坐標系統(tǒng)等。②BSR測線信息，負責管理有BSR剖面圖像測線段的基本信息，是對調查測線信息的延伸，即調查側線上含有BSR信息的測線段信息。其內容包含測線編號、BSR測線號、起點經度、起點緯度、終點經度、終點緯度、起點炮號、終點炮號、起點CDP號、終點CDP號、平均雙程時間、平均深度、BSR類型、波形組合、弱振幅、空白帶、備注等。③導航數據信息，即野外勘查測線和BSR測線段的導航信息，主要有測線編號、炮號、經度、緯度4個方面信息。

圖1 BSR測線導航數據總體數據結構

1.2 數據索引

調查測線表中主鍵為測線編號，外鍵為數據集編號，數據集編號負責與整個調查項目的索引；BSR測線表中主鍵為BSR測線號，外鍵為測線編號，測線編號負責與調查測線表的索引；地震測線導航數據表主鍵為炮號，外鍵為測線編號，測線編號負責與調查測線表的索引。BSR測線表與地震測線導航數據表之間索引較為復雜，首先通過調查測線表索引出調查測線編號，然后通過起始炮號、終止炮號字段索引出地震測線導航數據表中的數據。數據集編號采用廣州海洋地質調查通用數據集編碼規(guī)則，按“項目代碼—年份—調查船—航次”編碼，項目代碼取自廣州海洋地質調查局數據庫的數據項目代碼表[3]。

2 數據接口設計和實現(xiàn)方法

2.1 數據入庫及獲取流程

按照BSR測線導航數據結構，本文設計了BSR測線導航數據入庫及獲取流程圖，如圖2所示。

圖2 BSR測線導航數據入庫及獲取流程圖

在數據入庫方面，調查測線信息和BSR測線信息以基本信息形式進行數據錄入或數據導入，要求信息完整，索引結構字段主外鍵不能為空；地震測線導航數據以文件信息形式導入，先讀取導航數據的原始文件，再進行測線編號的信息填充，填充完畢后入庫。

在數據獲取中，首先讀取BSR測線信息，通過測線編號在調查測線表中進行信息索引查詢；再把BSR測線和調查測線兩個數據表信息進行關聯(lián)；然后將關聯(lián)后的數據表與地震測線導航數據表數據進行索引，尋找導航測線數據表中的測線信息和炮號信息；最終形成完整的BSR測線導航數據表。

2.2 數據原始文件讀取及入庫實現(xiàn)方法

根據BSR測線導航數據入庫及獲取流程，本文設計了一個在VB環(huán)境下的數據入庫方法。其難點主要為導航數據文件的導入和數據入庫（圖3）。

圖3 導航原始文件讀取

導航數據文件解析及導入具體實現(xiàn)代碼為：

Private Sub txtLNavFile_LostFocus() '自動填充測線編號，起止點坐標，把文本讀到內存里

On Error GoTo ErrOccurs

Dim strTmp As String

strTmp = FileChk(txtLNavFile)

If strTmp <＞ "" Then

txtLineID.Text = strTmp '將文件名指定為默認的測線編號

txtLFilePath.Text = txtLNavFile.Text '保存文本數據至內存

Dim fso

Set fso = CreateObject("Scripting.FileSystemObject")

Dim tsFile As TextStream

Set tsFile = fso.OpenTextFile(txtLNavFile.Text, ForReading)

Dim curLine() As String, rLine As String, iNum As Integer, eLine As Integer

Dim curShot As String, curLon As Double, curLat As Double '當前行之炮號，首尾兩點無條件保留，其余按200的間距抽稀

strLons = ""

strLats = ""

curShot = ""

iNum = -1

eLine = tsFile.Line

Do Until tsFile.AtEndOfStream

‘------原始文件讀取及空格信息處理-------------

rLine = Trim(tsFile.ReadLine)

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

rLine = Replace(rLine, " ", " ")

curLine = Split(rLine) '解析出的數據為(炮號，緯度，經度)

iNum = iNum + 1

ReDim Preserve wShotID(iNum)

ReDim Preserve wLats(iNum)

ReDim Preserve wLons(iNum)

wShotID(iNum) = curLine(0)

wLats(iNum) = CLng(curLine(1) * 100) / 100

wLons(iNum) = CLng(curLine(2) * 100) / 100

If eLine Mod 200 = 1 Then '取點的行號為：1 201 401 601 ...，如果坐標有誤，則跳過

curShot = curLine(0)

curLat = DegCon(CDbl(curLine(1)))

curLon = DegCon(CDbl(curLine(2)))

If curLat ＞= 0 And curLat <= 90 And curLon ＞= 0 And curLat <= 180 Then

strLats = strLats & curLat & " "

strLons = strLons & curLon & " "

End If

End If

eLine = tsFile.Line

DoEvents

Loop

txtLSPoint.Text = wShotID(0)

txtLSLatitude.Text = wLats(0)

txtLSLongitude.Text = wLons(0)

txtLEPoint.Text = wShotID(iNum)

txtLELatitude.Text = wLats(iNum)

txtLELongitude.Text = wLons(iNum)

If curShot <＞ curLine(0) Then

strLats = strLats & DegCon(CDbl(curLine(1)))

strLons = strLons & DegCon(CDbl(curLine(2)))

Else

strLats = Trim(strLats)

strLons = Trim(strLons)

End If

Set fso = Nothing

tsFile.Close

Set tsFile = Nothing

Else

txtLineID.Text = ""

txtLFilePath.Text = ""

ReDim wShotID(0)

ReDim wLats(0)

ReDim wLons(0)

ReDim curLine(0)

txtLSPoint.Text = ""

txtLSLatitude.Text = ""

txtLSLongitude.Text = ""

txtLEPoint.Text = ""

txtLELatitude.Text = ""

txtLELongitude.Text = ""

End If

strPreNavFile = txtLNavFile.Text

Exit Sub

ErrOccurs：

MsgBox "所用文件不是有效的導航數據文件！", , "原始文件讀取失敗："

End Sub

代碼通過解析導航數據文件的原始數據對數據信息進行提取，再將提取出導航坐標信息的屬性信息進行數據入庫，空間信息進行數據繪圖形成地圖點坐標信息。

2.3 坐標投影轉換

測線導航數據提取后要進行WGS84投影下經緯度坐標與墨卡托投影的轉換。墨卡托投影正解公式為[8]：

式中，k0為原點處比例因子；θ1為墨卡托投影中第一標準緯線。

式中，E為墨卡托投影緯度坐標；a為地球半徑，單位為m；FE為經度偏移；λ為經度；λ0為起點經度。

N= FN+aK0ln{tan(π/4+θ/2)[(1-esinθ)/(1+esinθ)](e/2)}式中，N為墨卡托投影經度坐標；FN為緯度偏移；θ為測量經度。

基于ArcEngine的坐標轉換方法可詳見參考文獻[8]，墨卡托投影反解公式可詳見參考文獻[9]、[10]。

2.4 BSR測線生成

坐標轉換后，再生成數據測線，其核心代碼為：

Case "BSR測線導航" '地震測線導航

If Trim(cmbELineID.Text) = "" Then

MsgBox "測線編號不能為空，請重新輸入！"

cmbELineID.SetFocus

ElseIf Trim(txtEShotID.Text) = "" Then

MsgBox "炮號不能為空,請重新輸入!"

txtEShotID.SetFocus

Else

strObject = "select OBJECTID from sde." & strCurSeaArea & "_調查項目基本信息 "

ObjectRs.Open strObject, Conn, adOpenKeyset, adLockOptimistic

While Not ObjectRs.EOF

m = m + 1

ObjectRs.MoveNext

Wend

If m <＞ 0 Then

ObjectRs.MoveFirst

End If

For n = 1 To m

If ObjectRs.Fields(0).Value = "" Then

Exit For

Else： ObjectRs.MoveNext

End If

Next

ObjectRs.Close

'查詢是否有重復記錄

sqlStr = "select 測 線 編 號 , 炮 號 from sde." & strCurSeaArea & "_BSR測線導航數據 where trim(測線編號)='" _& Trim(cmbELineID.Text) & "' and trim(炮號)='" & Trim(txtEShotID.Text) & "'"

prjRS.Open sqlStr, Conn, adOpenKeyset, adLockOptimistic

If prjRS.BOF And prjRS.EOF Then

prjRS.Close

Set prjRS = Nothing

'允許插入一條新記錄

sqlStr = "insert into sde." & strCurSeaArea & "_BSR測線導航數據 (OBJECTID,測線編號, 炮號, 經度, 緯度) values ('" & n & "','"

sqlStr = sqlStr & Trim(cmbELineID) & "', '" & Trim(txtEShotID) & "', '"

sqlStr = sqlStr & Trim(txtELongitude) & "', '" & Trim(txtELatitude) & "')"

Conn.Execute sqlStr

openSDEWorkspace.ExecuteSql (sqlStr)

If Conn.State = adStateOpen Then Conn.Close

MsgBox "成功錄入一條記錄！", , "提示："

'********* (注：單個導航點不生成圖形) *********

Else

prjRS.Close

Set prjRS = Nothing

If Conn.State = adStateOpen Then Conn.Close

MsgBox "數據庫中已有使用[" & Trim(cmbELineID.Text) & "]作為測線編號, [" & Trim(txtEShotID.Text) & "]作為炮號的記錄存在！", , "重復錄入錯誤："

End If

cmbELineID.SetFocus

End If

BSR測線導航數據生成前需進行索引過程主鍵檢查，檢查通過后才能進行打點成線。

3 模型應用

實施天然氣水合物資源勘查試采工作、加快水合物的商業(yè)開發(fā)，將是解決我國能源供需矛盾、保證國家能源安全的有效途徑之一。為此，廣州海洋地質調查局近年實施了大規(guī)模的水合物勘查工作，獲取了大量地球物理、地球化學、地質學、環(huán)境科學等多個學科的數據。為了保證對勘查數據的有效安全管理，實現(xiàn)專業(yè)化角度的共享服務，廣州海洋地質調查局建設了水合物數據庫管理系統(tǒng)（圖4）。目前系統(tǒng)已應用于廣州海洋地質調查局的實際工作中，持續(xù)為實際勘查工作服務。系統(tǒng)的數據結構以及對BSR測線導航數據的管理均采用本文設計的BSR測線導航數據入庫接口模型。

BSR測線導航數據是海洋地質調查野外數據的重要內容，針對目前處理BSR數據技術的缺乏，按照本文設計的BSR測線導航數據結構和實現(xiàn)方法，在水合物數據庫管理系統(tǒng)中開發(fā)了一個數據錄入模塊。該模塊實現(xiàn)了BSR測線導航數據原始文件讀取、屬性數據錄入、空間數據成圖等功能，負責測線數據及BSR測線導航數據的管理及錄入。該模塊的實際應用證明了本文設計模型的可靠性和可推廣性。

圖4 水合物數據庫管理系統(tǒng)界面

4 結 語

本文設計了BSR測線導航數據的數據庫結構及索引機制，實現(xiàn)了對BSR測線導航數據的安全管理；還設計了BSR測線導航數據原始文件及數據庫之間的入庫接口，并在VB環(huán)境下實現(xiàn)了數據接口，提供了專業(yè)的代碼。目前BSR測線導航數據入庫接口模型已進入實際應用階段，應用效果良好，具有解決實際工作的能力，值得借鑒。

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P208

B

1672-4623（2017）05-0025-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.0050.8

崔仁，主要從事海洋地質調查數據入庫、數據結構制定、原始資料管理等方面研究。

2016-04-27。

項目來源：國家高技術研究發(fā)展計劃資助項目（2013AA092501、2013AA0925010401）；“127”國家專項資助項目（DD20160227、DD20160227-6、GZH201100312）；“729”國家專項資助項目（GZH201200512、GZH201200512-2）。