地应力监测台站数据管理分析平台设计与开发研究

邹 骅

(江苏省扬州商务高等职业学校，江苏扬州 225000)



地应力监测台站数据管理分析平台设计与开发研究

邹 骅

(江苏省扬州商务高等职业学校，江苏扬州 225000)

地应力是地质构造运动产生的应力它对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料的储存以及地球动力学的研究等具有重要应用价值。着重通过运用数据库技术和软件开发技术进行地应力监测台站数据管理分析平台的开发研究可以很好地满足现实需要和进行推广应用。

地应力；数据库；数据分析

1 引言

在漫长的地质年代里，由于地质构造运动等原因使地壳物质产生了内应力效应，这种应力称为地应力。地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料的储存，以及地球动力学的研究等具有重要应用价值。

目前地应力监测以及地应力数据的管理和分析主要还是以研究人员手动处理为主，这需要研究人员花费大量的时间用于数据的收集、整理和处理，效率极低。即便使用计算机处理，也都是基于数据库建立的信息系统，无法适应数据管理分析的需求，不能直观地显示出地应力变化趋势。随着软件开发技术、数据库技术、电子地图等一系列相关技术的出现，采用更为有效的方式综合管理和分析这些数据正变得现实。

针对目前地应力数据量大、参数多的问题，本文主要通过运用数据库技术和软件开发技术，进行地应力监测台站数据管理分析平台的设计与开发研究。

2 系统概要设计

系统共有5个模块，分别是系统登录模块、台站管理模块、数据管理模块、结果分析模块和安全管理模块。台站管理模块包括台站分布、台站添加、台站修改和台站信息这四个子模块，其中，台站信息模块又包括信息添加和信息删除这两个子模块；数据管理模块包括数据导入和生成曲线这两个子模块，其中，生成曲线模块又包括地应力曲线和水位曲线这两个子模块；结果分析模块包括撰写分析、地应力分析和水位分析这三个子模块；安全管理模块包括修改密码子模块。

2.1 系统登录模块

系统登录模块提供给用户一个身份验证界面，在身份验证界面上，用户需要输入管理员授权的账号和自己设置的密码。系统会和数据库里的账号信息以及密码进行对比，如果一致，系统将跳转到主页面；如果不一致，系统将提示“账号或密码错误！”，用户需要重新输入正确的账号和密码。

2.2 台站分布模块

台站分布模块是以中国地图为背景的台站分布页面。页面上会显示已经添加的台站位置点，当鼠标停留在位置点上的时候，可以显示台站的名称、编码、经纬度等相应信息。

2.3 台站添加模块

台站添加模块可以将新建的台站添加进数据库里，并且在台站分布页面以位置点的形式显示出来。这其中，台站添加的数据应包括名称、编码、纬度、经度、高程和各个探头的数据。

2.4 数据导入模块

数据导入模块可以导入地应力监测设备所采集到的地应力数据，这个数据是以Excel表格的形式存在的。数据需要通过相应的算法得到处理后数据，然后用处理后数据生成地应力曲线。

2.5 地应力曲线生成模块

地应力曲线生成模块可以根据数据库里导入的数据，通过一串算法，得到处理后数据，然后将得到的处理后数据生成地应力曲线。在地应力曲线的呈现上，需要设置选项选择要生成哪个台站的地应力曲线，选择开始的日期和结束的日期，选择单位、时间跨度上等等。最后，通过一个执行查询按钮，实现地应力曲线的显示。

3 数据库设计

3.1 地点表的设计

地点表用来存储不同地点的数据信息，包括各个地点的编号、名称、经度、纬度、编码、高程、减数等。用户可以根据实际情况，添加或者删除相应的地点信息。

3.2 分析表的设计

分析表用来存储对各个台站的数据进行分析的描述性文字，包括标题、日期、内容等，也可以添加相应的图片做补充说明。

3.3 地应力数据表的设计

地应力数据表用来存储导入的地应力数据信息，包括编号、参数、水位、日期、类别、地点编码等。

3.4 台站表的设计

台站表用来存储各个台站的介绍性文字，也可以添加相应的照片使内容更加丰富。

3.5 用户表的设计

用户表用来存储系统登陆的用户名和密码。

4 系统详细设计

4.1 系统登录模块

当用户进入系统，会进入身份验证界面，在身份验证界面上，用户需要输入管理员授权的账号和自己设置的密码。系统会和数据库里的账号信息以及密码进行对比，如果一致，系统将跳转到主页面；如果不一致，系统将提示“账号或密码错误！”，用户需要重新输入正确的账号和密码。

4.2 台站分布模块

进入系统之后，首先是以中国地图为背景的台站分布页面，得益于Google Map提供了强大的在线地图服务。不仅如此，为满足广大开发爱好者的需要，Google公司公布了Google Map的API接口，这使得我们可以利用Google Map 的API接口开发出各种个性化的在线地图应用程序。通过查阅API帮助，我们可以在ASP.NET的Web应用程序中很容易地调用Google地图应用。具体来说，首先通过Google网站在线申请一个Google API Key，在本项目网站的web.config配置文件中注册一下，通过Google Map API，可以将Google Map嵌入自己的网页中。通过数据库技术将台站信息存入数据表中，然后通过ADO.NET数据访问技术动态读取数据表中台站的经纬度信息，在Google Map上进行动态标注，形成直观可视的台站分布页面。当鼠标停留在Google Map上某个位置点的时候，会显示位置的名称。此页面可以自动判断分辨率，自动判断浏览器，并且中心点和放大倍数都可变。

4.3 台站添加模块

台站添加模块是为了能将新建的台站添加进数据库里，并且在台站分布页面以位置点的形式显示出来。这其中，台站添加的数据包括名称、编码、纬度、经度、高程和各个探头的减数。在添加的时候，系统会判断字段是否正确，如果不正确，系统会显示相应的提示信息。通过访问数据库，系统将需要添加的台站信息添加进数据库中。

4.4 数据导入模块

数据导入模块是为了导入地应力监测设备所采集到的地应力数据。由于地应力监测设备会以Excel表格的形式生成地应力数据，所以系统默认导入的是Excel格式的数据。这里设置了一个“选择文件”按钮，用以选择需要导入的数据。当选择数据文件后，需要选择这个数据所属的地应力平台，从而导入相应的数据库里，这里是通过下拉菜单进行选择。最后由于数据分两种，一种是原始数据，一种是处理后数据。原始数据需要通过相应的算法得到处理后数据，然后用处理后数据生成地应力曲线；当然，如果是处理后数据，就不需要进行任何计算，直接生成地应力曲线。系统会对文件类型、文件名格式是否正确，以及文件命名与所选择的台站名是否一致进行判断，如果出错，则会显示相应的提示信息。

4.5 地应力曲线生成模块

地应力曲线生成模块是根据数据库里导入的原始数据，通过一串算法，得到处理后数据，然后将得到的处理后数据生成地应力曲线。如果导入的已经是处理后数据，则直接生成地应力曲线，不需要进行任何计算。地应力曲线的生成是通过调用ZedGraph这个控件来实现的。在地应力曲线的呈现上，可以通过下拉菜单选择要生成哪个台站的地应力曲线，也可以选择开始的日期和结束的日期，单位可以选择MPa或者KPa；在时间跨度上，可以以年为单位，也可以以日、月、时为单位；如果数据量比较大，生成的地应力曲线图比较宽，可以通过下拉菜单选择地应力曲线图的宽度；最后，通过一个执行查询按钮，实现地应力曲线的显示。

5 总结与展望

本文首先从地应力监测台站数据管理分析平台的背景与意义出发，针对目前研究人员所采用的数据分析方法，深入分析目前地应力监测台站数据管理分析平台的用户需求。然后提出系统采用B/S架构，选用ASP.NET开发技术，以及ADO.NET数据访问技术；数据库采用较为成熟的SQL Server 2005；为了在地图上显示地应力监测位置点，通过调用Google Map确保地应力监测位置点的准确性；在地应力曲线的生成上，调用ZedGraph图表控件。

本文所论述的系统可以对地应力监测台站数据进行集中管理，并能根据用户需要显示数据的变化趋势，方便了研究人员的分析和研究。而如果能使系统通过联网，实时读取地应力监测台站所采集的数据，做到地应力变化曲线实时显示，这是本系统今后需要进一步完善的地方。

[1]陈新国,操文建,邹红梅. 基于Google Map的水文测站信息管理系统研究[J].人民长江，2009，(04).

[2]王英豪. 地应力的研究与分析[J]. 西部探矿工程,2008，(01).

[3]刘超.基于Google Earth和Google Map的多用户飞行模拟系统的研究[D].西安：长安大学，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

邹 骅(1989-)，男，江苏扬州人，江苏省扬州商务高等职业学校助理讲师，学士。研究方向：计算机网络。

TP311.52

A

1008-8156(2015)04-0061-03

修回日期：2015-11-25