石门县地震局数据处理系统的设计与应用浙江大学Word文件下载.docx

石门县地震局数据处理系统的设计与应用浙江大学Word文件下载.docx

《石门县地震局数据处理系统的设计与应用浙江大学Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石门县地震局数据处理系统的设计与应用浙江大学Word文件下载.docx（86页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

“石门县地震局数据处理系统”的开发，有效地解决了石门县地震局对于其地震测量数据处理的需求，填补了我国基层地震部门防震减灾数据处理领域的空白。

关键词：

输入输出；

数据处理；

JAVA

ADataProcessingSystemforShiMenSeismologicalBureau

Abstract

Thedevelopmentofcomputertechnologybringsagospeltotheindustrywhichneedstodealwithlargedata.Forexample,inseismicwork,therehavevastamountsofdataneedtobeaddressed.Thequestionshowtomakethelargenumberofrawdatameasuredbyinstrumentsbethedatawhichthemanagerneedandhowtomanagethesedatasuccessfullymakeusneedapowerfuldataprocessingsystem.

AtpresenttherehavenotdevelopedadataprocessingsystemwhichforthebasicunitofearthquakedepartmentindomesticandforeigntosatisfytheneedofSeismic,precursormonitoringdata,population,housing,basiclifelineengineeringdata,andgroupmonitoringandcontrollingsystems,emergencyrescuesystem,anddataprocessing.

CommissionedbytheHunanProvincialSeismologicalBureauShimen,Idevelopedthe"

ShimenSeismologicalBureaudataprocessingsystem."

Inthispaper,Ittalkstheanalysisanddesignoftheprimaryseismicdataprocessingsystemsanddescribesthespecificdevelopmentprocessofthesystem.Thesystemincludesusermanagement,dataprocessingandsystemmanagementmodules.

ThesystemusesJavaasthedevelopmentlanguage,MySQLasitsdatabase,usingEclipseasasoftwaredevelopmentplatform,andafterthecompletionofthedevelopmentmakingthesoftwareoutsourcingbetheexecutabledocument.

Moduletestresultsshowthatthetestresultsandtheoreticalresultsarethesame.Accordingtotheusers’feedback,"

ShimenSeismologicalBureaudataprocessingsystem"

canmeettheneedsofthedataprocessingunit.

Thedevelopmentof“TheDataProcessingSystemforShiMenSeismologicalBureau”,hassolvedtheShiMenSeismologicalBureaueffectivelyregardingitsseismicsurveyingdataprocessingdemand,hasfilledourcountryBasicunitEarthquakeDepartmentquakeproofdisasterreductiondataprocessingdomainblank.

KeyWords：

I/O;

dataprocess;

Java

目　　录

插图、附表清单

引　　言

这次毕设的任务是开发一个能够满足湖南省石门县地震局对于数据处理要求的软件。

目前市面上的地震数据处理系统都是针对于地震的大型监测系统开发的，并不适用于基层监测系统对于数据的处理，因此石门县地震局委托本人针对其需求进行软件开发。

其核心需求是将每日产生的1440组数据导入程序中，经过计算后进行存储并输出到本地主机上。

实现这一需求，关键在于输入输出流的运用，以及对于输入的数据的处理。

本软件对于数据的导入，采取将文件的所有内容以一个字符串的形式读入系统，然后以空格符将其分割，将数据类型进行转换后，用三个数组存储每组数据中的相应值，从而将从文件中读取的字符数据转化为具有实际意义的数据，最后通过操作数组来实现对导入数据的计算，对于数据的导出，采取每日和每月特定时间对数据进行导出，导出操作首先将数据库中的每组数据存储于数组中，在将对应的数据输出到指定文件中。

对于数据的安全性保证，本系统对用户的管理上采用了权限分级的策略，用户通过登录操作获得其权限，按照其权限进行被系统允许的操作，从而保证数据只能被拥有特定权限的用户修改。

另外，本文还记录了系统开发中遇到的一些难点以及其解决方法。

1文献综述

地震灾害是困扰着人类的一个噩梦，为了防震减灾，世界各国大都会从事地震相关数据的观测、记录和分析处理的工作。

而且地震勘测也是搜寻地下石油的基本方法[1]。

但是真正能观测地震的仪器的出现，却是19世纪后的事情了。

随着科技的发展，使用的工具从用原始的纸质档案、人工计算，发展到使用计算机软件进行处理。

不仅仅大量减少了人力，也大大提高了数据的准确性，为更直观更精确的分析地震数据、预报地震灾害提供了可靠的保障。

从世界范围说，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发展的规律，地震预报主要是根据多年积累的观测资料和震例，进行经验性预报。

因此，不可避免地带有很大的局限性，这更加凸显了分析和处理地震数据的重要性。

对于野外地震勘探，地震数据处理是地震勘探三个基本生产环节的中间环节，因此，它既要适应野外数据的采集条件多变的情况，又要满足资料解释的各种需求。

一个好的处理系统具备以下功能：

●能准确地识别野外采集数据磁带各种记录格式和用于处理的各种数据磁带格式。

●能有效地压制噪声，增强有效地信号的分辨率。

●能校正或补偿信号在传播中的畸变，回复信号的特征参量。

●能准确的校正信号时号位置的失真。

●能形成和输出各种各样的图件[2]。

对于室内的处理系统要求，特别是地区性的测震台的数据处理系统的要求比较低，要求能够通过软件分析、计算测得的物理数值，通过公式得到成品的数据，便于统一的收集和整理[3]。

而我这次的课题正是针对于一个县城的地震勘查部门，为他们量身设计一款简便而又能够满足需求的数据处理软件。

1.1国外地震数据处理系统的发展现状

地震勘探是物探方法中极为重要的一种勘探方法，从20世纪20年代就开始应用于野外地震的勘查和资料收集。

但是由于科学水平的限制，只能用人工进行数据的处理工作，到了50年代开始采用模拟磁带记录和模拟记录的数字化处理，60年代发展为数字记录和数字化处理[4]。

地震数据处理的历史可以说是伴随着电子计算机发展的，电子计算机在诞生初期就被应用与地震勘探的数据处理分析中[5]。

早在1950年~1952年间美国麻省理工学院数学系的研究人员，在乔治·

瓦德沃兹教授的主持下，使用当时世界上最快的计算机——旋风—I号，完成了世界上第一批地震处理程序[6]。

目前，国际上主流的地震资料处理软件有Omega、SSOffice等。

其中，Omega是一套全新的运行在512核CPU的惠普PC集群上处理软件，包括：

2D、3D常规处理软件包、叠前时间偏移处理软件包、叠前深度偏移处理软件包、VU系统、JSS地震作业调度管理、WARS在线绘图系统、WHSMWESTERN分等级存储管理器、MMS介质管理系统。

在强大复杂的功能下，Omega功能复杂，操作步骤繁琐的缺陷也不难显现。

对于大型的地震监测系统，这些软件可以大展神威，但是对于地方性的，局部性的地震监测系统来说，无疑是不适合的[7]。

1.2国内地震数据处理系统的发展现状

“九五”期间，中国建立了国家数字地震台网，含有50个数字地震台站，同时建立了一批区域数字地震台网。

进入“九五”以来，又实施了中国地壳运动观测网络的大型科学工程，建立了GPS观测网络。

目前，中国地震局地震预测研究所使用的数据处理软件是ERDAS雷达数据处理软件。

该软件针对岩土工程探测对象的隐蔽性与复杂性，实现了不同类型雷达数据的共享数据处理、分形处理、偏移、联合反演、小波变换等功能；

现场验证及试用结果表明，该软件系统可以改善地下目的物探测的分辨率和真实度，可为岩土工程施工提供较准确的地下障碍物资料。

值得注意的是，虽说在国家级省级的地震监测系统中，数据处理软件很完备，但是对于县级以下的基层地震单位，数据处理系统还不尽如人意，很少有针对基层地震部门需求开发的数据处理系统，因此对于基层数据的共享和分析处理存在一定的空缺。

1.3本课题的背景

1.3.1地震的成因和灾害

由于地壳的不断运动，板块之间不停地发生着挤压和形变。

每时每刻，我们身边的大地都在发生着震动，平均每年发生500万次，其中有感地震5万次，7级以上的大震平均不到20次。

从中国地震烈度表中我们可以清晰地看到：

5度的地震就能给人民的人生财产安全带来很大的威胁，10度左右的地震就能带来灾难性的后果（1978年唐山地震震级为7.8级，震中烈度为11度）。

能够预报地震灾害一直是人类的梦想。

尽管地震的突发性、不可预测性和不可视性使人类不能准确的预报每一次的地震灾害，但并没有减少人类想要预报地震灾害的意愿，面对着每年以百万计的地震，数据的记录和分析处理成为了一个十分重要的因素。

1.3.2石门县地震局数据处理系统

石门县地震局坐落在湖南省的西北部，作为一个基层的地震监测单位，进行着测震、地形变等地震监测数据整理、分析上传，以及其它防震减灾事务的工作。

“十五”之后，该局完成了石门地震台数字化改造工作，观测设备由模拟机升级为数字机。

在使用过程中发现存在形变数据输出的数据格式与所使用的分析软件的数据格式不相符合，新的形变数据预处理软件对仪器标定、周期调整、数据归零、旁移调整、降水噪声等处理不尽如人意，甚至会保留影响地震趋势判断的不当数据等问题，且市面上没有成型的能够满足相关需求的软件。

因此，石门县地震局特委托本人进行这一软件的设计开发。

1.4本课题的研究意义

石门县地震局数据处理系统从构想到设计、开发及调试，到现在已经是一个完整可用的系统了，经过了实地运行和测试，在功能实现上符合最初的构思，在实际工作环境中能够起到应有的作用。

在这个程序开发之初，我仅仅是对于C语言有一定的了解，面对复杂的界面处理和数据处理工作，一时不知从何下手。

经历了无数个通宵达旦学习和探究，长时间的苦思冥想终于使这个约9000行代码的程序诞生了。

虽然自己也知道耗费了这么多的时间才只做出这么一个包含不少冗余的软件，但这几个月来，面对难题的惆怅和解决难题的欢欣，极大的丰富了我大学的生活。

我懂得了在程序开发过程中总会遇到很多问题，面对问题，一味回避是无路可走的，只有迎难而上，多学多问才能增长知识，解决问题。

而且，作为一名程序开发人员，查询API和在互联网上与其他开发人员交流是必不可少的，只有这样，才能吸纳他人对于某些问题的独到见解，并灵活运用到自己的开发中。

开发的过程是艰辛的，但是成功的滋味是喜悦的，而且伴随而来的是对于JAVASwing组件的了解和一些实现上的难点的解决办法，这都极大的增强了我对JAVA的兴趣爱好，加深了我对软件开发工程的认识和理解，这使我对以后可能会从事的软件开发工作有了一定的信心。

总之，就个人而言，此次的毕业设计是我真正意义上的独立完成对某个对象进行研究并找出解决问题的方法的一次实践，无疑培养了我发现和解决问题的能力，是一个很好的实践机会。

同时，本系统的设计与实现，能够便于石门县地震局对庞杂的地震观测数据和巨量的诸如人口、住房、重大工程、生命线工程、易引发次生灾害工程以及应急救援体系、群测群防体系等各种数据进行良好地管理，更好的服务于地震监测预报、震灾预防、应急救援等防震减灾工作。

本软件在石门县地震局进行试用后，发现确实能够满足该局地震监测系统数据处理要求和防震其他职能工作的计算机管理要求，可以将之推广到更多的地方，从而为基层地震监测系统提供一个强力的数据处理保障。

2系统开发软件简介

2.1JAVA

在系统开发的语言上，我选择JAVA，是由于它的易学易用性和其面向对象的编程特点。

使用了Eclipse作为JAVA程序的开发平台。

2.1.1JAVA简介

1991年4月，Sun公司成立了一个名为GreenTeam的小组，目标是开发一种分布式系统机构，希望能在消费类的电子产品平台上执行，以开拓消费类电子产品市场。

不同电子产品的设计者是从不同的方面来考虑的，这些电子产品的硬件平台、操作系统和应用软件都不一样，怎么才能实现让他们之间协调工作呢？

安全性，可靠性、网络问题怎么解决呢？

他们尝试了很多种语言，都不能解决问题，没办法，工程师们打算自己开发一种简单的、现代的新语言，这种语言诞生时就肩负着有简单、跨平台、安全性强的使命，它也确实做到了这些。

开发者们边喝咖啡边讨论着为这种新语言命名，看到手中的咖啡，突然灵机一动，就叫它JAVA好了，希望全世界使用JAVA的人都能够像享受咖啡一样享受JAVA带来的美好生活[8]。

JAVA之所以能在这个时代大行其道，源于它的革命性变革：

Writeonce，runanywhere（一次写成，处处可用。

）传统软件与具体的操作系统平台相关，一旦环境发生变化就需要对软件进行大量改动，费时费力，而JAVA编写的软件能在JAVA虚拟机（JavaVirtualMachine，JVM）上兼容。

只要计算机提供了JAVA运行环境（JavaRunEnvironment，JRE），JAVA编写的软件就能在其上运行。

同时，JAVA编程语言简单易用，而且其面向对象的编程机制，以及其安全性和多线程机制亦是其成为颇具魅力的开发语言的原因[9]。

2.1.2Swing组件

Swing是一个带有丰富组件的图形用户界面GUI工具包，该框架无基本平台依赖性，是Sun公司在JAVA1.2中推出的新的用户界面库。

Swing组件类设计原理是建立在MVC（ModelViewController）结构基础上的。

MVC是一种通过模型（Model）、视图（View）、控制器（Controller）3个部分构造一个组件的理想方法，MVC结构使得程序更具有对象化的特性，维护起来也更方便。

2.1.3JRE

JRE（JavaRuntimeEnvironment，Java运行环境），运行JAVA程序所必须的环境的集合，包含JVM标准实现及Java核心类库。

JRE的地位就如同一台PC一样，我们撰写好的Win32应用程序需要操作系统帮助执行，同样的，所有的JAVA代码编写的软件都需要JRE帮助执行[10]。

2.2MySQL数据库

MySQL小巧易用，还是免费使用的数据库软件，而且功能强大，对于本系统的数据库操作而言，MySQL绰绰有余。

2.2.1什么是MySQL

MySQL是一个多用户、多线程的SQL数据库服务器。

MySQL服务器将控制对数据的访问，可以实现多个用户并发的使用它，同时提供了快速访问并且确保只有通过验证的用户才能获得数据访问。

它使用了结构化的查询语言（SQL）。

MySQL是在1996年公布的，开发者为MySQLAB公司。

目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中[11]。

2.2.2MySQL的特性

●低成本：

在开源代码许可下，MySQL是完全免费的，而在商业许可下，MySQL也只需要很少的费用。

●易使用：

MySQL的安装比其它类似的产品的安装要简单，使用结构化的查询语言，便于用户使用。

●可移植性：

MySQL可以在许多不同的UNIX系统中使用，同时也可以在Microsoft的Windows系统中使用。

●为多种编程语言提供了API。

●支持多线程，充分利用CPU资源。

●优化的SQL查询算法，有效地提高查询速度。

●既能够作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能够作为一个库而嵌入到其他的软件中提供多语言支持。

●提供TCP/IP、ODBC和JDBC等多种数据库连接途径。

●提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具。

●可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。

2.3exe4j

exe4j是一个帮助你集成Java应用程序到Windows操作环境的java可执行文件生成工具，无论这些应用是用于服务器，还是图形用户界面（GUI）或命令行的应用程序。

如果你想在任务管理器中及WindowsXP分组的用户友好任务栏里以你的进程名取代java.exe的出现，那么exe4j可以完成这个工作。

exe4j帮助你以一种安全的方式启动你的java应用程序，来显示本地启动画面，检测及发布合适的JRE和JDK，以及进行启动时所发生的错误处理等，以至于更多。

本系统中使用exe4j十分顺利的完成了导入第三方JAR包和将JAR文件转换为EXE文件的操作，但是唯一的不足是，由于exe4j自动植入广告，导致每次打开系统，将弹出一个写有“Thisexecutablewascreatedwithanevaluationversionofexe4j”的对话框，将其关闭即可。

3系统设计

3.1需求分析

3.1.1功能需求

根据石门县地震局的需求，开发一个数据处理系统。

其主要功能包括：

（1）管理使用本系统的用户，系统中涉及的数据及操作根据用户的权限严格分级，以确保数据的安全性和保密性。

表3.1系统用户身份的功能需求

用户类别

允许查看的数据以及操作

普通用户

登录/退出系统

修改密码

注销自身账号

查询/导入/导出形变数据

查询测震数据

查询考察连接报告表

查询防震减灾报告表

查询/更新/删除个人备忘录（仅限于自己的）

查看帮助

管理员

查询/导入/删除测震数据

查询/删除考察连接报告表

查询/删除防震减灾报告表

系统管理员

修改密码/其他用户权限

注销账号（除自身外）

进行系统管理模块中的操作

（2）手动输入或自动获取外部数据，整理计算后，将其及其产生的新数据存储到相应的数据库中。

（3）将数据库中存储的数据通过本系统提供的连接，以表格形式显示给用户查看，并给相应权限的用户提供更新数据、删除数据以及数据排序查看的功能。

（4）当触发“导出数据”时，自动判断当前日期，并在特定的日期将数据库中的数据以特定的格式输出。

（5）提供一个便捷的接口给系统管理员，使其能够对系统进行维护和出错后的处理。

3.1.2可用性需求

本系统要求在核心模块对数据的导入导出上，数据准确，故障率低，出错后可恢复。

其它方面要求不高。

3.1.3接口需求

由于系统属于办公室助手类型，所以需要考虑到局域网通讯的接口问题，但是由于地震数据的保密性，要求此接口的开放与否由服务器端决定。

3.2总体设计

3.2.1任务概述

作为一个数据处理系统，应该在数据的精度以及准确度上做到没有丝毫错误，退一步说，就算系统出错，也应有补救措施，同时确保数据的安全性（不能被随意修改），用户权限分级工作要做好。

而且，由于使用用户不是电子类工作人员，因此，要求系统操作尽可能简单，操作界面友好，易于上手。

面对大量的测量数据，系统应提供便捷高效而且多样化的查询方式。

3.2.2功能模块设计

图3.1功能模块的划分

（1）用户模块：

管理用户信息；

（2）数据查询模块：

将数据库中信息导出到界面中显示，并提供查询、更新、删除数据的接口。

（3）输入输出模块：

完成数据库、数据处理系统和本地文件的数据传输工作。

（4）办公助手模块：

充分利用数据库的数据处理功能，辅助办公。

（5）系统管理模块：

面向系统管理员，便于其对系统的管理，以及出错恢复。

（6）帮助模块：

提供系统操作指南，以及软件版本说明。

（7）数据库连接模块：

服务器和客户端通过该模块连接数据库，进行数据处理。

其中，客户端的连接接口的开放与否取决于服务器的设置。

（8）界面模块：

实现一个友好的、操作简单的交互界面，用户通过它调用以上模块。

3.2.3模块关系

（1）界面模块响应用户事件调用其他模块的数据，并显示相应内容。

（2）数据查询模块中的查询的数据库中数据来自于输入输出模块读取的经过处理后的本地文件。

（3）由系统管理模块写入关键参数，控制其他模块的数据处理。

（4）数据库连接模块只在系统允许用户对数据库进行操作时建立与相应模块数据库的连接，并且在完成相应操作后关闭该连接，保证数据安全。

3.2.4功能模块出错处理

当系统出现错误时，应出现相应的错误提示，以及出错处理提示，并让用户能根据提示，恢复到出错前状态。