基于GIS的地震数据库结构设计及其访问技术研究

论文摘要

“数字海洋”是一项庞大、复杂的系统工程,是由海量、多分辨率、多时相、多类型空间对海观测数据和海洋检测数据及其分析算法和模型构建而成的虚拟海洋世界。地震数据是海底地质构造研究和海洋油气能源勘探的重要基础数据之一,也是“数字海洋”中的一个基本数据类型,构建地震数据库以实现地震数据的高效管理和利用是“数字海洋”的基本任务之一。本文在系统分析当前地震数据组织访问方式和地震数据结构的基础上,以关系数据库理论、对象关系映射理论和面向对象程序设计思想为指导,结合地理信息系统,初步完成了基于GIS和关系数据库的地震数据库系统的设计。主要内容有:（1）SEG-Y文件解编:地震数据库的数据源是以国际通用数据存储格式SEG-Y文件为存储介质的地震数据。通过解编将SEG-Y文件“打散”,提取有效字段存储在地震数据库中。通过对地震数据组成结构、地震数据在SEG-Y文件中的组织方式的深入分析发现,利用关系数据库实现地震数据的科学和高效管理是可行的。（2）数据存储模型（地震数据库）设计。在关系数据库理论指导下,遵循对象方案驱动数据方案的原则和数据规范化的要求,在分析实际需求形成地震数据对象方案的基础上,完成了数据方案（即地震数据库）的设计。在保证数据完整性的前提下,利用技术手段（如:建立索引、冗余设计等）和物理手段（如数据分区存储）对地震数据库进行优化,提高了地震数据库的性能。（3）数据库访问模型（数据访问层）设计。在对象关系映射理论和面向对象程序设计思想的指导下,利用ADO.NET数据访问技术,实现了数据访问层的设计。数据访问层利用其内部数据访问对象封装了数据访问逻辑,将数据源与业务逻辑层分离,极大提高了后续程序开发的效率。（4）工区导航设计。基于ArcEngine开发环境,利用MapControl控件和鹰眼程序,在矢量数据的缓冲区分析理论和包含分析理论的指导下,实现了工区导航的设计,为用户提供了友好的交互界面。上述系统有两个突出特点:（1）利用关系数据库管理地震数据。实现了地震数据管理的高效性、可扩展性和易维护性。其一,提高了任意测线数据和水平切片数据的查询速度;其二不仅实现了本地地震数据的快速访问,而且通过关系数据库技术与网络技术的结合实现了地震数据的网络共享;其三,作为成熟的且已商品化的数据持久化技术,关系数据库技术为数据库的维护提供了保障。（2）地震数据库与成熟的地理信息系统的有机结合。有利于整合地学及其相关专业的调查资料:增强了地震数据库的可用性;另外,也为其他专业数据库的设计提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 概述
• 1 选题背景
• 1.1 海洋地震探测技术的发展及其影响
• 1.2 地震数据与地理信息相结合的必要性
• 1.3 高效利用地震数据的需求
• 2 国内外研究现状
• 2.1 主流的地震解释软件
• 2.1.1 国外概况
• 2.1.2 国内概况
• 2.2 地震数据的组织和访问方式概况
• 2.2.1 数据文件与数据库相结合的方式
• 2.2.2 将地震数据转换为软件内部数据格式的方式
• 2.2.3 直接读取地震数据文件（SEG-Y 文件）方式
• 2.3 当前地震数据的组织和访问方式存在的不足
• 3 技术思路
• 4 主要研究内容及拟解决的关键技术
• 5 研究意义
• 5.1 理论意义
• 5.2 实践生产意义
• 6 小结
• 第二章 开发工具与开发环境的选择
• 1 Visual Studio 2005 与C＃
• 1.1 Visual Studio2005 开发环境
• 1.2 面向对象的编程语言C＃.NET
• 2 SQL Server 2005
• 3 ArcGIS Engine 开发平台
• 4 小结
• 第三章 SEG-Y 文件解编
• 1 SEG-Y 格式
• 2 地震数据在 SEG-Y 文件中的组织方式
• 3 SEG-Y 文件的数据格式
• 3.1 工作站数据格式
• 3.2 整型格式
• 3.3 浮点型格式
• 3.3.1 IBM 十六进制浮点型格式
• 3.3.2 IEEE 浮点型格式
• 4 SEG-Y 文件的解编
• 4.1 海量数据文件读取
• 4.2 数据格式转换
• 5 小结
• 第四章 地震数据库模型设计
• 1 地震数据库模型的框架结构
• 2 地震数据库模型的技术理论
• 2.1 关系数据库理论
• 2.1.1 关系数据库主要特点
• 2.1.2 数据规范化
• 2.1.3 数据的非规范化
• 2.2 面向对象技术
• 2.3 对象关系映射理论（ORM）
• 2.3.1 对象关系
• 2.3.2 数据库访问方式
• 2.4 数据访问技术
• 2.4.1 ADO.NET
• 2.4.2 强类型DataSet
• 3 地震数据库模型的具体设计方案
• 3.1 地震数据的结构分析
• 3.2 现有地震数据库模型分析
• 3.2.1 基于现有模型的具体数据访问过程
• 3.2.2 现有模型的应用局限性及其解决途径
• 3.3 地震数据库模型具体设计方案
• 3.3.1 存储模型设计
• 3.3.2 访问模型设计
• 3.4 水平切片数据的提取方式
• 3.4.1 由TraceData 表生成切片数据
• 3.4.2 由PanelSlice 表生成切片数据
• 4 小结
• 第五章 基于GIS 的工区导航设计
• 1 技术原理
• 1.1 矢量数据的包含分析
• 1.2 矢量数据的缓冲区分析
• 2 导航功能设计
• 2.1 工区绘制
• 2.2 测线数据提取
• 3 小结
• 第六章 地震数据库系统及其初步应用
• 1 功能介绍
• 2 性能比较
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文