基于WebGIS的地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)研究*

趙 曦，姬建中，常 俊，孫 哲

（陜西省地震局，陜西西安710068）

基于WebGIS的地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)研究*

趙 曦，姬建中，常 俊，孫 哲

（陜西省地震局，陜西西安710068）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，面向社會(huì)提供更為便捷有效的信息共享服務(wù)已成為政府和民眾的普遍所需。在總結(jié)分析以往地震數(shù)據(jù)服務(wù)中存在的不足和問題的基礎(chǔ)上，介紹了WebGIS在構(gòu)建地震數(shù)據(jù)服務(wù)方面的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，并就基于WebGIS的地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和主要功能，以及基于瀏覽器的大規(guī)模地震目錄數(shù)據(jù)的地圖發(fā)布、地震事件波形數(shù)據(jù)的快速讀取和可視化展示、連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)的圖形化動(dòng)態(tài)展示等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明和討論。最后基于陜西省地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立了基于WebGIS的陜西省地震觀測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)。

WebGIS；天地圖；地震目錄；SEED；數(shù)據(jù)擬合

近年來(lái)，地震災(zāi)害頻繁發(fā)生，慘痛的損失與代價(jià)使防震減災(zāi)成為社會(huì)關(guān)注的重要話題，也為地震預(yù)報(bào)研究等工作提出了更多更高的要求。隨著我國(guó)地震數(shù)字化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速增長(zhǎng)，地震數(shù)據(jù)資源已成為防震減災(zāi)事業(yè)發(fā)展和地震科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)，因而迫切需要一套合適的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，用于滿足公眾對(duì)于地震行業(yè)專業(yè)數(shù)據(jù)內(nèi)容的了解以及專業(yè)研究人員進(jìn)行深入研究的需求。

通過國(guó)家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程的實(shí)施，地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)已經(jīng)初具規(guī)模（全國(guó)31個(gè)省市均建立了地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)），并在數(shù)據(jù)整合和共享服務(wù)方面取得了實(shí)效［1］。隨著各類應(yīng)用服務(wù)的不斷深化，人們對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)的可視化和便捷性需求有了更高的要求，在得到常規(guī)數(shù)據(jù)服務(wù)的同時(shí)，人們?cè)桨l(fā)重視數(shù)據(jù)與空間和環(huán)境的關(guān)聯(lián)信息，希望能夠更全面地了解數(shù)據(jù)產(chǎn)出的環(huán)境和所使用的觀測(cè)儀器，以便對(duì)數(shù)據(jù)的使用有一個(gè)恰當(dāng)?shù)陌芽?。與此同時(shí)，由于技術(shù)所限，以往所建數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)多為文本對(duì)話和列表展示的服務(wù)模式，不能很好體現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)在的時(shí)空特性，并且在功能和性能方面都有所局限，用戶界面過于專業(yè)化，數(shù)據(jù)服務(wù)的直觀性與通用性有所欠缺，給用戶的使用帶來(lái)一定的限制和不便［2］。

WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物，高效開發(fā)富有表現(xiàn)力的WebGIS應(yīng)用系統(tǒng)已成為GIS應(yīng)用開發(fā)的主流［3］。尤其是新一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用RIA（Rich Internet Application）的出現(xiàn)，以其良好的交互性、表現(xiàn)力和用戶體驗(yàn)，給WebGIS帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)，使得WebGIS開始面向傳統(tǒng)行業(yè)和廣大民眾。在地震行業(yè)，美國(guó)、歐盟、俄羅斯、日本等地震多發(fā)國(guó)家已將WebGIS技術(shù)應(yīng)用于地震信息的管理和發(fā)布工作，我國(guó)也開始了這方面的應(yīng)用研究并取得了一定的成果［4－7］。地震數(shù)據(jù)由于其較強(qiáng)的專業(yè)性及數(shù)據(jù)本身具備的抽象性，使得地震數(shù)據(jù)始終難以為用戶提供專業(yè)性的服務(wù)，而WebGIS平臺(tái)所具備的分布式、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、可視化地圖等特點(diǎn)，可以很好地將抽象的數(shù)據(jù)以形象的圖形方式展示出來(lái)，給用戶帶來(lái)更為直觀的時(shí)空體驗(yàn)。

本文闡述了基于WebGIS的地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，論述了系統(tǒng)建設(shè)中的幾個(gè)關(guān)鍵性問題，并建立了基于WebGIS的陜西省地震觀測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地震數(shù)據(jù)的可視化查詢下載等功能，為進(jìn)一步系統(tǒng)有效地加強(qiáng)地震數(shù)據(jù)的共享、管理及服務(wù)提供了很好的借鑒。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 需求定位

通過地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程和“十五”數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)，地震系統(tǒng)已建立了分布于全國(guó)各省的地震數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)含蓋測(cè)震、強(qiáng)震動(dòng)、地磁、地電、地下流體、大地形變、定點(diǎn)地殼形變、重力、地震遙感等多種觀測(cè)數(shù)據(jù)，并且集成了觀測(cè)臺(tái)站、觀測(cè)環(huán)境、觀測(cè)儀器、觀測(cè)日志等大量的基礎(chǔ)輔助信息。上述大部分?jǐn)?shù)據(jù)都具有顯著的時(shí)空特征，不難想象，當(dāng)我們能夠向用戶提供具有時(shí)空表征的可視化數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)，用戶將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)有一個(gè)更好的體驗(yàn)和直觀認(rèn)識(shí)，因此，在系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)上提出了以下需求定位。

（1）系統(tǒng)應(yīng)構(gòu)建于GIS支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與地理空間的有機(jī)融合，能夠充分體現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的時(shí)空特性；

（2）系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性和兼容性，能適應(yīng)多類地震數(shù)據(jù)服務(wù)的集成和功能擴(kuò)展，且易于系統(tǒng)的不斷升級(jí)和應(yīng)用模塊的加載、更新；

（3）系統(tǒng)應(yīng)采用B／S體系架構(gòu)，以滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)的便捷性和易用性需求；

（4）系統(tǒng)可根據(jù)地震數(shù)據(jù)的內(nèi)在特性實(shí)現(xiàn)儀器、環(huán)境、日志等多種信息的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，可向用戶提供更為全面的數(shù)據(jù)信息服務(wù)，便于對(duì)數(shù)據(jù)的深入了解和把控；

（5）系統(tǒng)應(yīng)充分體現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的可視化和直觀性需求，為用戶提供便于理解、易于操作的用戶界面，體現(xiàn)圖形和數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)、所見即所得的服務(wù)思路。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

為了滿足系統(tǒng)的易用性和高效性，確保數(shù)據(jù)服務(wù)的快速與準(zhǔn)確，同時(shí)考慮到系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性，地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建采用SOA的體系架構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

表現(xiàn)層是用戶與系統(tǒng)直接交互的窗口，也是整個(gè)系統(tǒng)核心功能的體現(xiàn)入口。用戶通過瀏覽器對(duì)系統(tǒng)所有模塊進(jìn)行訪問；WEB服務(wù)層用于托管WEB應(yīng)用程序和服務(wù)，這些程序和服務(wù)實(shí)現(xiàn)接受請(qǐng)求并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成業(yè)務(wù)邏輯，將結(jié)果打包返回；GIS服務(wù)層提供GIS相關(guān)服務(wù)，托管GIS資源和GIS核心功能，并通過REST API封裝后作為服務(wù)，呈現(xiàn)給客戶端應(yīng)用程序；數(shù)據(jù)層是整個(gè)系統(tǒng)的最底層，負(fù)責(zé)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的存取機(jī)制，維護(hù)各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并提供數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)存檔、數(shù)據(jù)安全機(jī)制等，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供數(shù)據(jù)源的保障。

數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的空間分布展示、查詢、分析，GIS平臺(tái)的選擇十分重要，ESRI公司的ArcGIS平臺(tái)為用戶提供了一個(gè)可伸縮的，全面的GIS平臺(tái)，包括桌面GIS（ArcGIS Desktop），嵌入式GIS（ArcGISEngine）以及服務(wù)端GIS（ArcGIS Server）。利用ArcGIS平臺(tái)能將空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)集按設(shè)計(jì)的專題圖要求制作成地圖服務(wù)定義文件（Map Service Definition，MSD），并通過ArcCatalog以相應(yīng)的服務(wù)類型，包括地圖服務(wù)、實(shí)體服務(wù)、幾何服務(wù)和地理處理服務(wù)等，發(fā)布到ArcGIS Server。上述這些服務(wù)均以REST架構(gòu)風(fēng)格創(chuàng)建，客戶端可以通過url來(lái)訪問相應(yīng)服務(wù)類型所暴露出來(lái)的資源和操作［8］。

2 關(guān)鍵性問題與解決方案

2.1 支撐地圖

數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)是以WebGIS為主要支撐的軟件系統(tǒng)，因此電子地圖的選擇是系統(tǒng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)需要一套既可服務(wù)于公眾互聯(lián)網(wǎng)，又具備良好性能的地圖數(shù)據(jù)，用以支撐數(shù)據(jù)服務(wù)的時(shí)空展示特性。為此，對(duì)地圖數(shù)據(jù)的選擇提出了以下基本要求。

（1）數(shù)據(jù)符合國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布地圖規(guī)定，不涉及保密問題；

（2）數(shù)據(jù)包含全國(guó)范圍中大比例尺地圖數(shù)據(jù)和局部大比例尺地圖；

（3）能夠保證訪問的可靠性和穩(wěn)定性，尤其在發(fā)生地震時(shí)，要保證能夠正常訪問。

經(jīng)過多方研究對(duì)比，筆者認(rèn)為可選擇“天地圖”作為WebGIS平臺(tái)的地圖支撐?！疤斓貓D”是國(guó)家測(cè)繪地理信息局建設(shè)的地理信息綜合服務(wù)平臺(tái)，它是“數(shù)字中國(guó)”的重要組成部分，是國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的公眾版［9］。“天地圖”區(qū)別于其他地圖服務(wù)的關(guān)鍵在于其服務(wù)模式，目前主流地圖服務(wù)提供商只能提供遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用，而“天地圖”可將地圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在用戶端的專用服務(wù)器內(nèi)，并在該服務(wù)器上部署GIS Server，由該服務(wù)器來(lái)提供地圖服務(wù)。這樣用戶端的應(yīng)用系統(tǒng)使用地圖不必連接互聯(lián)網(wǎng)，直接從局域網(wǎng)內(nèi)獲取地圖，可大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的速度和穩(wěn)定性。對(duì)地震行業(yè)尤其如此，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，地震行業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)訪問量成爆炸性增長(zhǎng)，要從互聯(lián)網(wǎng)獲取地圖變得非常困難，而本地部署的天地圖就不會(huì)受此影響，能夠穩(wěn)定的提供地圖服務(wù)。

天地圖提供了一套Web API，它是由JavaS-cript語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序接口，用戶使用該接口就能夠制作各種類型、行業(yè)的地圖應(yīng)用，還可以使地圖功能夠以模塊化集成在不同類型的系統(tǒng)應(yīng)用中。除此之外，天地圖還能夠根據(jù)用戶需求提供專業(yè)的定制服務(wù)，根據(jù)用戶的專業(yè)需求利用Arc-Map制作地圖，然后將地圖服務(wù)發(fā)布到ArcGIS Server中供用戶調(diào)用，同時(shí)，可通過設(shè)置IP和token來(lái)保證服務(wù)及數(shù)據(jù)的安全性。

2.2 地震目錄標(biāo)繪

大規(guī)模地震目錄的高效率標(biāo)繪是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效服務(wù)的關(guān)鍵。通常的做法是直接讀取數(shù)據(jù)，在地圖上動(dòng)態(tài)標(biāo)繪渲染，但是由于瀏覽器的限制，當(dāng)數(shù)據(jù)量大時(shí)，動(dòng)態(tài)標(biāo)繪渲染會(huì)使系統(tǒng)加載緩慢，甚至造成瀏覽器的假死，對(duì)于這種情況，流行的解決方法是使用cluster集群，即根據(jù)地圖的縮放等級(jí)來(lái)顯示搜索結(jié)果數(shù)據(jù)中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)。當(dāng)?shù)貓D較小時(shí)，只顯示出搜索結(jié)果的個(gè)數(shù)，而不在地圖上顯示出詳細(xì)信息。地圖放得越大，就越能清晰地看到更細(xì)節(jié)的標(biāo)注，直到能看到所有有效的標(biāo)注。但是cluster并不適用于地震目錄的顯示，通常用戶查看地震目錄時(shí)希望查看一定范圍一段時(shí)間內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，通過其的分布情況做深入分析，而使用cluster顯然不能滿足用戶的需求。

ArcGIS提供了一種數(shù)據(jù)查看方式，將地震目錄從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)表中取出，轉(zhuǎn)存為空間數(shù)據(jù)，利用ArcGIS桌面工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，定義每個(gè)點(diǎn)的大小、顏色等規(guī)則，再將該數(shù)據(jù)作為地圖服務(wù)發(fā)布到ArcGISServer中，前臺(tái)通過url調(diào)用該地圖服務(wù)并根據(jù)用戶輸入條件在空間數(shù)據(jù)中查找相應(yīng)的地震目錄。這種方式能夠快速將大量數(shù)據(jù)在瀏覽器上進(jìn)行顯示，并不會(huì)給瀏覽器和服務(wù)器造成壓力。但是，ArcGIS的地圖服務(wù)不能自動(dòng)隨著源數(shù)據(jù)的更新自動(dòng)更新，造成了地圖服務(wù)不能顯示最新地震目錄的問題。

鑒于以上所述問題，數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)可使用動(dòng)態(tài)標(biāo)繪加地圖服務(wù)的模式提供地震目錄服務(wù)。即最新的地震目錄通過動(dòng)態(tài)標(biāo)繪來(lái)表現(xiàn)，其余的地震目錄通過發(fā)布地圖服務(wù)來(lái)表現(xiàn)。如每個(gè)月第1天將所有數(shù)據(jù)發(fā)布成地震服務(wù)，該月1日之后的地震目錄通過動(dòng)態(tài)標(biāo)繪來(lái)展示，該月之前的地震目錄通過地震服務(wù)進(jìn)行展示。該方法解決了動(dòng)態(tài)標(biāo)繪系統(tǒng)響應(yīng)慢、地圖服務(wù)不實(shí)時(shí)的問題，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模地震目錄基于瀏覽器的快速準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的展示。

2.3 地震波形數(shù)據(jù)讀取與展示

地震事件波形是地震記錄的一個(gè)重要信息，目前我國(guó)地震事件波形是以SEED格式進(jìn)行保存的。SEED格式是由FDSN、IRIS和USGS共同發(fā)布的地震數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，SEED文件包括控制頭段和波形數(shù)據(jù)兩部分，控制頭段部分以ASCII格式存儲(chǔ)，波形數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式存儲(chǔ)［10－11］。如何快速解析SEED格式文件并以良好方式展示給用戶是系統(tǒng)開發(fā)中的另一個(gè)重點(diǎn)。

考慮到系統(tǒng)響應(yīng)速度和直觀性，在解析上可采用異步解析方式處理SEED文件，即事先將SEED文件解析，將一個(gè)地震事件的SEED文件解析成若干圖片和txt文本，一個(gè)SEED文件包含若干記錄到該次地震事件的臺(tái)站，每個(gè)臺(tái)站都包含數(shù)個(gè)通道，則一張圖片代表一個(gè)臺(tái)站的一個(gè)通道的波形圖，一個(gè)txt代表一個(gè)臺(tái)站的輔助信息。用戶查看事件波形時(shí)可直接調(diào)用對(duì)應(yīng)的圖片和txt文本，不必每次解析SEED文件，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

在存儲(chǔ)上，SEED格式結(jié)構(gòu)清晰，命名規(guī)范，故可使用文件格式存儲(chǔ)，利用FTP提供服務(wù)，文件創(chuàng)建結(jié)構(gòu)為年／月／SEED名／臺(tái)站縮寫／文件。

在顯示上，采用列表＋圖片＋地圖的方式來(lái)展示（圖2）。列表為該SEED文件中包含的所有臺(tái)站名稱，圖片為選中臺(tái)站記錄到的波形的圖片，地圖上標(biāo)注的是震中位置和所有相關(guān)臺(tái)站的位置，當(dāng)在地圖或列表中選中一個(gè)臺(tái)站時(shí)，該臺(tái)站高亮顯示，并顯示其與震中的直線距離，以及該臺(tái)站記錄的波形圖片。

圖2 事件波形查看

2.4 前兆數(shù)據(jù)的圖視化

為了提高前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)的直觀性和可用性，可通過二維曲線圖來(lái)動(dòng)態(tài)展示前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)。前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)根據(jù)采樣率不同分為秒值（秒采樣）、分值（分采樣）、時(shí)值（時(shí)采樣）和日值（日采樣），當(dāng)用戶選擇了所需要的數(shù)據(jù)展示時(shí)間范圍后，將該范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)以其最高采樣率的數(shù)據(jù)值繪制出二維曲線進(jìn)行展示。同時(shí)，為了能夠更好的理解數(shù)據(jù)，還需要將具有相同觀測(cè)類型的所有臺(tái)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)在同一個(gè)坐標(biāo)軸內(nèi)展示，通過對(duì)比查來(lái)查看某一時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)變化。

由于前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)格式復(fù)雜，數(shù)據(jù)量大，尤其是秒值，查看時(shí)如果不加以限制，當(dāng)選取數(shù)據(jù)過多時(shí)，會(huì)造成瀏覽器假死，并對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的負(fù)擔(dān)，所以為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的安全性，需要對(duì)數(shù)據(jù)取值范圍設(shè)置限定，包括默認(rèn)顯示時(shí)間范圍和最大顯示時(shí)間范圍，并且為不同采樣率設(shè)置不同的限定范圍。如分值默認(rèn)顯示最新1小時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并且最多顯示一天的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2.5 面數(shù)據(jù)擬合

由于在實(shí)際應(yīng)用中，需要的不僅是各個(gè)臺(tái)點(diǎn)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)值，而且還需要將多個(gè)臺(tái)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合查看，如地磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等。所以需要研究如何將點(diǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)變成面數(shù)據(jù)展示給用戶。

ArcGIS通過調(diào)用空間分析或地統(tǒng)計(jì)分析工具對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果為柵格型面數(shù)據(jù)。所以可以利用ArcGIS桌面程序來(lái)進(jìn)行地震數(shù)據(jù)的擬合。首先選擇要擬合的數(shù)據(jù)（表或點(diǎn)圖層），然后選擇擬合方法，即插值計(jì)算方法，ArcMap提供了多種插值方法，如克里金法、自然鄰域法等，根據(jù)需要擬合的數(shù)據(jù)特征選擇合適的插值方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；再對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行處理，制作成符合需求的地圖文件（MXD等）；最后將該地圖文件作為服務(wù)發(fā)布到ArcGIS Server中。這樣用戶就能夠在前臺(tái)通過服務(wù)調(diào)用來(lái)查看數(shù)據(jù)擬合結(jié)果。

由于數(shù)據(jù)擬合是一個(gè)靜態(tài)的結(jié)果，而隨著數(shù)據(jù)的不斷更新，當(dāng)需要對(duì)新數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合時(shí)，就得重復(fù)選擇數(shù)據(jù)、選擇算法、加工數(shù)據(jù)、發(fā)布服務(wù)等步驟，不僅復(fù)雜，而且容易出錯(cuò)。而通過建立模型則能很好地解決該問題，在模型中定義數(shù)據(jù)源（表或圖層）、插值方法、參數(shù)、結(jié)果類型、保存位置等，運(yùn)行該模型，只需要輸入幾個(gè)必要的參數(shù)，就能完成擬合工作，模型只需一次制作，可以重復(fù)使用。數(shù)據(jù)擬合模型見圖3。

圖3 數(shù)據(jù)擬合模型

3 陜西省地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)

通過對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的深入研究，本文依托陜西省數(shù)字化地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用flexviewer、webservice等技術(shù)，使用“天地圖”作為地圖，建立了基于WebGIS的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了前兆、測(cè)震等多種地震觀測(cè)數(shù)據(jù)的可視化查詢下載功能。

3.1 系統(tǒng)搭建

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

陜西省地震局目前收集并存儲(chǔ)全省的觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括陜西省前兆臺(tái)網(wǎng)從1972年以來(lái)至今共36個(gè)臺(tái)站的電磁、流體、形變、重力的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及1980年至今的陜西臺(tái)網(wǎng)地震目錄、震相數(shù)據(jù)和相應(yīng)的事件波形圖，1970年至今的全國(guó)地震目錄，公元1年至1969年中國(guó)及鄰近區(qū)域5級(jí)以上的大震目錄。

本系統(tǒng)使用Oracle搭建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)；用ArcSDE與Geodatabase組合搭建空間數(shù)據(jù)庫(kù)；使用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)測(cè)震波形文件和大量的臺(tái)站、儀器等圖片，并用FTP來(lái)提供服務(wù)。

（2）系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)利用FlexViewer搭建的，F(xiàn)lexViewer即ArcGIS Viewer for Flex，是ESRI公司推出的基于Flex創(chuàng)建的可以高效開發(fā)基于WebGIS的一種應(yīng)用程序開源框架。該框架提供一個(gè)地圖為中心的系統(tǒng)原型，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)的地圖操作，如地圖放大、縮小、拖動(dòng)、鷹眼等。在本系統(tǒng)中，我們通過對(duì)FlexViewer程序根目錄下的congfig.xml文件的修改來(lái)配置整個(gè)系統(tǒng)的外觀、風(fēng)格、地圖等。并按照FlexViewer提供的模塊接口進(jìn)行前兆、測(cè)震等專業(yè)模塊的開發(fā)。

Flex應(yīng)用程序不能直接連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)利用JVAV開發(fā)基于http協(xié)議的WebService來(lái)實(shí)現(xiàn)前臺(tái)頁(yè)面與后臺(tái)數(shù)據(jù)的通訊。WebService能使得依據(jù)其規(guī)范實(shí)施的應(yīng)用之間，無(wú)論它們所使用的語(yǔ)言、平臺(tái)或內(nèi)部協(xié)議是什么，都可以相互交換數(shù)據(jù)。

使用FlexViewer和webservice搭建的陜西省地震觀測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地震觀測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化模塊式開發(fā)，其松耦合高內(nèi)聚的設(shè)計(jì)決定了系統(tǒng)具有靈活性和可維護(hù)性，并具有良好的可擴(kuò)展性。

3.2 系統(tǒng)功能及說(shuō)明

目前，陜西省地震觀測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)已正式在陜西省地震局部署應(yīng)用，為地震專業(yè)人員和社會(huì)群眾提供可視化的地震數(shù)據(jù)查詢、下載服務(wù)。系統(tǒng)界面如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)主界面

（1）點(diǎn)目標(biāo)查看

本系統(tǒng)能夠通過多種篩選條件，將符合條件的臺(tái)站顯示在地圖上（圖5）。同時(shí)，本系統(tǒng)通過地圖服務(wù)和動(dòng)態(tài)標(biāo)繪的方式實(shí)現(xiàn)了大批量地震目錄的同時(shí)顯示，并通過顏色及大小區(qū)分地震震級(jí)大小和發(fā)震時(shí)間（圖5）。

（2）面數(shù)據(jù)查看

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多種地震觀測(cè)數(shù)據(jù)的插值擬合，如地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)、地電觀測(cè)數(shù)據(jù)等，效果如圖6所示。

（3）其他信息查看

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了臺(tái)站基本信息、觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖、地震震相報(bào)告、地震事件波形等信息的查看功能（圖7）。

圖5 點(diǎn)目標(biāo)查看

圖6 面目標(biāo)查看

圖7 其他信息查看

（4）數(shù)據(jù)輸出

對(duì)所需要的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)為用戶提供了輸出功能，如臺(tái)站信息、前兆數(shù)據(jù)、地震目錄、seed文件等，都能夠通過系統(tǒng)進(jìn)行下載；對(duì)于地圖信息，本系統(tǒng)提供截圖、打印功能，能夠?qū)⒂脩粢晥D范圍或選擇范圍的地圖輸出，可保存為圖片或直接進(jìn)行打印。

4 結(jié)束語(yǔ)

將WebGIS應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)地震觀測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式單一、可用性差、專業(yè)需要高的缺陷，提高了數(shù)據(jù)的利用率和時(shí)效性，為地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)的共享和服務(wù)提供良好的平臺(tái)，具有一定的實(shí)用意義和發(fā)展前景。

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Key Technologies and Construction of Seism ic Data Service System Based on WebGIS

Zhao Xi，Ji Jianzhong，Chang Jun and Sun Zhe
（Earthquake Administration of Shaanxi Province，Xi′an 710068，China）

With the rapid development of social economy and information technology，providingmore convenient and effective information sharing service to the community has become widely needed by the government and people.Based on summarizing and analyzing the problems and deficiencies of the previous seismic data in the service，advantages and characteristics ofWebGIS in the construction of earthquake data services are introduced，Some related key technologies are meanwhile described and discussed，including the design idea and main functions of seismic data service system based on WebGIS，fast reading and visual display of earthquakewaveform data，and the dynamic graphical display of continuous observation data.Finally，according to earthquake monitoring data of Shaanxi Province，a WebGIS-based Shaanxi earthquake observation data service system is built.

WebGIS；Map World；earthquake catalog；SEED；data fitting

X43

A

1000－811X（2014）03－0224－05

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.03.041

趙曦，姬建中，?？?，等.基于WebGIS的地震數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.災(zāi)害學(xué)，2014，29（3）：224－228.［Zhao Xi，Ji Jianzhong，Chang Jun，etal.Key Technology and Construction of Seismic Data Service System Based on WebGIS［J］. Journal of Catastrophology，2014，29（3）：224－228.］

2014－01－07

2014－03－18

地震科技星火計(jì)劃項(xiàng)目（XH12044Y）

趙 曦（1984－），男，陜西西安人，碩士，工程師，主要從事信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)急指揮系統(tǒng)的研究和建設(shè)等工作.

E－mail：zhaoxi_0625＠126.com