CNEM08-I型电扰动仪观测数据串道处理

2018-09-10王加敏王莉森张晓刚梁红杰

四川地震 2018年3期

王加敏，王莉森，张晓刚，梁红杰

(河北省地震局，河北石家庄 050021)

电磁扰动观测与研究是电磁学领域的重要组成部分，也是地震短临预报的重要方法之一。CNEM08-I型数字化电扰动仪，可同时观测电场强度和地电阻率两个测项，具有高精度的主机与稳定的数据采集功能(何案华,2010)，观测数据经中国地震前兆数据管理系统采集后存入Oracle数据库。目前，该仪器可产出20 Hz的高频数据，经仪器内软件处理后可转换为秒采样数据。另外，通过不同软件的处理，可产出基于秒采样的分钟值、小时值、日均值产品数据。CNEM08-I型电扰动仪的观测数据及产品数据在Oracle数据库中以CLOB类型的大文本存储形式进行存储(王莉森,2011)。

电磁扰动观测作为地震前兆观测的重要手段之一，目前河北省内共有14个地震前兆台架设了CNEM08-I型数字化电磁扰动观测仪(牛露,2016)。台站值班人员每天收取观测数据后，对数据进行去除单点突跳、批量删除成片坏数据等预处理操作(王军,2016)。在电扰动的原始数据处理过程中，发现部分台站的CNEM08-I型电扰动数据在同一时刻不同测项出现数据突跳，并且突跳后的数据幅度一直持续不变。经过对比分析，可以判定是电扰动仪的两个通道数据发生跳转，或四个通道的数据依次偏移到相邻通道的缘故。由于电扰动仪产出的数据量较大，无法依靠人工识别及处理。针对此现象，本文从数据存储方面入手，编写软件实现多通道数据的修正，为数据使用人员提供准确直观的数据。

1 系统设计与技术路线

1.1 系统设计

图1 软件的工作流程

系统分为用户管理界面和数据处理界面，主要包括5个功能模块，分别为用户管理、预处理数据查看、数据交换、数据存储和数据绘图。在用户管理界面，可进行用户的添加、删除及激活操作；数据处理界面用于数据绘图和数据处理，并且只能处理当前用户所在台站的电扰动仪观测数据。

软件的工作流程如图1所示。

1.2 技术路线

该软件采用C/S结构模式，以Com组件和Active技术实现业务逻辑，进行模块化编程。程序基于用户认证的方式登录Oracle数据库，通过数据库接口向Oracle数据库请求查询、保存数据等操作。CLOB类型数据的读取与存储等操作与String类型数据不同，需要利用Oracle客户端提供的驱动程序实现读写Oracle数据库中的CLOB类型数据。另外，该程序采用Visual C++编程语言，调用OCI全面访问Oracle数据库。

2 软件运行与使用

2.1 运行环境

本软件使用Visual C++语言进行编程，可在Windows2000、windows7等操作系统下运行，软件的运行系统需安装ORACLE10g及以上版本的客户端。

2.2 功能介绍

启动程序后，弹出用户登录窗口，认证用户登录信息后进入如图2所示的数据处理界面。根据登录用户信息，程序自动加载台站配置信息，避免人工输入出现错误。在数据处理界面，用户可通过下拉框选取测点编码和日期，查看预处理数据。在数据绘图区域，用户通过鼠标获取数据出现错误的精确时间段，选择开始时间和结束时间，点击“交换数据”即可完成串扰数据的交换。程序执行时，操作日志区域输出当前操作结果，提示用户读取及处理结果数据。数据交换完毕，用户在绘图界面查看通道数据曲线是否还存在交叉(两测项仅一次交换即可完成数据处理)，确认无误后点击“入库”即可将处理后的数据写入Oracle数据库。

图2 软件数据处理界面

2.3 功能实现

为减少用户操作步骤，该软件界面用户操作区域多为下拉菜单，部分选项为联动操作，避免用户录入错误信息。主要程序执行过程如下:(1)根据用户选择的测点编码、日期，程序中读取文本框数据，将台站代码、测点编码及日期赋值到相对应的字段，组成SQL条件查询语句，访问数据库。(2)读取Oracle数据库中电扰动数据时，使用OracleClob类对象存储CLOB数据，调用OracleDataReader 对象GetOracleClob读取定位器，然后通过Read访问OracleClob中存储的CLOB字段。(3)调用Visual Studio自带的chart插件，设置series图表序列，以时间为横坐标，绘制预处理秒数据曲线。(4)使用chart悬停选定数值操作getTollTip事件，获取精确时间。其中e.Text = string.Format()，分别显示x轴和y轴的数值，程序根据时间计算出数据位置，交换数组数据，并再次调用chart画图插件，将转换后的图形显示到界面上。(5)CLOB数据的存储。在保存处理后的数据前，先删除Oracle中存储的CLOB数据，然后调用 OracleDataReader 的 GetOracleClobForUpdate() 函数，将处理后的数据保存到Oracle数据库中。