盛堰 吴庐山 廖开训
第一作者简介：盛堰，男，1973年生，工程师，主要从海洋地质调查工作，先后参加105⁃15大洋调查、天然气水合物资源调查工作，参加了863、126、大洋课题等课题研究。
（广州海洋地质调查局 广州 510760）
摘要 海洋地质调查中，传统的取样班报记录方式越来越不适应数字化技术的发展，本文就地质取样班报数字化技术进行探讨，并介绍了采用delphi语言开发的地质取样数字班报系统的结构、功能特点、系统配置、操作方法及其在海洋地质调查中的应用。
关键词 海洋地质调查 地质取样班报 数字化 模块 软件开发
1 前言
随着计算机信息技术的发展，海洋地质调查也步入了数字化的时代，地质调查野外资料采集设备随着数字化的步伐日新月异，资料处理、资料归档都已经实现数字化，但是野外地质取样原始资料采集环节中占有重要地位的现场记录班报却在数字化的大潮中止步不前。
一直以来，传统的海上野外资料采集班报都是使用纸质班报，手工记录的工作方式。随着数字化技术的发展手写的纸质班报越来越显示出其局限性，不仅现场记录效率低，易出错，不易保存，还会因资料管理环节分散，显得比较混乱、烦琐，容易造成野外原始资料的丢失，更重要的是手写的模拟记录难以很好地为数据后处理、成图和资料解释服务。
地质取样数字班报系统是面向对象的可视化系统，符合现行调查规范，能快速准确地全面输入和输出现场地质调查数据信息，不仅使现场输入更准确、更快速、更简便，而且能有效地服务于进一步的解释和研究工作，利用数字化技术的优势，提高了地质样品研究工作的效率和技术水平，有效地解决了海洋地质调查中海上地质取样记录班报的数字化问题，提高了野外数据采集的数字化水平，具有重要的实际意义和应用价值。软件兼容性好，性能稳定，界面友好，操作简便，功能完善，已经在“海洋四号”科学考察船的DY105⁃15航次大洋调查、南海天然气水合物调查等大型项目中使用，效果良好。
2 系统的总体结构
2.1 系统总体结构模块图
系统包括“导航数据导入”、“数据录入”、“数码图片调用”、“数据查询与统计”、“数据导出”、“成果打印”、“公共信息管理”、“系统信息维护”、“帮助”等九个主要功能模块。软件采用可视化操作，界面友好（见图1）。
图1 系统总体结构模块图
Fig.1 System construction module chart
各模块既相对独立，又密切联系，所有数据都由后台数据库进行统一管理（马恒，1999）。研究内容主要包括：位置、时间数据获取；图像数据传输处理；样品数字化图像的截取和导入；数据录入、样品描述可视化输入；数据查询方法及优化；数据导出与导入处理；格式化报表输出与打印；数据的网络共享与系统集成等。
2.2 系统流程图
数字班报系统操作流程图（图2）。
3 系统的特征及主要功能
3.1 系统特点
基于Windows xp操作系统平台开发，可兼容Windows98/2000/2003Server操作系统，采用Delphi 开发（赛奎春等，2004），后台数据库为 SQL Server 关系型数据库（Ron Soukup，2001），使用SQL结构化查询语言进行数据查询与管理，班报打印报表利用RAVE报表生成技术，并编程实现图片实时拍摄硬件接口技术。系统数据库采用多层安全性，登录安全认证直接集成到操作系统的登录安全中，启动操作系统后数据库自动运行，不需要再手动登录数据库。使用用户界面友好，操作简单，使用方便。系统强调和用户的交互，预留功能接口便于系统的后续开发。
图2 系统流程框图
Fig.2 Flow chart of system
3.2 系统的主要功能
3.2.1 站位数据录入
每个地质取样站位都要生产一页新的班报，如何快速、简便、准确无误的录入班报原始数据，是整个数字班报系统的重要组成部分。数据录入包括公共信息录入和站位信息录入，其中公共信息包括：用户信息（如用户的增加、删除、密码更改、各个用户的权限设置等），通用信息（如颜色、气象海况、调查船、航次、ISO编号、定位仪器设置等，这些信息在所有类型的数字班报中都是通用的，他们的更改将影响全部班报页的可选项）。站位信息录入是数据录入的重点（见图3）。
在该界面中，顶端为工具按钮条，工具按钮条中包含增加、编辑、删除、保存、取消、最前、前页、后页、最后、查找、打印、导出、关闭等13个按钮，点击相应的按钮就可以执行其对应的功能。
在海洋地质班报数据录入时，所有数据输入都是“所见即所得”的可视化交互方式（图3为南海水合物项目中某站位的班报数据），有些数据不用手动输入，直接用鼠标点击输入框旁边的下拉箭头，从提供的选择项中选择即可，如上图中的“调查船”、“采用工具”、“定位仪器”、“地形特征”等。其中日期的输入直接点击顶部的时间下拉箭头，会出现一个系统日历，点击里面的日期就会自动输入到班报中，并自动计算出对应的儒略历。所有数据输入都支持复制（快捷键：ctrl+c）和粘贴功能（快捷键：ctrl+v）功能，即新班报中的内容可从其他班报中复制得到或将班报内容复制到其他文档中。
图3 地质取样班报录入主界面
Fig.3 Main input interface of geological sampling log
3.2.2 导航定位数据提取
在站位原始数据输入过程中，导航定位数据的输入是最需要细心的，因为站位定位数据精度高，输入时很容易出错，在数字班报中导航定位数据可直接从导航原始数据中智能读取，有效地克服了人为的错误，既准确又快速。在图3界面中点击“时间经纬度提取”按钮即可进入导航定位数据提取界面（见图4）。
图4 导航经纬度、时间数据提取界面
Fig.4 Long.，Lat.and time get interface
站位导航定位数据提取是利用网络技术，通过网络共享直接调用原始的导航定位文件，对文件记录的数据进行解编得到的，数据非常准确。具体操作步骤为：点击“打开文件”按钮，打开网上邻居中导航定位原始记录文件，原始记录文件的内容将自动显示出来，根据站位下水、到底的时间用鼠标点击相应的行，解编出来的时间和经纬度数据自动显示在下面对应的空白框中，先用鼠标选择要提取的内容（时间或经纬度），再点击“提取”按钮，就自动将对应的数据提取到当前班报页中。在经纬度提取和显示的时候，可以根据需要选择经纬度的显示和记录格式：“度”，“度分”或“度分秒”。
3.2.3 站位数据资料查询
站位数据录入后，在后处理、质量控制、错误修改等很多情况下都需要对班报数据进行查询，地质取样数字班报系统提供方便的查询功能。在图3所示的界面中点击“查找”按钮即可进入查询界面（见图5）。
查询界面中顶部是操作按钮，中上部分是查询条件，下面的表格显示查询结果，输入或选择你的查询条件后按顶部的“查询”按钮即可在下面的空白表中列出满足条件的站位。查询条件可以是单个或多个。例如：在日期区间中选择2004年1月1日至2004年12月30日在调查船框中输入“海洋四号”，在采样工具中选择“PC”，其它条件空，按“查询”按钮，就可以在列表框中看到“海洋四号”船在2004年采集的所有大型重力活塞站位，最下面的状态栏中显示有满足条件的站位总数。也可以精确查找某个站位，如：在“站位名”框中输入“HD315PC”，然后按“查询”按钮，就可在数据库中查询出“HD315PC”站位；除此之外，还支持模糊查询，在查询条件中如果输入的是模糊信息，则查询结果就是满足查询条件的所有站位，如：在“站位名”框中输入“H”则可查询到所有站位名以H开头的站位。
图5 数据查询主界面
Fig.5 Data query interface
要看查询站位的具体内容，只需用鼠标点击查询界面下部表中该站位所在的行，在主输入界面中立即就显示出了所选站位的详细资料，如图5中用鼠标点击“HD350PC”所在的行，则对应的主界面（图3）中就立即显示“HD350PC”站位的详细内容。
3.2.4 站位数据资料导出
数字班报系统具有友好的数据智能导出功能，在图3 所示的班报输入主界面中点击“导出”按钮，即可进入数据导出界面（见图6）。
数据智能导出功能可以将海洋地质数字班报中满足条件的站位数据提取出来，供后续资料统计，数据处理，以及供Sufer、AutoCAD等成图软件使用，在导出界面中分为工具按钮、选择条件、导出内容、导出格式等几个部分组成，“选择条件”的输入方法和查询界面中的输入方法一样；在“导出内容”部分可以根据需要选择要导出的内容（如：到底时间，到底经纬度，水深等），选择时只需用鼠标在相应内容前面的“选择框”中点击打勾就可以了；选择需要导出的文件格式，excel或txt格式。选择条件、导出内容及导出文件格式选定后，点击“预览”按钮就可以在下面的空白列表中，预览导出的具体内容，确定无误后用鼠标点击“导出”按钮，就可以将符合条件的站位中你需要的内容导出保存成Excel格式文件或txt格式文件。
图6 数据导出界面
Fig.6 Data export interface
3.2.5 实时数码图片截取和载入
值得一提的是，地质取样数字班报系统支持视频实时图片截取，支持数码图片载入功能，既可以载入数码相机拍摄的数码照片，也可以载入导航计算机采集的站位航迹图，这是传统班报无法比拟的。
截取的图片可以保存为bmp格式的图片，在截取时必须安装视频硬件（如：摄像头等），实际应用较少，这里不再详细介绍。载入的数码图片可以是bmp格式或jpg格式，如图7中要导入MP5D38站位的数码图片，在主界面的下方点击“站位照片”选单，在界面中用鼠标点击“载入”按钮，将弹出“图片文件对话框”，找到对应的数码照片文件并确定，就可以将该站位的数码图片导入到班报中。航迹图的载入和数码照片的导入方法一样，不同的是航迹图是由导航计算机截取该站位的航迹得到，在载入前必须先在导航计算机中截取航迹图。导入的数码照片和航迹图后可以保存到该站位的班报资料中。
图7 数码图片调用（左：站位数码图，右：站位航迹图）
Fig.7 Digital picture Load interface（L：digital picture of station，R：navigation track）
4 系统分析及实现
系统开发使用原型法（Rapid Prototyping）即以少量代价快速地构造一个可执行的软件系统模型；系统采用客户/服务器两层模型（Client/Server）开发面向对象的数据库应用软件。
数据查询使用结构化查询语言（Structured Query Language，简称SQL），基本格式为：
SELECT［DISTINCT］＜columns to be chosen，optionally eliminating duplicate rows from result set＞
［FROM］＜table names＞
［JION］＜if multiple tables，declare how they relate to each other ＞
［WHERE］＜criteria that must be true for a row to be each other＞
［GROUP BY］＜columns for grouping aggregate functions＞
［HAVING］＜criteria that must be met for aggregate functions ＞
在程序中采用异常处理机制，保证了软件的正常运行。
5 结论与建议
地质取样数字班报系统直接从导航系统提取站位坐标，使班报中站位的经纬度更加准确无误；方便的数据查询和数据导出功能可以很好的为数据后处理、成图和资料解释服务，工作效率也大大提高；站位数码图片和航迹图的载入使班报记录的内容更加丰富，具有传统班报无法比拟的优越性。地质取样数字班报系统解决了海洋地质调查中地质取样班报的数字化问题，使传统的野外地质取样班报记录朝数字化方向迈出了坚实的步伐，也将对野外采集环节班报记录数字化产生较大的促进作用。建议在今后的使用中不断改进和完善，使其更好地为海洋地质调查服务。
主要参考文献
广州海洋地质调查局ISO9001技术规范
国家技术监督局.1993.海洋调查规范.海洋地质地球物理调查（GB/T 13909⁃92）
马恒.1999.关系数据库理论.北京：清华大学出版社
赛奎春，陈紫鸿等.2004.Delphi数据库开发关键技术与实例应用.北京：人民邮电出版社
施伯乐.1997.高级程序员软件知识.北京：清华大学出版社
Ron Soukup著，姜鸿英等译.2001.SQL Server 7.0技术内幕.北京：清华大学出版社
Steve Teixera，Xavier Pacheco著，徐新华等译.2000.Delphi 6.0开发大全.北京：人民邮电出版社
Object Oriented Development and Application for Digital Geological Sampling Log
Sheng Yan Wu Lushan Liao Kaixun
（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）
Abstract：The digital technology has been more and more applied in the field of marine geological survey，the digitized geological sampling logs are needed in most of survey subjects.It is discussed the digital technology application of geological sampling log in this paper.A software for digital geological sampling log has been developed by Delphi，and the structure，function，specialty，operation method of this software are introduced.Satisfactory results of application of this digitized geological sampling log are received in the field survey work.
Key words：marine geological survey geological sampling log digital，module the development of software