CN107871006A - 基于qgis的地震信息综合查询*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于QGIS的地震信息综合查询***，该***包括地震信息数据库、GIS***和显示***：本将地震信息标识到地图中可以直观地看出震源的地理信息位置与经纬度坐标，辅助于铁路干线的矢量地图，更能清晰地看到并分析台站的选取位置与现有铁路干线的位置关系，通过分析地震波形文件，直观地看到某次地震对该地段和该铁路干线的影响。本发明能够在多重环境下实现地震信息的查看与分析，信息的存储和查看更加高效和安全；本发明中的GIS功能强大，分析能力和多重功能能够使地震分析人员轻松地运用计算机实现GIS的浏览与数据分析操作，大大提高了工作效率。

Description

基于QGIS的地震信息综合查询***

技术领域

本发明涉及一种地震信息综合查询与显示的方式，将地震震源和台站等相关信息进行GIS 定位与数据分析。属于抗震救灾与地理信息***的综合利用领域。

背景技术

地球上每天都在发生大大小小的地震，其中大多数震级较小或发生在海底等偏远地区， 不为人们所感知，但是发生在人类活动区内的强烈地震往往会给人类的生命财产造成巨大的 伤害，因此地震是地球上主要的自然灾害之一，号称群灾之首，破坏力极强。

地震产生的地震波可直接造成建筑物的破坏甚至倒塌，破坏地面，产生地面裂缝、塌陷 等，发生在山区还可能引起山体滑坡，泥石流等，发生在海底的强震则可能引起海啸，余震 会使破坏更加严重，地震还可引发次生灾害，如由于建筑物倒塌、管道破裂引起的有毒气体 泄漏、火灾等，由于伤亡人员尸体腐烂等引发的各种传染病蔓延。因此及时有效的记录地震， 对地震应急、国防建设、防震救灾等都具有十分重要的意义。

铁路是我国重要的交通运输方式之一，如何减少地震中行进列车的损失变得尤为重要和 迫切。

地震预警技术已经得到越来越多的国家的重视，许多国家已经建成了高速铁路预警***， 如墨西哥、日本、美国、土耳其等，其地震预警技术已经成功地减小了多次大震损失。我国 也十分重视地震预警技术的发展，特别是我国的高速铁路发展迅猛，连接起了我国的辽阔疆 土。

通过对国内外大量地震数据的分析和研究，我们发现，只有少数特大烈度等级的地震可 对铁路地基、桥梁、铁路轨道等造成直接破坏，影响行车安全。而大量的地震活动虽然烈度 低，不能够直接破坏铁路结构，但是其强烈的震动却会对行进中的列车造成重大的危害，甚 至使得列车倾覆而蒙受重大损失。因此，为了提高铁路运行的安全，降低地震中铁路运输损 失，提高铁路运输***安全的研究具有十分重要的意义。

由上可见，地震预警技术在铁路领域的应用是十分必要的也是特别急需的。高速铁路地 震预警技术在全世界来讲还不是十分成熟，就处在技术前沿的日本来说，也是在不断的研究 和更新算法和技术。国内的应用还不是很成熟，前期的预处理和台站铺设工作也是亟待解决 的，地震信息与地理信息***的结合对于分析地震灾情十分重要，能给地震分析员的分析工 作创造良好的数字分析平台。因此，基于QGIS的地震信息综合查询***的研发是一个新颖的、 可行的、有价值的项目发明。

发明内容

针对地震信息的综合利用与GIS显示问题，本发明提出了一种通过使用QGIS加载WMS 服务作为地图底图的应用，将地震信息标识到地图中，可以直观地看出震源的地理信息位置 与经纬度坐标，辅助于铁路干线的矢量地图，更能清晰地看到并分析台站的选取位置与现有 铁路干线的位置关系，通过分析地震波形文件，可以直观地看到某次地震对该地段和该铁路 干线的影响。发明的主要内容包括地震信息数据库的设计与搭建、GIS***的搭建与调试、 地震信息的条件筛选、地震波形的显示与分析等多个部分。

本发明采用的技术方案为基于QGIS的地震信息综合查询***，该***包括地震信息数 据库、GIS***和显示***：

地震信息数据库的设计，考虑到是专业人员的操作，为起到保护数据的作用，数据库的 设计包括两个方面：一是操作人员的登录信息；二是地震数据信息。运用数据库技术及SQL 语言设计用于管理的数据库。地震信息数据库能够有效的收集和记录用户信息和地震信息。

其中，操作人员的登录信息，即用户名和密码，需要提前录入到数据库中，以便登录系 统时使用；地震数据信息，包括国内地震信息和国外地震信息，对地震信息进行分类，并分 别录入到数据库中。为更好地适应GIS***的编码格式，在地震信息录入时，分为读入和写 入两个功能模块，读入模块包括负责检查数据是否规范并将地震数据信息进行计算和处理， 将原始地震信息中震源和台站的经纬度由度分秒格式转换为度数，并精确到小数点后六位。 台站的震中距这一数值，由震源经纬度和台站的经纬度计算得来。将地震信息这样分类、计 算、处理之后开始将数据写入到数据库中。

GIS***与MySQL的连接方式为通过利用ADO连接，在安装完MySQL数据库之后开启MyODBC服务器程序。

GIS***的搭建与调试：

本***的基础数据都是通过GIS作为交互与显示的平台，考虑到界面的易操作性与功能 的完善，采用QGIS作为平台工具，QGIS是一个用户界面友好的桌面地理信息***，可运行 在Linux、Unix、Mac OSX和Windows等平台之上。QGIS是基于Qt，使用C++开发的一个用户界面友好、跨平台的开源版桌面地理信息***。在线地图通过QGIS自带的WMS(Web MapService)服务来加载，将服务地图网址设置成目标网址即可；离线地图通过使用一个SQLite数据库来存储百万级别的瓦片，并且进行高效读取。

地震信息的条件筛选：

为了更加高效并有针对性地将数据库中的地震数据展示在GIS界面创建可视化的管理平 台，本***设计了震源检索面板，并将该面板嵌入到QGIS***面板里，可方便地进行调用。 将地震信息进行整理分类，创建数据表时将震源经纬度、震源深度、震级、采样频率、最大 峰值等信息分类录入数据库，这些信息作为条件筛选的主要筛选条件，在平台上创建综合筛 选框以实现不同类别，不同条件的地震信息的筛选。

地震波形的显示与分析：

震源和台站加载到GIS中以后，能知道数据在地图上的具***置，通过和底图叠加更利 于分析出单个数据难得出的有用信息。GIS***和波形显示***是通过台站记录的波形信息 进行关联。将波形信息加载到相应的台站上，通过选中某个或某几个台站进行查看就可弹出 波形显示界面，通过***的显示与分析，实现地震波形的数字式向波形格式的转换，使数字 格式的文件以图像的形式呈现出来，并融入了放大、缩小、游标、网格线、去零漂等辅助分 析功能，便于分析员的操作和解析波形文件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明是基于PC端的应用程序，与网页端查看地震信息相比，能够在多重环境下实现 地震信息的查看与分析，信息的存储和查看更加高效和安全；本发明中的GIS功能强大，分 析能力和多重功能能够使地震分析人员轻松地运用计算机实现GIS的浏览与数据分析操作， 大大提高了工作效率；同时多个图层交互的设计改变以往单一图层的弊端，多个图层可任意 调整、切换、删除、增加，使得对GIS的分析更加便利。

附图说明

图1为***结构图；

图2为数据录入流程图；

图3为震源检索面板展示图；

图4为震源检索界面；

图5为GIS地图服务窗口图；

图6为波形显示界面图；

图7局部波形放大图；

具体实施方法

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的***整体结构如图1所示。

主要分为三大环节：数据库环节、GIS***环节、波形显示处理分析环节。

一、数据库环节：

在数据库环节，本发明采用MySQL数据库作为数据库平台，通过SQL语言实现对数据 库中表的创建、数据的添加、删除、查询及更新等功能。

地震数据为文本文件，包括两个方面的内容，一是震源记录信息，二是波形数据信息。 为了合理地建立数据库，需要将两部分内容分开存储。数据库的第一部分为用户登录信息， 这里不再赘述；第二部分为震源记录信息，建立数据表，此部分内容为条件索引功能，为实 现震源条件筛选提供筛选项；第三部分为波形数据信息，此部分是将数字文本格式的数据有 序存入数据库，用于波形显示时从数据库中读取信息。其中第二部分和第三部分的数据录入 流程图如图2所示。

二、GIS***环节：

在GIS***环节，考虑到***的健壮以及后续功能延伸的开发，方便操作员的分析，须 使GIS***具备以下几种基本功能项：加载在线地图、加载离线地图、加载任意图层、测量 距离、文本标记、可编辑性、定位、放大缩小拖动等。本发明利用QGIS作为GIS开发，将震源检索面板嵌入到QGIS***面板里如图3所示，并将震源检索界面停留在主界面显示，如图4所示。震源图标为自己制作的SVG图，可根据图形大小显示震级大小，清晰地显示在地图中。GIS地图服务窗口如图5所示。

三、波形显示处理分析环节：

本发明的核心环节为波形显示处理分析环节，在GIS显示完成之后，每一个台站都记录 有该台站记录的地震波形信息，为了更方便地处理这些信息，在GIS处理过程中加入了特征 点选取工具，将台站选中即可查看该台站中的波形。以图5为例，将图中的三个台站选中， 包含有9个波形信息，选择波形显示按钮，在弹出的界面中，可以对这9个波形信息进行操 作，其中显示界面如图6所示，每个窗口的横坐标为时间项，单位为秒，纵坐标为能量项， 单位为gal。

此处完成了波形的基本查看功能，为了便于分析操作，在波形窗口加入了游标、网格、 截取、补齐、放大、缩小、还原、集成显示等功能项，可随意选择波形区域进行局部放大查 看，如图7所示。

Claims (1)

1.基于QGIS的地震信息综合查询***，其特征在于：该***包括地震信息数据库、GIS***和显示***：

地震信息数据库的设计，数据库的设计包括两个方面：一是操作人员的登录信息；二是地震数据信息；运用数据库技术及SQL语言设计用于管理的数据库；地震信息数据库能够有效的收集和记录用户信息和地震信息；

其中，操作人员的登录信息，即用户名和密码，需要提前录入到数据库中，以便登录***时使用；地震数据信息，包括国内地震信息和国外地震信息，对地震信息进行分类，并分别录入到数据库中；为更好地适应GIS***的编码格式，在地震信息录入时，分为读入和写入两个功能模块，读入模块包括负责检查数据是否规范并将地震数据信息进行计算和处理，将原始地震信息中震源和台站的经纬度由度分秒格式转换为度数，并精确到小数点后六位；台站的震中距这一数值，由震源经纬度和台站的经纬度计算得来；将地震信息这样分类、计算、处理之后开始将数据写入到数据库中；

GIS***与MySQL的连接方式为通过利用ADO连接，在安装完MySQL数据库之后开启MyODBC服务器程序；

GIS***的搭建与调试：

本***的基础数据都是通过GIS作为交互与显示的平台，考虑到界面的易操作性与功能的完善，采用QGIS作为平台工具，QGIS是一个用户界面友好的桌面地理信息***，可运行在Linux、Unix、Mac OSX和Windows平台之上；QGIS是基于Qt，使用C++开发的一个用户界面友好、跨平台的开源版桌面地理信息***；在线地图通过QGIS自带的WMS服务来加载，将服务地图网址设置成目标网址即可；离线地图通过使用一个SQLite数据库来存储百万级别的瓦片，并且进行高效读取；

地震信息的条件筛选：

为了更加高效并有针对性地将数据库中的地震数据展示在GIS界面创建可视化的管理平台，本***设计了震源检索面板，并将该面板嵌入到QGIS***面板里，可方便地进行调用；将地震信息进行整理分类，创建数据表时将震源经纬度、震源深度、震级、采样频率、最大峰值信息分类录入数据库，这些信息作为条件筛选的主要筛选条件，在平台上创建综合筛选框以实现不同类别，不同条件的地震信息的筛选；

地震波形的显示与分析：

震源和台站加载到GIS中以后，能知道数据在地图上的具***置，通过和底图叠加更利于分析出单个数据难得出的有用信息；GIS***和波形显示***是通过台站记录的波形信息进行关联；将波形信息加载到相应的台站上，通过选中某个或某几个台站进行查看就可弹出波形显示界面，通过***的显示与分析，实现地震波形的数字式向波形格式的转换，使数字格式的文件以图像的形式呈现出来，并融入了放大、缩小、游标、网格线、去零漂辅助分析功能，便于分析员的操作和解析波形文件。