天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺

孫路強(qiáng) 劉 磊 朱 宏 許 賀王曉磊 謝 靜

（中國天津300201天津市地震局）

天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺

孫路強(qiáng) 劉 磊 朱 宏 許 賀王曉磊 謝 靜

（中國天津300201天津市地震局）

利用Apache + PHP + phpMyAdmin + MySQL5.0的方式建設(shè)環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺，實(shí)現(xiàn)對地震事件、震相信息、臺站參數(shù)的管理，同時(shí)增加地震矢量分布圖等功能，管理員通過程序后臺管理實(shí)現(xiàn)用戶分級、上傳下載修改信息記錄，保證系統(tǒng)使用安全。該系統(tǒng)投入使用后提高了濱海虛擬臺網(wǎng)數(shù)據(jù)的利用率，實(shí)現(xiàn)濱海虛擬臺網(wǎng)與天津臺網(wǎng)的區(qū)域統(tǒng)一編目功能，解決了區(qū)域臺網(wǎng)無法使用國家地震統(tǒng)一編目系統(tǒng)的問題，保證了地震觀測質(zhì)量。

虛擬臺網(wǎng)；PHP；統(tǒng)一編目；地震數(shù)據(jù)；MySQL；phpMyAdmin

0 引言

國務(wù)院于2015年9月批復(fù)同意《環(huán)渤海地區(qū)合作發(fā)展綱要》，在第六條中提出統(tǒng)籌區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，重點(diǎn)加強(qiáng)資源共享。環(huán)渤海地區(qū)城市密集、人口眾多，經(jīng)濟(jì)地位在全國屈指可數(shù)。郯廬斷裂帶位于該地區(qū)，使得該區(qū)地震活動頻繁，且震級較大（范葉平，2001）。各省級測震臺網(wǎng)均對環(huán)渤海地區(qū)加大監(jiān)測力度，建設(shè)各類虛擬地震臺網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)地震速報(bào)和監(jiān)測工作。天津市地震局于2009年建設(shè)完成天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)，以提高天津臺網(wǎng)整體的地震監(jiān)測能力，由于人員和存儲設(shè)備數(shù)量少，造成地震數(shù)據(jù)在線存儲時(shí)間短，線下數(shù)據(jù)使用效率低，震相數(shù)據(jù)難以保存，多依賴傳統(tǒng)紙介質(zhì)方式保管等問題，同時(shí)臺站設(shè)備參數(shù)修改記錄不明確，導(dǎo)致無法保證數(shù)據(jù)與設(shè)備參數(shù)的匹配。為此需要一套自動化較高的數(shù)據(jù)參數(shù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各單位間的數(shù)據(jù)交換、參數(shù)共享等功能，提高資源共享能力。

1 系統(tǒng)功能

天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺采用PHP語言開發(fā)，應(yīng)用于天津?yàn)I海虛擬測震臺網(wǎng)，同時(shí)提供多用戶管理接口，可接入環(huán)渤海地區(qū)多個(gè)測震臺網(wǎng)的共享數(shù)據(jù)和臺站參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)環(huán)渤海區(qū)域地震數(shù)據(jù)協(xié)作。該系統(tǒng)采用前后臺管理方式，前臺采用開放管理，用戶無需登錄便能使用前臺提供的地震事件查詢下載、地震目錄查詢、目錄對應(yīng)震相信息、地震觀測報(bào)告自動生成、臺站數(shù)據(jù)查詢、地震分布圖選擇繪制功能，同時(shí)提供熱點(diǎn)事件下載統(tǒng)計(jì)、各用戶不同時(shí)期上傳事件量統(tǒng)計(jì)、各臺網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)量貢獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)等；后臺程序向管理員提供服務(wù)，提供地震事件、震相信息上傳功能，提供臺站參數(shù)添加、修改功能，高級管理員具有用戶管理功能，可添加、刪除用戶，并對用戶權(quán)限進(jìn)行修改，后臺程序根據(jù)登錄用戶名稱，快速鏈接用戶權(quán)限屬性表，分配對后臺程序不同模塊的訪問權(quán)限。天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺功能架構(gòu)見圖1。

圖1 地震數(shù)據(jù)管理平臺功能架構(gòu)Fig.1 The structure diagram of seismic data management platform

2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

為各區(qū)域虛擬測震臺網(wǎng)開發(fā)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，需要充分考慮到成本及使用需求，如跨平臺等問題，而MySQL是流行的開放源碼數(shù)據(jù)庫，是網(wǎng)絡(luò)化跨平臺關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，因此天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺采用MySQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和搭建，并利用MySQL圖形化管理軟件phpMyAdmin進(jìn)行數(shù)據(jù)庫和各實(shí)體數(shù)據(jù)表建設(shè)。

2.1 數(shù)據(jù)表信息

天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺數(shù)據(jù)庫主要用于存儲震相信息、地震事件目錄、事件上傳記錄、臺站參數(shù)信息、臺站參數(shù)修改記錄、用戶及權(quán)限信息7個(gè)實(shí)體，數(shù)據(jù)庫命名為db_datashare，其中包含的數(shù)據(jù)表信息見表1。

表1 db_datashare數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)Table 1 The database structure of db_datashare

2.2 數(shù)據(jù)庫連接

管理系統(tǒng)中大部分功能界面都需要連接數(shù)據(jù)庫，為了便于程序編寫，避免相同代碼重復(fù)出現(xiàn)，使程序盡可能簡練，因此設(shè)計(jì)連接數(shù)據(jù)庫的公用代碼部分conn/conn.php，在需要與數(shù)據(jù)庫連接的頁面中，使用函數(shù)包含該文件即可（王晨，2011；王建國，2013），代碼如下

3 前臺功能模塊設(shè)計(jì)

用戶無需安裝程序，即可通過Web瀏覽器訪問天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺，前臺首頁直觀提供各功能菜單導(dǎo)航信息，并在顯著位置提供各類數(shù)據(jù)應(yīng)用、上傳、修改統(tǒng)計(jì)信息，便于管理員了解當(dāng)前系統(tǒng)應(yīng)用情況，平臺首頁見圖2。

3.1 統(tǒng)一編目

利用該功能解決區(qū)域測震臺網(wǎng)無法使用全國統(tǒng)一編目系統(tǒng)的問題，用戶通過此功能模塊查詢指定時(shí)間段內(nèi)地震目錄、對應(yīng)目錄震相信息及自動生成地震觀測報(bào)告，通過多種條件的組合查詢實(shí)現(xiàn)地震信息的精確查找，主要涉及tb_result和tb_phase 2個(gè)數(shù)據(jù)表，地震觀測報(bào)告的自動生成保證了各級測震臺網(wǎng)觀測報(bào)告格式的統(tǒng)一，同時(shí)解決區(qū)域測震臺網(wǎng)由于數(shù)據(jù)庫損壞造成震相信息丟失，而無法通過MSDP生成報(bào)告的問題（李亞芳，2013）。統(tǒng)一編目功能模塊實(shí)現(xiàn)結(jié)果見圖3。

圖2 地震數(shù)據(jù)管理平臺首頁Fig.2 The home page of seismic data management platform

圖3 統(tǒng)一編目功能模塊Fig.3 The functional module of unifed cataloging

組合查詢實(shí)現(xiàn)代碼如下

3.2 事件管理

用戶通過點(diǎn)擊導(dǎo)航菜單中的事件管理鏈接進(jìn)入功能界面，利用起始終止時(shí)間、臺網(wǎng)代碼等條件實(shí)現(xiàn)所需地震波形事件查詢，事件管理功能頁面見圖4。利用download.php頁面中的readfile()函數(shù)，實(shí)現(xiàn)地震事件文件的下載（于天恩，2007），利用以下代碼最終實(shí)現(xiàn)文件流地讀取、寫入及下載。

圖4 地震事件管理功能界面Fig.4 The option interface of seismic event management

3.3 臺站參數(shù)管理

臺站參數(shù)管理功能模塊實(shí)現(xiàn)臺站參數(shù)同步功能，用戶可查詢所需時(shí)間段內(nèi)指定臺站參數(shù)情況，便于用戶使用，同時(shí)點(diǎn)擊臺站名稱可顯示臺站具體位置信息、歷史記錄最大地震事件情況，通過點(diǎn)擊對應(yīng)地震事件名稱可實(shí)現(xiàn)波形文件下載，在用戶下載文件過程中，該動作被記錄并寫入數(shù)據(jù)庫對應(yīng)數(shù)據(jù)表中，最終實(shí)現(xiàn)前臺首頁事件下載排名統(tǒng)計(jì)。

3.4 震中矢量分布圖

在程序開發(fā)過程中，利用百度地圖API的二次開發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)地震分布圖功能，該震中分布圖具有自動添加比例尺、鼠標(biāo)滾輪縮放、初始化地震中心點(diǎn)等功能，利用公共文件conn.php實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫db_datashare的連接，通過查詢數(shù)據(jù)表tb_result中的時(shí)間條件，將與之對應(yīng)的經(jīng)緯度信息放置于$arr組合，用于百度地圖中標(biāo)記點(diǎn)位，基于百度地圖的二次開發(fā)，利用javascript直譯式腳本語言，將文本格式的字符代碼發(fā)送到瀏覽器，由瀏覽器解釋運(yùn)行（胡斌，2014），由于地圖坐標(biāo)和GPS坐標(biāo)存在差異性，需要一定方法進(jìn)行解譯才能正常顯示地震位置，部分關(guān)鍵代碼如下

4 后臺程序設(shè)計(jì)

天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺的后臺程序，向各級管理員提供地震事件震相信息上傳、臺站參數(shù)管理、用戶信息管理功能，高級管理員利用用戶信息管理功能模塊進(jìn)行管理員權(quán)限設(shè)置、增加和刪除管理員，各類管理員根據(jù)自己的權(quán)限范圍實(shí)現(xiàn)地震事件、震相信息的上傳，臺站參數(shù)的增加、刪除、修改，后臺程序工作架構(gòu)見圖5。

圖5 后臺程序工作架構(gòu)Fig.5 The working structure of daemon

4.1 事件震相管理

事件震相管理模塊實(shí)現(xiàn)地震事件和震相信息的上傳，普通用戶通過前臺程序下載事件和瀏覽地震編目信息，利用Plupload插件實(shí)現(xiàn)該功能，Plupload控件可以選擇Adobe Flash、Google Gears、HTML5或正常表單Form等方法進(jìn)行文件上傳（王秋云，2007）。同時(shí)提供其他功能，包括：上傳進(jìn)度提醒、圖片縮小、多文件上傳、拖拽文件到上傳控件、文件類型過濾等。這些功能在不同上傳方式中的支持情況會受到限制。

通過以上代碼實(shí)現(xiàn)事件文件上傳的同時(shí)，文件相關(guān)震相信息、目錄信息上傳至對應(yīng)數(shù)據(jù)表tb_phase、tb_result，為統(tǒng)一編目功能提供原始數(shù)據(jù)。

4.2 臺站參數(shù)管理

管理員通過臺站參數(shù)管理模塊實(shí)現(xiàn)臺站參數(shù)的添加、修改、刪除功能，用戶通過前臺程序查詢某一階段、指定臺站的歷史參數(shù)變化，在數(shù)據(jù)處理時(shí)保證參數(shù)準(zhǔn)確性。臺站參數(shù)被寫入數(shù)據(jù)庫tb_stationpara表，利用Update語句修改臺站參數(shù)信息并保存到該表。

4.3 管理員

管理員模塊包含管理員登錄、查看管理員列表、添加管理員信息、管理員權(quán)限設(shè)置、管理員刪除和更改口令6個(gè)功能，涉及db_datashare數(shù)據(jù)庫中的tb_admin和tb_purview數(shù)據(jù)表。管理員信息表用于保存管理員名稱和密碼等信息，權(quán)限信息表中保存管理員對各功能模塊的訪問權(quán)限信息，兩表通過各自id字段相關(guān)聯(lián)，從而獲得完整的管理員信息?？紤]到網(wǎng)站訪問的安全性問題，且為了便于系統(tǒng)維護(hù)，將驗(yàn)證用戶是否登錄的代碼封裝在獨(dú)立的PHP文件（check_login.php文件）中，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用首頁時(shí)，判斷session變量admin_name是否存在，否則將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)登錄（login.php）頁面（王鳳玲，2012；楊桂麗，2013）。

高級管理員登錄系統(tǒng)后可對已有用戶權(quán)限進(jìn)行修改，通過對各功能模塊進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)對用戶權(quán)限的設(shè)置，不同用戶根據(jù)自身權(quán)限訪問開放頁面。頁面訪問權(quán)限通過以下代碼實(shí)現(xiàn)。

5 平臺應(yīng)用

天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺建設(shè)完成后，加強(qiáng)現(xiàn)有環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)編目工作質(zhì)量和參數(shù)、數(shù)據(jù)管理能力，同時(shí)提高天津臺網(wǎng)與環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換水平，為天津地區(qū)地震數(shù)據(jù)管理工作探索嶄新思路，為今后地震數(shù)據(jù)服務(wù)提出新的要求，可通過類似數(shù)據(jù)管理平臺向地震工作者提供更加豐富的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。本系統(tǒng)自2015年10月初投入使用，現(xiàn)階段完成對天津測震臺網(wǎng)、濱海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)和震相信息的管理，同時(shí)向預(yù)報(bào)部提供重大地震事件的服務(wù)，共產(chǎn)出地震事件22.4 G，生成各類震相信息86 550條。針對吉林省地震局火山監(jiān)測中心的實(shí)際情況，研制相應(yīng)歷史地震數(shù)據(jù)管理平臺，該軟件平臺得到推廣和應(yīng)用。

6 結(jié)束語

天津環(huán)渤海虛擬臺網(wǎng)地震數(shù)據(jù)管理平臺的投入使用，在一定程度上解決了濱海地震臺無法使用全國統(tǒng)一編目系統(tǒng)的問題，并與天津測震臺網(wǎng)形成數(shù)據(jù)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)地震觀測報(bào)告自動生成，提高地震臺站數(shù)據(jù)在線存儲能力，解決了地震數(shù)據(jù)使用率低等問題，保證了數(shù)據(jù)使用的準(zhǔn)確性。

本系統(tǒng)研發(fā)得到國家測震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心負(fù)責(zé)人鄭秀芬、遼寧省地震局單德華、吉林省地震局吳兆營研究員的指導(dǎo)，豐富了軟件現(xiàn)有功能，為管理系統(tǒng)推廣打下基礎(chǔ)，在此表示衷心感謝。

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于天恩.PHP精解案例教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

The development of seismic data management platform in Tianjin and the Bohai circle seismic virtual network based on PHP language

Sun Luqiang，Liu Lei，Zhu Hong，Xu He，Wang Xiaolei and Xie Jing
(Earthquake Administration of Tianjin Municipality,Tianjin300201,China)

To solve the problems occurred in the routine work of Tianjin Seismic Network, such as online storage time of seismic data is shorter, the usage effect of offine data is lower, the storage of seismic phase data is difficult and relies on paper medium and the record for the parameter modification of seismic equipment in stations is accurate, which are caused by the lack of personnel and data storage equipment, we develop a seismic data management platform for Bohai virtual network using the Apache+PHP+phpMyAdmin+MySQL5.0, which realizes the functions of the station parameters, phase information seismic catalog management.The system can draw vectorgraph of earthquake distribution.The manager can realize user classifying and data upload, download and modifcation logging by background program.This way keeps the system secure.It improves the usage of network data, and realizes the function of unifed cataloging between Tianjin and Binhai circle.The system resolved the problem that regional seismic network is unable to use the unifed cataloging and ensured quality of seismic record data.

virtual network，PHP，unifed cataloging，seismic data，MySQL，phpMyAdmin

10.3969/j.issn.1003-3246.2016.06.023

孫路強(qiáng)（1985—），男，大學(xué)本科，工程師，主要從事地震觀測、臺網(wǎng)維護(hù)、軟件開發(fā)工作

測震臺網(wǎng)青年骨干專項(xiàng)（項(xiàng)目編號：20150402）；中國地震局監(jiān)測、預(yù)測、科研三結(jié)合課題（項(xiàng)目編號：150205）

本文收到日期：2016-02-15