海底电磁采集站数据管理软件设计与开发

摘要

能源是国民经济和社会发展的重要物质基础和支撑，也是经济社会可持续发展的重要制约因素。随着社会的高速发展，陆上能源问题越来越突出，对新的油气资源的需要越来越迫切。海洋中蕴藏着丰富的矿产资源，越来越受到各国的重视。海洋可控源电磁法(CSEM)是一种在海洋中寻找油气等矿产资源的勘探方法。近年来该方法已被国外油气公司采用，取得了很好的效果。但是CSEM系统装备尚处于技术保密阶段，为了实现我国自主的可控源电磁法研究和装备研发，十二五“863”开展了深水可控源电磁勘探系统的研制，目标是形成实用化的深水CSEM成套装备，提升我国油气资源勘探的技术水平。
　　海底电磁采集站是深水可控源电磁勘探系统中的重要设备，承载着在海底独立采集电磁数据的重任。对采集站的调试以及数据管理是必不可少的，国外从事CSEM的专业公司也都自主开发了专用软件。本文设计并开发了一款方便、高效的海底电磁采集站数据管理软件，该软件由采集站调试子系统和数据文件管理子系统组成。
　　采集站调试子系统用于海底电磁采集站调试阶段的配置和调试，主要功能包括对采集站基本参数的设置、采集站实时数据的解析、显示及分析等。重点解决了高速串口通信过程中数据接收、数据解析、图形绘制等多个功能的资源分配和多线程配合问题。通过VC++与MATLAB混合编程实现了数据功率谱估计、统计分析等功能。并对VC++结合ProEssentials图像控件进行图像绘制的应用技术进行了详细的分析和说明。
　　数据文件管理子系统实现了对采集站数据文件的综合管理。该子系统按照功能分为三个子模块:文件基础管理模块、文件格式转换模块和文件网络传输模块。涉及了文件操作、数据库操作、网络通信等技术。重点分析了自定义采集站格式、SEG-D格式以及NetCDF格式，实现了三种格式文件的解析以及相互的格式转换。基于Windows Sockets实现了具有断点续传功能的批量、高速的大文件网络传输。
　　海底电磁采集站数据管理软件在实际测试及应用过程中运行稳定，大大方便了采集站的调试和文件的管理。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 项目背景与课题来源

1．2 深水可控源电磁勘探系统介绍

1．3 本文的主要工作及结构

2 需求分析与总体设计

2．1 软件工作对象分析

2．2 功能及性能需求分析

2．3 软件整体结构及功能设计

2．3．1 软件结构设计

2．3．2 采集站调试子系统总体功能设计

2．3．3 数据文件管理子系统总体功能设计

2．3．4 开发工具选择

2．4 本章小结

3 海底电磁采集站调试子系统设计

3．1 软件与电磁采集站通信功能设计

3．1．1 通信协议设计与分析

3．1．2 基于多线程的高速数据接收解析功能设计

3．2 基于ProEssentials的图像绘制功能设计

3．3 数据功率谱估计功能设计

3．3．1 功率谱估计算法简介

3．3．2 VC++与MATLAB混合编程方法选择

3．3．3 基于Matcom的数据功率谱估计功能设计

3．4 调试信息记录功能设计

3．4．1 设置配置文件的使用

3．4．2 基于数据库的信息记录功能设计

3．5 资源优化及界面优化设计

3．6 本章小结

4 数据文件管理子系统设计

4．1 数据文件基础管理模块设计

4．1．1 采集站文件格式及解析功能设计

4．1．2 文件数据图形化查看及分析功能设计

4．1．3 采集站文件分类及检索功能设计

4．1．4 数据文件基础管理模块软件界面设计

4．2 文件格式转换模块设计

4．3 文件网络传输模块设计

4．3．1 网络通信的实现

4．3．2 文件传输过程设计

4．3．3 发送及接收功能设计

4．3．4 文件断点续传功能的设计

4．3．5 文件网络传输模块软件界面设计

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

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