B_S模式SEGY格式地震數(shù)據(jù)的讀取與演示

B_S模式SEG-Y格式地震數(shù)據(jù)的讀取與演示【摘要】本文詳細(xì)介紹SEG-Y文件的組成，在對SEG-Y詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，研究B/S模式下，用戶遠(yuǎn)程對服務(wù)器提供的SEG-Y資源文件進(jìn)行讀取與演示。研究主要基于.NET平臺，使用ASP.NET動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)，代碼主要由C#編寫，最終實現(xiàn)用戶對SEG-Y的讀取，完成地震剖面圖的繪制?！娟P(guān)鍵詞】B/S；剖面圖；遠(yuǎn)程演示；SEG-Y中圖分類號：P315文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1緒論SEG-Y地震數(shù)據(jù)是地球物理領(lǐng)域運用很廣泛的一種數(shù)據(jù)存儲格式，本文從理論和實踐兩個角度出發(fā)，通過設(shè)計和實現(xiàn)一個基于.NET的SEG-Y瀏覽系統(tǒng)，深入探討和了解B/S模式結(jié)構(gòu)，ASP.NET在動態(tài)網(wǎng)站建設(shè)方面的優(yōu)勢和SEG-Y文件的分析讀取與演示。2開發(fā)技術(shù)本文主要使用ASP.NET動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)，網(wǎng)頁后臺程序由C#語言編寫，前臺使用HTML+CSS實現(xiàn)，客戶端動態(tài)數(shù)據(jù)驗證使用js。3SEG-Y文件分析3.1SEG-Y文件組成3.1.1組成簡介SEG-Y文件由文件頭文件和數(shù)據(jù)體兩部分組成。文件頭記錄了此文件的各項參數(shù)，為文件的進(jìn)一步讀取給出必要信息。數(shù)據(jù)體則是文件的主體部分，它記錄了主要的地震數(shù)據(jù)，是繪圖的依據(jù)。3.1.2文件頭文件介紹與分析文件頭總長度為3600字節(jié)，分兩部分:第一部分為字符型文件頭，文件頭第二部分為二進(jìn)制文件頭。3.1.3數(shù)據(jù)體部分介紹與分析數(shù)據(jù)體由多個數(shù)據(jù)道組成,每道數(shù)據(jù)分兩部分：道頭和采樣數(shù)據(jù)。3.2SEG-Y文件處理及實現(xiàn)3.2.1SEG-Y文件字符型文件頭（TextualFileHeader）處理及實現(xiàn)字符型文件頭數(shù)據(jù)由EBCDIC代碼組成，所以，必須將其轉(zhuǎn)換為ASCII代碼才可以正確顯示。具體方法是建立兩種代碼關(guān)系對應(yīng)表，每次讀入一個字節(jié)EBCDIC代碼，循環(huán)查找EBCDIC代碼表，找出它在EBCDIC表中的位置，在返回ASCII代碼表中對應(yīng)位置的ASCII代碼。3.2.2SEG-Y文件二進(jìn)制文件頭（BinaryFileHeader）處理及實現(xiàn)二進(jìn)制文件頭由16位和32位二進(jìn)制數(shù)據(jù)構(gòu)成，但在讀取其中的各參數(shù)值時就要注意，SEG-Y文件以工作站的存儲格式存儲。工作站中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)是高字節(jié)在前，低字節(jié)在后面；而微機中的數(shù)據(jù)則是低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。我們采用先通過FileStream將400個字節(jié)的文件信息讀入內(nèi)存，400字節(jié)數(shù)據(jù)按從低地址到高地址的順序存放在一個數(shù)組中，然后根據(jù)數(shù)據(jù)的存儲位數(shù)，決定轉(zhuǎn)換字節(jié)數(shù)，如讀取16位數(shù)據(jù)，先讀取第一個字節(jié)放入一個16位臨時整型數(shù)中，將整型數(shù)據(jù)左移8位，然后，再讀入下一字節(jié)，將其放入另一個16位臨時整型數(shù)中，最后，將臨時16位數(shù)按位或，得到16位微機格式的地震數(shù)據(jù)。3.2.3SEG-Y文件道頭文件（TraceHeader）的處理及實現(xiàn)道頭與二進(jìn)制文件頭數(shù)據(jù)存儲相同，所以，可以采用相同的數(shù)據(jù)處理方式，這里不再贅述。3.2.4SEG-Y文件道數(shù)據(jù)（TraceData）的處理及實現(xiàn)道數(shù)據(jù)格式與二進(jìn)制頭文件的控制位有關(guān)，長度由道采樣點數(shù)及采樣點格式共同決定。二進(jìn)制頭文件3225-3226字節(jié)標(biāo)志了采樣點數(shù)據(jù)（道數(shù)據(jù)）采用的數(shù)據(jù)格式，采樣點數(shù)由道頭115-116字節(jié)給出，若二進(jìn)制文件頭3503-3504字節(jié)標(biāo)志為0，則該文件道長一致，可以根據(jù)二進(jìn)制文件頭3221-3222字節(jié)得出，無需分別讀出每道采樣點數(shù)。若采樣點使用32位數(shù)據(jù)記錄（如：IBM浮點型，IEEE浮點型，4字節(jié)整型），道長則為采樣點數(shù)4字節(jié)，若采樣點使用16位數(shù)據(jù)記錄（如：2字節(jié)整型），道長則為采樣點數(shù)2字節(jié)。道數(shù)據(jù)依然是以工作站存儲方式存儲數(shù)據(jù)，所以，首先要進(jìn)行高低位轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)數(shù)據(jù)類型，轉(zhuǎn)換為微機存儲格式以便讀出。SEG-Y道數(shù)據(jù)主要用IBM浮點型數(shù)據(jù)記錄，后來也常用IEEE浮點型數(shù)據(jù)記錄。這里主要介紹IBM浮點數(shù)的存儲格式和轉(zhuǎn)換方法。IBM浮點數(shù)分三部分：符號位(sign)占1位,指數(shù)部分(e)占7位,尾數(shù)部分(m)占24位。所得數(shù)值result=(-1)sign*(m/(224)*16(e-64)。讀取IBM浮點數(shù)具體方法為，先順序讀入道數(shù)據(jù)至數(shù)組，逐個讀出4字節(jié)數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)先高低位換位（方法同二進(jìn)制文件頭處理方法）。將32位數(shù)右移31位，所剩為符號位，取出保存；將32位數(shù)與0x7f000000按位與，獲得浮點數(shù)指數(shù)部分，保存；將32位數(shù)與0x00ffffff按位與，獲得浮點數(shù)位數(shù)部分，保存。IBM浮點數(shù)符號位0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，指數(shù)部分使用移碼存儲，底數(shù)為16，尾數(shù)部分為實數(shù)小數(shù)點后數(shù)據(jù)。根據(jù)之前提供計算公式，算出IBM浮點數(shù)微機中表示值。3.3讀取SEG-Y文件整體設(shè)計3.3.1SEG-Y文件整體分析綜合分析，設(shè)計制作字符型文件頭類，二進(jìn)制文件頭類，地震道道數(shù)據(jù)類，SEGY文件類，前三各類分別負(fù)責(zé)各中數(shù)據(jù)文件的讀取，SEGY文件類有前三類組成。3.3.2SEG-Y文件字符型文件頭類設(shè)計字符型文件頭3200個字節(jié)，由EBCDIC編碼，只包含對文件的字符描述信息，所以，此類主要負(fù)責(zé)讀出3200字節(jié)的字符信息，將其轉(zhuǎn)換為ASCII后返回。3.3.3SEG-Y文件二進(jìn)制文件頭類設(shè)計二進(jìn)制文件頭包含對SEG-Y整個文件的描述信息，對后續(xù)文件的處理有重要作用。它緊接在3200字節(jié)字符型文件頭之后，所以，從3201開始讀入文件，經(jīng)逐個轉(zhuǎn)換，得到二進(jìn)制文件頭數(shù)據(jù)，存儲在類私有變量中，通過公共屬性供前臺使用。3.3.4SEG-Y文件地震道道數(shù)據(jù)類設(shè)計道數(shù)據(jù)分為道頭數(shù)據(jù)和道地震數(shù)據(jù)，道頭按存儲位置存儲有道各種信息，道地震數(shù)據(jù)則是緊密排列的地震采樣點數(shù)據(jù)。讀取地震道數(shù)據(jù)時，首先判斷該文件是否存在附加字符文件頭文件，設(shè)長度為length（若不存在，則長度為零），然后，根據(jù)讀取的道數(shù)，設(shè)為tracenum（從1開始計數(shù)），讀取第x道數(shù)據(jù)，若道長一定，文件從3600+length+tracenum（采樣點數(shù)采樣點存儲長度+240）讀取，若道長不定，則要逐個讀取，讀取起始位置逐個計算得出。每讀一道數(shù)據(jù)，先讀取道頭數(shù)據(jù)，讀取方法與讀取二進(jìn)制文件頭相同，不再贅述。讀取道數(shù)據(jù)先判斷數(shù)據(jù)格式，不同格式讀取不同長度數(shù)據(jù)，處理也不同。若數(shù)據(jù)格式為IBM浮點型，則道長為采樣點數(shù)4字節(jié)，再將IBM浮點型數(shù)據(jù)換算為微機浮點數(shù)；若數(shù)據(jù)格式為4字節(jié)整形，則道長為采樣點數(shù)4字節(jié)，再將四字節(jié)整型數(shù)據(jù)換算為微機整數(shù)；若數(shù)據(jù)格式為2字節(jié)整形，則道長為采樣點數(shù)2字節(jié)，再將2字節(jié)整型數(shù)據(jù)換算為微機整數(shù)；若數(shù)據(jù)格式為4字節(jié)IEEE浮點型數(shù)據(jù)，則道長為采樣點數(shù)4字節(jié)，再將四字節(jié)IEEE浮點型型數(shù)據(jù)換算為微機整數(shù)。3.3.5SEG-Y文件類設(shè)計SEG-Y文件類是前三個類的集合，通過它可以初始化和訪問指定SEG-Y文件。4B/S模式SEG-Y格式地震數(shù)據(jù)讀取演示系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)主要介紹基于B/S模式的SEG-Y格式地震數(shù)據(jù)的讀取演示系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程，并給出一些系統(tǒng)成果展示。4.1設(shè)計方案該系統(tǒng)采用B/S模式設(shè)計，分為前后臺兩個部分：4.1.1前臺設(shè)計前臺是面向用戶提供服務(wù)的系統(tǒng)部分：(1)用戶登錄(2)首頁(3)文件目錄（4)詳細(xì)信息(5)個人中心。4.1.2后臺設(shè)計后臺是系統(tǒng)管理部分，它包括以下部分：(1)管理員登錄(2)首頁(3)文件管理(4)用戶管理。4.2剖面圖繪制實現(xiàn)剖面圖繪制使用了ASP.NET的GDI+，GDI+是圖形設(shè)備接口(GDI)的高級版，它提供了各種豐富的圖形圖像處理功能，主要有二維矢量圖形，圖像處理和版式3部分組