張俏麗，董海龍，雷功明，張 璇，田 潔

（甘肅省地震局，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

地震會(huì)商是對(duì)地震監(jiān)測(cè)、震情、災(zāi)情等信息進(jìn)行綜合分析和研究，以便對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的地震及震情做出預(yù)測(cè)和判斷，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)。中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院第255號(hào)令頒布的《地震預(yù)報(bào)管理?xiàng)l例》明確規(guī)定，各級(jí)政府負(fù)責(zé)管理地震工作的機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)組織召開(kāi)地震震情會(huì)商會(huì)，對(duì)各種地震預(yù)測(cè)意見(jiàn)和與地震有關(guān)的異?，F(xiàn)象進(jìn)行綜合分析研究，形成地震預(yù)報(bào)意見(jiàn)[1]。地震會(huì)商是一項(xiàng)分析地震大數(shù)據(jù)變化的業(yè)務(wù)，由于地震孕育、發(fā)生和長(zhǎng)期形勢(shì)變化的復(fù)雜性，決定了會(huì)商過(guò)程既有設(shè)定的業(yè)務(wù)流程，又經(jīng)常需要根據(jù)實(shí)際情況而進(jìn)行需求變更，因此，地震臺(tái)站建立了與省、市、縣地震局及相關(guān)企業(yè)單位的周、月、年聯(lián)合會(huì)商制度?！笆濉敝?，地震臺(tái)站各觀測(cè)測(cè)項(xiàng)資料已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，觀測(cè)資料與信息以文件形式存儲(chǔ)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器中，地震會(huì)商編制報(bào)告需要登錄不同服務(wù)器，手動(dòng)逐一進(jìn)行數(shù)據(jù)的下載，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)格式及類(lèi)型，使用多種軟件分析處理數(shù)據(jù)并繪制圖表，最后手動(dòng)進(jìn)行會(huì)商報(bào)告編制，整個(gè)過(guò)程工作繁雜，面對(duì)地震會(huì)商經(jīng)常及快速的要求，急需要通過(guò)現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)提升工作效率。Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家以管道的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，讓不同功能的程序可以互相連通，從而可以讓軟件開(kāi)發(fā)、程序開(kāi)發(fā)更加“高內(nèi)聚，低耦合”，增強(qiáng)業(yè)務(wù)邏輯靈活度，將復(fù)雜的邏輯鏈條化和可視化，將代碼變得不那么耦合，像搭積木一樣方便地組合[2]。臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)是在Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)地震臺(tái)站測(cè)震、電磁、形變、流體等觀測(cè)數(shù)據(jù)圖、表繪制；Word報(bào)告、PPT報(bào)告和HTML報(bào)告編制；向微信、郵件推送等功能的軟件，提供分析方法統(tǒng)一、及時(shí)快速、批量處理的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)信息分析流程，自動(dòng)化、統(tǒng)一化的會(huì)商報(bào)告格式及模板，將相對(duì)固定重復(fù)性的工作由自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)按照流程完成，提升地震會(huì)商編制報(bào)告的工作效率。

1 數(shù)據(jù)專(zhuān)家平臺(tái)概況

Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家平臺(tái)是流程編寫(xiě)工具，本質(zhì)上是XML語(yǔ)言，是Web上表示結(jié)構(gòu)化信息的一種標(biāo)準(zhǔn)文本格式，是一個(gè)可以集合數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)分析、圖形繪制、信息發(fā)布等各種開(kāi)發(fā)程序的應(yīng)用平臺(tái)，通過(guò)各程序的流程化融合集成，實(shí)現(xiàn)需求問(wèn)題的解決。將用戶需求和資源數(shù)據(jù)利用Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家平臺(tái)的“數(shù)據(jù)-業(yè)務(wù)”流程進(jìn)行編寫(xiě)，相應(yīng)的流程對(duì)應(yīng)產(chǎn)出用戶需求成果，最后通過(guò)成果數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合，向用戶載體及移動(dòng)端進(jìn)行成果推送?；驹砭褪前褦?shù)據(jù)處理過(guò)程中涉及的處理方法抽象成一個(gè)個(gè)的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能就是實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)用戶需求，節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系構(gòu)建需求的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，最終構(gòu)建出解決用戶需求的系統(tǒng)。平臺(tái)支持自定義節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)，方便擴(kuò)展，支持微信掃描二維碼自動(dòng)授權(quán)模式，具有啟動(dòng)和運(yùn)行速度快，集成GIS繪圖插件及地震行業(yè)常用矢量底圖數(shù)據(jù)等重要功能。Datist提供了很多接口，除了各種數(shù)據(jù)庫(kù)接口，還有文本接口如Pdf、Word、Excel等可視化接口，不需要單獨(dú)定義接口，利用數(shù)據(jù)專(zhuān)家提供的接口即可方便快捷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看和使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的功能[3]。平臺(tái)系統(tǒng)允許用戶自定義組建自己的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，完成特定的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、圖表繪制及產(chǎn)品推送等功能。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

地震會(huì)商綜合預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)是為適應(yīng)新形勢(shì)下會(huì)商網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的需要，采用信息化技術(shù)，解決之前存在的工作繁瑣及效率低下的問(wèn)題，提高圖表及圖件制作的速度和準(zhǔn)確性，提升數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理水平，實(shí)現(xiàn)PPT報(bào)告等多種信息的一體化、自動(dòng)化以及智能化[4]。臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，由上至下依次是數(shù)據(jù)層、分析處理層、圖表繪制層以及報(bào)告編制展示層，通過(guò)多個(gè)不同功能的節(jié)點(diǎn)組合，完成不同目的的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。基于Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家平臺(tái)，數(shù)據(jù)層是地震會(huì)商系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)將存儲(chǔ)在不同位置、不同格式及不同類(lèi)型的觀測(cè)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)或文件載體中導(dǎo)入進(jìn)行資源整合，形成臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)的資源池；在分析處理層通過(guò)行篩選、偏移值、行列計(jì)算、經(jīng)典算法及空間分析等模塊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理及匯總；在圖表繪制層使用瀏覽數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)表、腳本工具模塊節(jié)點(diǎn)完成圖、表繪制；在報(bào)告編制展示層通過(guò)文檔創(chuàng)作模塊節(jié)點(diǎn)生成Word、PPT、HTML及移動(dòng)端等類(lèi)型的報(bào)告將由數(shù)據(jù)發(fā)布模塊節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)推送展示（圖1）。

圖1 地震臺(tái)站會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)分測(cè)震監(jiān)測(cè)、電磁監(jiān)測(cè)、形變監(jiān)測(cè)和流體監(jiān)測(cè)4個(gè)模塊框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，測(cè)震監(jiān)測(cè)模塊下分地震震中分布圖、年度地震分布對(duì)比圖、地震目錄表、M-T圖、月頻度圖、時(shí)間間隔圖等流程。電磁監(jiān)測(cè)模塊下分地電監(jiān)測(cè)和地磁監(jiān)測(cè)子模塊，地電監(jiān)測(cè)模塊下有地電阻率時(shí)均值圖、日均值、年較圖，地電場(chǎng)年較圖、時(shí)均值流程，地磁監(jiān)測(cè)模塊下有地磁低點(diǎn)位移圖、Z分量日變幅圖、日變幅年較圖、逐日比圖流程。形變監(jiān)測(cè)模塊下分形變?nèi)罩祱D、長(zhǎng)趨勢(shì)日均值圖、年較圖流程。流體監(jiān)測(cè)模塊下分為水氡監(jiān)測(cè)、離子色譜、水位水溫子模塊，水氡監(jiān)測(cè)模塊中有水氡日測(cè)值、年較圖流程；離子色譜模塊下有日均值圖、長(zhǎng)趨勢(shì)圖、年較圖流程；水位水溫模塊下有水溫日均值圖、水位日均值圖、降雨量日均值圖流程。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)載入、數(shù)據(jù)處理、圖表繪制和報(bào)告生成4個(gè)流程，來(lái)實(shí)現(xiàn)各模塊產(chǎn)品數(shù)據(jù)的產(chǎn)出，最后通過(guò)文件收集節(jié)點(diǎn)將產(chǎn)出的圖、表及文件等產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行收集匯總，通過(guò)文檔創(chuàng)作模塊節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化形成各類(lèi)報(bào)告，由數(shù)據(jù)發(fā)布節(jié)點(diǎn)完成臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告的自動(dòng)推送服務(wù)。

3.1 數(shù)據(jù)載入

在地震會(huì)商分析和研究過(guò)程中，需要使用測(cè)震、電磁、形變、流體等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)流程、系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)源列表數(shù)據(jù)加載、流程創(chuàng)建4個(gè)步驟，建立數(shù)據(jù)分析流程，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用。利用Datist節(jié)點(diǎn)流程能夠方便快捷地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下載地震目錄和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，具有高效性和便捷性，同時(shí)以MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的方式保存地震目錄數(shù)據(jù)，具有一定的靈活性和安全性等，極大地提高了地震目錄資料的獲取效率，為進(jìn)一步的地震數(shù)據(jù)共享應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。使用Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家平臺(tái)的數(shù)據(jù)源列表的接入數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，填寫(xiě)地震目錄數(shù)據(jù)庫(kù)的地址、用戶名和密碼便能登錄進(jìn)入地震目錄數(shù)據(jù)，在表與視圖中再通過(guò)SQL查詢選項(xiàng)可篩選出特定窗內(nèi)的地震目錄，完成地震目錄的自動(dòng)化獲取，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)地震活動(dòng)性分析提供數(shù)據(jù)支持。使用接入數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)連接臺(tái)站Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，填入相應(yīng)臺(tái)站的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器地址、用戶名及密碼，使用SQL查詢選項(xiàng)通過(guò)設(shè)定臺(tái)站代碼、測(cè)定編號(hào)、測(cè)項(xiàng)代碼及數(shù)據(jù)類(lèi)型等篩選條件來(lái)獲取電磁、形變、流體等不同觀測(cè)測(cè)項(xiàng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地震觀測(cè)數(shù)據(jù)的載入。在電磁模塊中涉及的其他載體的觀測(cè)數(shù)據(jù)可以使用數(shù)據(jù)源模塊的Txt、Excel、Word等類(lèi)型節(jié)點(diǎn)來(lái)獲取。

3.2 數(shù)據(jù)處理

從MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)載入的地震目錄，應(yīng)用行數(shù)據(jù)劈分、篩選、過(guò)濾、列劈分等節(jié)點(diǎn)，按照地震經(jīng)緯度、震級(jí)值和地震日期等數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理，再通過(guò)統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)模塊完成M-T、月頻次、時(shí)間間隔數(shù)據(jù)的計(jì)算和匯總。從Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)載入的電磁、形變、流體模塊下的觀測(cè)數(shù)據(jù)后，分別對(duì)電磁監(jiān)測(cè)模塊下地電場(chǎng)、地電阻率時(shí)均值數(shù)據(jù)的時(shí)間列使用行數(shù)據(jù)劈分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，再由新列節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建觀測(cè)時(shí)間與觀測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使用合并節(jié)點(diǎn)按照觀測(cè)時(shí)間列將地電場(chǎng)和地電阻率六道觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到繪制地電場(chǎng)和地電阻率時(shí)均值圖所需要的數(shù)據(jù)；分別對(duì)電磁模塊下的地電場(chǎng)、地電阻率日均值數(shù)據(jù)，流體模塊下的水氡、離子色譜、水位、水溫日均值數(shù)據(jù)應(yīng)用格式轉(zhuǎn)換和行序節(jié)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的過(guò)濾與排序，然后由行篩選節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)間列進(jìn)行篩選，獲得特定時(shí)間窗的日均值圖繪制觀測(cè)數(shù)據(jù)，再將日均值觀測(cè)數(shù)據(jù)按照年度匯總，獲得繪制圖件所需的觀測(cè)數(shù)據(jù)；形變模塊及電磁模塊下的監(jiān)測(cè)觀測(cè)數(shù)據(jù)使用行列轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)將行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為列數(shù)據(jù)，再通過(guò)行數(shù)據(jù)劈分、篩選、過(guò)濾、列劈分、新列、偏移量等節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、合并、計(jì)算，再由質(zhì)量控制、經(jīng)典算法、空間分布和擴(kuò)展的函數(shù)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加工及分析處理，最后獲得圖表繪制所需的要求和格式。數(shù)據(jù)處理流程中相同數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)可以使用超級(jí)節(jié)點(diǎn)，超節(jié)點(diǎn)是多個(gè)常規(guī)節(jié)點(diǎn)的集合，實(shí)現(xiàn)模塊化分類(lèi)處理（圖2）。

圖2 數(shù)據(jù)處理流程圖

3.3 圖表繪制

Datist 數(shù)據(jù)專(zhuān)家統(tǒng)計(jì)圖表模塊提供統(tǒng)計(jì)圖、JsChart 圖表工具、地理圖等節(jié)點(diǎn)，腳本工具提供Python、R、GMT等接口技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)繪圖功能。系統(tǒng)中地震活動(dòng)性分析使用瀏覽數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)完成地震目錄表的編制；使用腳本工具GMT接口編寫(xiě)繪圖程序?qū)崿F(xiàn)震中分布圖的繪制；使用R接口編寫(xiě)繪圖程序?qū)崿F(xiàn)M-T圖的繪制；使用JsChart接口編寫(xiě)繪圖程序?qū)崿F(xiàn)月頻度和時(shí)間間隔圖的繪制。使用統(tǒng)計(jì)圖節(jié)點(diǎn)使用通過(guò)數(shù)據(jù)處理流程得到的電磁、形變、流體等觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分別繪制地電阻率年較圖、日均值圖、時(shí)均值圖；地電場(chǎng)年較圖、日均值圖、時(shí)均值圖；地磁低點(diǎn)位移圖、日幅差年較圖、逐日比對(duì)比圖；形變?nèi)站的贻^圖、時(shí)均值圖、矢量年較圖和日均值一階差分圖；流體和氣溫日均值圖、年較圖等，通過(guò)編寫(xiě)程序修改參數(shù)來(lái)設(shè)置圖形的坐標(biāo)格式、橫、縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)源、圖表的顯示類(lèi)型及特殊渲染效果，最終生成臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告所需的全部圖、表文件。

3.4 報(bào)告生成

經(jīng)圖表繪制模塊生成的圖、表文件通過(guò)文件收集器節(jié)點(diǎn)收集后，再經(jīng)一個(gè)文檔創(chuàng)作模板節(jié)點(diǎn)，即可生成報(bào)告內(nèi)容。報(bào)告內(nèi)容主要包括：文字、圖片和表格，臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)生成的報(bào)告通過(guò)新行、新列、篩選等節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)文字編輯與嵌入；通過(guò)文件收集器、篩選、報(bào)告瀏覽節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖片載入；通過(guò)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)Txt+和瀏覽數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)表格嵌入。通過(guò)多列節(jié)點(diǎn)，給報(bào)告添加標(biāo)題和摘要內(nèi)容，使用流程變量Base64格式數(shù)據(jù)調(diào)用封面圖片，再應(yīng)用文檔創(chuàng)作模板節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化生成Word、PPT和HTML等類(lèi)型報(bào)告，最后使用數(shù)據(jù)發(fā)布模塊中微信節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行賬號(hào)、URL地址、用戶名、密碼、遠(yuǎn)程路徑和HTTP地址選項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置，即可通過(guò)微信節(jié)點(diǎn)將報(bào)告發(fā)送給用戶。一個(gè)完整的流程由不同分支的小支流組合而成，不同的小流程處理不同的需求，通過(guò)小支流的拼接按照預(yù)設(shè)的順序組合，最終產(chǎn)出一份完整的報(bào)告或PPT，通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)布中的節(jié)點(diǎn)推送至相應(yīng)位置[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

建立現(xiàn)代化與智能化地震會(huì)商技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)，既是解決現(xiàn)有問(wèn)題的需要，也是發(fā)揮現(xiàn)代科技優(yōu)勢(shì)，提高地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)能力的關(guān)鍵所在[6]。臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化地震臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)下載，數(shù)據(jù)處理加工，數(shù)據(jù)圖、表繪制，Word報(bào)告、PPT報(bào)告、HTML報(bào)告編制和報(bào)告推送等功能，改變了以往手動(dòng)處理的傳統(tǒng)工作模式，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)化產(chǎn)出會(huì)商報(bào)告，使得地震會(huì)商及時(shí)性增強(qiáng)，同時(shí)節(jié)點(diǎn)式的系統(tǒng)構(gòu)架，可以清晰化地展現(xiàn)分析流程，方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改和優(yōu)化。臺(tái)站地震會(huì)商報(bào)告自動(dòng)化產(chǎn)出系統(tǒng)在最基礎(chǔ)的會(huì)商資料應(yīng)用方面做了開(kāi)發(fā)，對(duì)于相對(duì)專(zhuān)業(yè)和復(fù)雜算法的會(huì)商資料還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)。Datist數(shù)據(jù)專(zhuān)家提供的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其流程的設(shè)計(jì)和執(zhí)行淺而易懂，適合在不同編程基礎(chǔ)層面的用戶中推廣應(yīng)用，便于實(shí)現(xiàn)地震觀測(cè)數(shù)據(jù)異常提取的多方法探索和深度分析，從而提高地震預(yù)測(cè)效能，也為今后預(yù)報(bào)人員開(kāi)展相關(guān)自動(dòng)化、流程化、定制化研究提供新的方向。