摘 要:Client/Server作為一種分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)作處理模式,是當(dāng)前計算機領(lǐng)域內(nèi)比較熱門的處理技術(shù),應(yīng)用范圍也更加寬廣。尤其是在圖像處理應(yīng)用方面,通過對Client/Server模式的應(yīng)用,可實現(xiàn)對動態(tài)地震圖像的有效處理,將圖像畫面更加清晰地表現(xiàn)出來,通過圖像完成地震現(xiàn)場處理工作?;诖?,本文主要對Client/Server模式下的動態(tài)地震圖像處理系統(tǒng)進行分析研究。該系統(tǒng)從應(yīng)用效果來看,充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù),采用模塊化設(shè)計方式,為動態(tài)地震圖像處理提供一種很好的解決方法,從而發(fā)揮出地震儀器設(shè)備作用,對地震出現(xiàn)展開正確預(yù)判,提升通信處理效果,提前做好相關(guān)的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:Client/Server模式;動態(tài)地震圖像處理系統(tǒng);分析研究
中圖分類號:TP317.4;O32"""""""""""""""""""""""" 文獻標(biāo)識碼:A"""" """""""""""""""""文章編號:1001-5922(2024)07-0125-03
Design of dynamic seismic monitoring system and optimization of data processing technology
ZHOU Xuanchao, ZHANG Hui, LIU Ying, LIU Xiaoxia
(Seismological Bureau of Inner Mongolia Autonomous Region, Huhehaote 010010,China)
Abstract:Client/Server, as a distributed network cooperative processing mode, is a popular processing technology in the current computer field, and its application scope is broader. Especially in the application of image processing, through the application of Client/Server mode, the dynamic seismic image can be effectively processed, the image can be more clearly displayed, and the earthquake scene processing can be completed through the image. Based on this, this paper mainly analyzed and studied the dynamic seismic image processing system in Client/Server mode. From the perspective of application effect, the system made full use of modern computer technology and adopted modular design to provide a good solution for dynamic seismic image processing, so as to play the role of seismic instruments and equipment, correctly predicted the occurrence of earthquakes, improved the communication processing effect, and took relevant preventive measures in advance.
Key words: client/server mode;dynamic seismic image processing system;analysis and study
在現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展下,傳統(tǒng)信息資源管理方式發(fā)生了很大改變,人們對于信息資源處理的要求逐步提高。而Client/Server結(jié)構(gòu)模式作為一種常見的分布式結(jié)構(gòu)模式,無論是數(shù)據(jù)儲存以及數(shù)據(jù)處理方面都有著很大提升。在該模式影響下,當(dāng)計算機設(shè)備產(chǎn)生地震圖像資源后,可利用比較先進的光盤軟件,將圖像信息資源作為存儲介質(zhì)進行存儲,之后再通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綀D像處理部門,幫助專家對地震源進行快速判斷,提前做好相關(guān)的預(yù)防工作。
1"" 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析
該系統(tǒng)主要由工作站、處理設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)等幾個部分組成,其中工作站主要功能是對地震圖像資料進行收集,收集完成后利用計算機對其進行轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)后直接存入到數(shù)據(jù)庫中[1]。產(chǎn)生的圖像既可以從醫(yī)療設(shè)備直接獲取,也可以將設(shè)備產(chǎn)生的圖像通過掃描以及攝影設(shè)備直接進行輸入[2],其目的是要求提高信息處理效率,快速完成對數(shù)據(jù)圖像的收集。處理器設(shè)備主要目的是對圖像數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)進行直接管理,將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)庫后,對其傳輸網(wǎng)絡(luò)進行檢驗,保證數(shù)據(jù)傳輸更加具有效率,快速保證數(shù)據(jù)信息的處理。通信網(wǎng)絡(luò)一般是對圖像處理后的數(shù)據(jù)進行傳輸,作為整個系統(tǒng)運行的關(guān)鍵渠道,通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從中發(fā)揮著重要的作用[3],對數(shù)據(jù)圖像處理效率有著絕對保障,能夠使Client/Server模式功能效果得到充分發(fā)揮。
2"" 系統(tǒng)方案設(shè)計
根據(jù)Client/Server模式,可將系統(tǒng)功能進行具體分工,比如服務(wù)器包含信息數(shù)據(jù)處理功能,同時對已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)進行執(zhí)行,實現(xiàn)對信息資源的快速傳播[4]。而客戶端目前主要執(zhí)行前臺功能,除了發(fā)揮計算機的處理功能與作用外,同時還可在一定程度上不斷減低服務(wù)器壓力,建設(shè)阻礙程度,提高處理效率。通過無線基站對圖像資源壓縮處理后,可對模塊進行解壓,并設(shè)置在查詢功能處,完成最后處理執(zhí)行,最終使系統(tǒng)性能得到極大緩解[5]。而在配置系統(tǒng)的過程中,結(jié)合我國現(xiàn)代信息處理技術(shù)以及計算機市場現(xiàn)狀,在系統(tǒng)方案設(shè)計過程中,需要結(jié)合實際情況,對系統(tǒng)操作進行快速處理,系統(tǒng)功能更加突出[6]。
3"" Client/Server模式下動態(tài)地震圖像處理系
統(tǒng)設(shè)計分析
3.1"" 硬件及軟件配置
通過對各種環(huán)境因素的分析,其硬件配置要求比較高端,能夠支持完成對圖像的快速處理。例如工作站CPU選擇在Pentium-100之上,內(nèi)存容量在32 M之上,硬盤存儲量在720 M以上,操作系統(tǒng)以Windows95操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),整個處理過程應(yīng)用到的語言以中文為主。同時對于地震掃描儀應(yīng)用也要特別加強,硬盤儲存要求較高[7]。處理設(shè)備方面也以Windows95操作系統(tǒng)為主,CPU選擇與工作站相一致。而通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面,隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展,使得通信網(wǎng)絡(luò)選擇更加豐富,通常以交換式快速以太網(wǎng)和ATM網(wǎng)絡(luò)為主,為圖像處理效率的提升創(chuàng)造良好環(huán)境[8]。
而在軟件設(shè)計方面,具體可分為多種不同的模塊,包括地震數(shù)據(jù)信息輸入模塊、數(shù)據(jù)庫存儲模塊、圖像轉(zhuǎn)換模塊、算法模塊以及控制模塊等等,這些模塊的組成使得系統(tǒng)運行更加便捷,且具有效率性,整個系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系也更加緊密,具體邏輯關(guān)系如圖1所示。
由圖1可以看出,數(shù)據(jù)庫處理模式在整個模塊中起到絕對核心作用,并且是每個模塊的中轉(zhuǎn)站,在數(shù)據(jù)庫管理模塊的影響下,不同模塊功能性得到充分發(fā)揮[9]。本文主要從軟件系統(tǒng)角度出發(fā),對Client/Server模式下動態(tài)地震圖像處理系統(tǒng)內(nèi)容進行闡述[10]。
3.2"" 系統(tǒng)功能分析
該系統(tǒng)結(jié)合Client/Server模式特點,所展示的功能內(nèi)容存在著較大不同,系統(tǒng)內(nèi)功能效果也比較突出,不同功能所表現(xiàn)出來的效果也存在較大差距。
(1)在數(shù)據(jù)庫管理方面,作為整個動態(tài)地震圖像處理模塊的核心部分,通常是由系統(tǒng)管理員直接進行操作,操作內(nèi)容主要完成對圖像的輸入與管理,對于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計也需要進一步加強,使系統(tǒng)處理效率有著更加充足的保障[11]。當(dāng)系統(tǒng)對于地震圖像收集完成后,會提前儲存到系統(tǒng)硬盤處,對收集到的內(nèi)容進行篩選,最終直接存儲到光盤中,如果操作人員需要查詢已經(jīng)處理完成后的地震圖像,需要提前對光盤進行加載。
(2)在安全管理方面,要求設(shè)置只由系統(tǒng)管理員進行使用,具體包括用戶管理以及權(quán)限管理等等。在系統(tǒng)質(zhì)量管理責(zé)任分配方面,管理人員職責(zé)范圍需要有著不同的表現(xiàn),具體表現(xiàn)內(nèi)容如表1所示。
(3)在查詢功能方面主要包括4種查詢模式,分別為檔案查詢、代碼查詢、關(guān)鍵詞查詢以及分類查詢等等。第四在圖像處理方面,主要包括圖像放大、開窗以及轉(zhuǎn)換等,對于圖像顏色、大小進行隨意更換[12]。
3.3"" 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)分析
3.3.1"" 地震數(shù)據(jù)信息輸入模塊
在Client/Server模式下,動態(tài)地震圖經(jīng)過長期收集與處理,形成了多種不同的地震圖文件格式,包括SAC-binary、SAC-ascii等。在該模塊的影響下,系統(tǒng)軟件實現(xiàn)越多,則地震數(shù)據(jù)輸入功能效果會更加突出,雖然便捷程度有提升,但是會導(dǎo)致后續(xù)工作量會逐步增加,導(dǎo)致模塊功能效果程度會降低。在后續(xù)處理當(dāng)中,盡可能設(shè)計一種數(shù)據(jù)格式相互轉(zhuǎn)換的程序,將程序內(nèi)容以數(shù)字格式進行轉(zhuǎn)換,同時完成對軟件系統(tǒng)的運行后,對其中一種功能進行更換即可。經(jīng)過不斷篩選后,發(fā)現(xiàn)比較適合的文件格式有CSS(2.8/3.1)、SAC-ascii等[13]。
3.3.2"" 數(shù)據(jù)庫存儲模塊
數(shù)據(jù)庫存儲模塊是動態(tài)地震圖像處理軟件系統(tǒng)必不可少的一種模塊,在對地震進行分析的過程中,需要提前完成對數(shù)據(jù)資源的收集,收集完成后將數(shù)據(jù)保存起來。整個過程看起來比較復(fù)雜,使工作人員工作壓力增大。而通過對數(shù)據(jù)庫的建立后,可幫助工作人員減緩工作壓力,提升效率。在Client/Server模式影響下,動態(tài)地震圖像處理功能會進一步完善,包含的存儲、查詢等功能效果得到提升。對于數(shù)據(jù)庫儲存模式接口性能完善,可對原始波形數(shù)據(jù)進一步提高改變,信息輸入輸出效果提升,此時數(shù)據(jù)庫存儲模塊與數(shù)據(jù)管理模塊之間會形成有效的連接,將地震產(chǎn)生的信息源進行雙向傳輸,提供更多相關(guān)的數(shù)據(jù)對話框,數(shù)據(jù)庫管理效果充分發(fā)揮出來[14]。
3.3.3"" 圖像轉(zhuǎn)換模塊
圖像轉(zhuǎn)換模塊是將收集到的波形數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,將各種參數(shù)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖像內(nèi)容,根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容實現(xiàn)對地震源的判斷,具有非常明顯的動態(tài)效果。在該模塊影響下,動態(tài)地震圖像處理系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)了多種功能,比如通過圖形類的基類,對圖形類共有特性進行判斷,將波形數(shù)據(jù)內(nèi)容更好地體現(xiàn)出來?;蛘邔ΧS連續(xù)圖形內(nèi)容和離散圖形進行連接,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像后,地震圖像會進一步顯示出來,將地震源位置以及顯示方式表現(xiàn)出來。
3.3.4"" 算法模塊
動態(tài)地震圖像處理系統(tǒng)算法模塊共分成2個部分,分別為普通信號處理算法以及地震學(xué)緊密相關(guān)算法。普通信號算法通常會應(yīng)用到傅利業(yè)變換算法,該算法是將信號直接轉(zhuǎn)換成小波的形式,完成對數(shù)據(jù)平均誤差的衡量,對于信號數(shù)據(jù)的變化情況進行評價,將處理后的圖像與原圖像之間進行對比。具體表示過程:
[MSE=1Mk=1n(f(x,y)-g(x,y))]""""""" (1)
式中:MSE表示對圖像數(shù)據(jù)平均誤差的衡量;M表示數(shù)據(jù)變化情況;f(x,y)表示原始圖像;g(x,y)表示重新衡量后的圖像。
為保證信號振動幅度能夠進一步加強,噪聲與信號之間振動幅度更加清晰明顯,需要對地震信號實現(xiàn)歸一化處理,具體處理公式:
[χnorm=χ-μσ]""""""""""""""""""""""""""" (2)
式中:[χ]為原始信號值;[μ]為信號的均值;[σ]為信號的標(biāo)準(zhǔn)差。通過此公式將所有信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成均值為0,標(biāo)準(zhǔn)差為1的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。這種處理方法不僅可增強信號的振動幅度,還能有效減少環(huán)境噪聲的影響,使地震信號的特征更加明顯,有助于后續(xù)的分析和處理。
3.3.5"" 數(shù)據(jù)管理模塊
數(shù)據(jù)管理模塊在動態(tài)地震圖象處理系統(tǒng)中主要起到樞紐效果,不僅負(fù)責(zé)內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,同時對系統(tǒng)安全維護也加強其保障,與軟件系統(tǒng)維護性以及擴展性直接產(chǎn)生聯(lián)系。目前該模塊主要功能是對內(nèi)存數(shù)據(jù)進行管理,包括地震波的記錄數(shù)據(jù),對地震波形內(nèi)容的儲存,以及對原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等[15]。
3.3.6"" 控制模塊
在應(yīng)用動態(tài)地震圖象處理系統(tǒng)中,為充分體現(xiàn)出Client/Server模式效果,需要利用到計算機系統(tǒng)中的控制模塊,將信息數(shù)據(jù)應(yīng)用到控制模塊處后,通過對數(shù)據(jù)源的接收,控制模塊啟動效果就會表現(xiàn)出來,完成對各個接口的啟動。動態(tài)地震圖像處理系統(tǒng),主要由3種類別所組成,同時提供一組菜單來實現(xiàn)對功能的完善與實現(xiàn),從而提高其控制效果。
4"" 結(jié)語
本文主要對Client/Server模式下的動態(tài)地震圖象處理系統(tǒng)內(nèi)容進行分析研究。該系統(tǒng)從應(yīng)用效果來看,充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù),采用模塊化設(shè)計方式,為動態(tài)地震圖像處理提供一種很好的解決方法,從而發(fā)揮出地震儀器設(shè)備作用,對地震出現(xiàn)展開正確預(yù)判,提升通信處理效果,提前做好相關(guān)的預(yù)防措施。
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