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《层序地层模拟系统—SSBM》是用于模拟层序形成的一个大型、综合动态系统。系统采用结构化程序设计的方式，各模块间均以数据流来传递数据，数据和图形均能动态显示，并且整个系统由菜单控制。
5.2.3.1 图形用户界面程序设计及系统的使用方法
随着计算机技术的飞速发展，硬件产品的性能/价格比在不断提高，计算机的图形、图像实时处理已成为现实。对于当今的应用程序来说，交互式开发的图形用户界面已是推广应用必不可少的组成部分，甚至是至关重要的组成部分。借助于友好的用户界面，可使那些对计算机几乎不了解的专业研究人员也能通过使用应用程序完成所需的任务。
根据层序地层模拟系统采用模块化设计的原理，设计模块调用总控界面时采用了一个基本窗口，它全部由控制区组成，是层序地层模拟的主菜单，是用户对系统功能选择的总控制模块。该模块是用户使用本程序的入口，进入此模块即可进入主菜单，用户可根据各自的需要及使用权限进入到各个子模块中去，由功能不同的子模块完成各自的特定处理，由动态数据库来传递各模块的数据，动态数据区中的数据随着系统的运行而不断改变，同时它又是各模块相互进行数据交流的纽带。为了向用户提供友善的用户界面，整个系统全部采用下拉式菜单和弹出式窗口。在界面的设计中采用了通用界面的设计思想，界面基本上是一个独立的模块，只是稍作一些修改，就可以用于其它系统上，以缩短用户界面的开发周期。各模块之间是相互独立的，能按照需要任意继续扩展、更新和修改子模块，而不会影响系统的其余部分的功能。
5.2.3.2 系统的结构、功能及实现
1.系统自检及初始化模块
系统自检及初始化模块是系统启动时执行的第一个例程，它的主要功能是：
①检测硬件的配制及其状况，本系统可以在任何PC及兼容机上运行，但要求VGA显示卡，显示模块使用16色640×480显示模式，对计算机的内存没有特殊要求；
②检测系统运行所需的各种配制文件；
③检测系统运行所需的各种数据文件；
④设置系统运行的初始化环境。
2.错误处理模块
错误处理模块是系统容错能力的体现，输入纠错可及时给出数据超界，数据类型错误，字符串超长等错误的警告信息，并提示用户重新输入，以消除隐患，保证了系统的可靠运行；输出设备错误可防止磁盘错误，打印机错误，避免造成对系统失去控制和死机等严重错误的发生。
3.文件编辑模块
按用户的要求，在屏幕上对指定的文件进行编辑与修改，并按用户的要求可直接调用C语言编辑器及Graphtool绘图软件进行程序编辑及图形编辑与输出。
4.数据输入模块
能按用户的要求输入数据，并对输入的数据进行屏幕编辑与修改。
5.模拟模块
这是程序的主体，其内包含有（1）沉积子模块；（2）压实子模块；（3）侵蚀子模块；（4）构造沉降子模块；（5）负载沉降子模块；（6）基底升降运动子模块；（7）测井验证子模块，共七个子模块，按用户的要求，通过调用不同的子模块来完成特定的功能。
模拟系统的输入参数如下：
（1）沉积物供应；（2）海（湖）平面变化曲线；（3）构造沉降曲线；（4）孔隙度—深度曲线；（5）盆地的初始形态。
6.数据输出模块
此模块能完成数据的动态输出，以动态显示各层序在形成过程中各数据的变化及相互关系以及有关数据量及各个变量的物理意义。在运行程序的任一时侯，均可进行显示，以便对模拟的物理过程进行连续的观察。在模拟结束前，通过调用结束函数，可对全部模拟的过程各事件进行总结，并可打印输出。
7.图形输出模块
此模块能完成图形的动态显示和输出：在屏幕上能用代表各种物理意义的特定的颜色来显示层序的形成过程。并能按照用户要求从打印机上彩色输出.我们使用的是NECP6300彩色打印机.
8.测井检测模块
按用户的要求，通过输入模拟层的测井曲线和岩性剖面来对所模拟的层位进行检测，若二者不符，则修改输入数据，进行重新试算模拟，直到二者趋于一致为止。
除此之外，还有五个模块用于菜单管理。
系统建设简述
1.计算机体系结构主要研究硬件和软件功能的划分，确定硬件和软件的界面，即哪些功能应划分给硬件子系统完成，哪些功能应划分到软件子系统中完成．主通常是指涉及机器语言或者汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性，更多说的是计算机的外特性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。 2.计算机组成原理
包括计算机系统概论；运算方法和运算器；存储系统；指令系统；中央处理器；总线；外围设备等 。是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。从这一点又可以说，计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。
（一）设计开发基本思想和原则
海南省农用地分等研究工作涉及大量的空间地理数据和属性数据以及其他基础数据，为保证农用地分等数据质量和成果的可靠性，提高工作效率和节约工作成本，设计开发相关的系列信息系统。
1.基本思路
设计和开发需求不断完善，既要保证软硬件的可靠性，又要兼顾未来系统的升级扩展和继承性；既要考虑数据源的多样性和兼容性，更要保证其适时更新；系统具有良好的稳定性、继承性、可重复性、可扩充性、易操作性和易维护性。
2.设计开发原则
（1）遵循规程与技术创新兼顾的原则。既要遵循国家颁布的相关技术规程，又要跟踪当代高新技术的发展，合理应用各种先进技术成果和相关理论方法，在思路上、方法上有所创新，提高系统开发的技术水平和先进性。
（2）面向对象的原则。面向对象方法通过对具有相同或类似属性的实体进行抽象，对实体和实体操作进行封装而形成类。利用类的封装性、继承性、多态性进行模块设计。
（3）模块化设计原则。采用软件工程开发中的结构化和模块化相结合的方法，根据工作要求，自上而下，对系统进行功能解析与模块划分，在调查用户需求的基础上，明晰系统模块，建立最底层次的“积木块”，通过连接形成面向应用的“上层模块”。
（4）一致性原则。以现有的技术规程为基础，力求标准化、规范化和统一化，阶段实施与整体规划相一致。组织风格、界面风格、操作模式和数据接口以及系统变量的设置、模块的调用、模块间的相互关系等应具有一致性。
（5）应用程序与数据分离的原则。通过系统程序代码与图形数据库、属性数据库分离，提高系统可移植性和可维护性。
（6）安全性原则。保证系统运行的结果数据和系统设计的相应数据备份等的安全性功能。
（二）系列信息系统概述
海南省农用地分等定级估价系列信息系统（简称为“系列信息系统”）是项目组基于SuperMap 平台，采用一体化的国土资源空间数据库管理、多层体系 C/S 架构，运用 GIS 组件式设计开发出来的。系统在应用上具有功能强大、简单易用、全业务一体化、全网络运行模式、支持远程业务处理等特点，在管理和维护上具有高度可扩展性和可伸缩性。系列信息系统包括《海南省农用地分等系统》、《海南省农用地定级与估价系统》、《土壤数字软件》、《外业调查图打印图件软件》、《外业调查资料录入软件》、《外业调查样点资料核实软件》、《分幅线处理软件》、《样地设置系统软件》、《样地设置定位系统软件》、《制图工具软件》、《土地适应性评价系统》和《占补平衡专家系统》12 个信息系统，系列信息系统的界面见图 3-59 ～图 3-70。
图 3-59 海南省农用地分等系统界面图
图 3-60 海南省农用地定级与估价系统界面图
图 3-61 土壤数字软件界面图
图 3-62 外业调查图打印图件软件界面图
图 3-63 外业资料录入软件界面图
图 3-64 外业调查资料核实软件界面图
图 3-65 分幅线处理软件界面图
图 3-66 样地设置系统软件界面图
图 3-67 样地设置定位系统软件界面图
图 3-68 制图工具软件界面图
图 3-69 土地适宜性评价系统界面图
图 3-70 占补平衡专家系统界面图
（三）系列信息系统结构
1.系列信息系统总体结构
系列信息系统由系统构建平台、关系型数据库、系统运行平台、业务运行系列系统组成。如图 3-71 所示。
图 3-71 系列信息系统构建平台关系图
系列信息系统以关系型数据库为基础，将元数据、工作流数据、业务数据、空间数据、档案数据以及文件数据进行一体化存储；以信息网络为载体，通过元数据定义组件、地图应用定义组件和信息交换定义组件等组成的系统构建平台进行统一的系统维护，实现了系列信息系统的统一构建与维护，具有高度的可伸缩性和可扩展性。
由系列信息系统、电子档案组件、地图应用运行组件、信息交换运行组件以及各种业务运行组件等构成的系统运行平台为依托，以数据中心为枢纽，通过信息采集、分析和评估等手段，以土地基础信息、土壤基础信息、外业调查数据、地形图信息、基础地理信息及其他相关领域基础信息为数据源，以统一的信息化标准、相关政策法规与管理制度、专业化、信息化管理为保障，实现了融合 GIS、GPS、RS 等在内的农用地分等定级估价系列信息系统。
2.系统运行模式
（1）系统采用统一的运行模式，构成完全网络化的运行环境。
（2）统一的数据规范和编码标准，方便实现数据交换和共享，支持与省国土资源厅以及国土资源部的信息交换。
（3）数据格式支持共同的交换标准，支持 DXF、E00、VCT 等格式。
（4）软件及其开发工具支持空间数据库技术，支持 SuperMap SDX+、ArcSDE、ORACLE Spatial 等空间数据库。
（5）各级系统具备共同的数据交换接口定义、软件工具和交换方法。
（6）系统开发过程具有规范的各种技术参考文档。
3.数据管理模式
数据管理方面，由于采用统一体系组织，所以是集中式数据管理模式。多级集散式数据管理模式突出分级、集中与分散相结合的管理模式，对于不同业务部门，可以建立自己的数据中心，统一管理所有管理区域内的空间数据。下级部门可以根据实际情况选择数据管理模式，建立自己的数据中心，统一管理所有管理区域内的农用地分等定级估价空间数据和属性数据，并通过网络访问和交换数据。
4.网络逻辑拓扑
系统的网络逻辑拓扑将采用“异地互备集群结构”，为系统运行模式和数据存储模式提供支撑 , 见图 3-72。
图 3-72 系统网络逻辑拓扑关系图
采用异地的两个机房和相应的服务器系统构成异地互备系统，异地之间通过专网进行服务器间数据同步，在正常情况下，两地局域网的数据库服务器同时运行，当其中一台服务器发生故障时，可以使用另外一台服务器继续工作。该结构具有以下特点：
（1）异地容灾：当某地发生灾难性事故时，另一地系统仍然能够保持运行，数据不会遭受毁灭性损失（包括县级系统数据的异地冗余存储）。
（2）高性能：实现了双机无冗余备份，处理能力被充分利用，从而有利于提高系统性能，由于大数据量的空间信息访问使用本地存储，大大加快了运行速度。
（3）低带宽：由于采用服务器的数据同步，避免网络流量在广域连接关键路由上的汇集，有效降低了跨子网访问的带宽需求。
（4）低成本：该结构在目前的网络条件下就能够实现软、硬件成本低，维护简单，运行成本较低。“异地互备集群结构”相对于集中化的“双机集群模式”而言，是一种松散型集群结构，不仅有利于提高系统的稳定性和安全性，而且可以大幅度提高系统的性能。
5.开发部署结构
在软件的设计方面，按三层模型，即数据服务层、应用逻辑层和用户界面层构造系统进行设计，应用逻辑层主要承担各种应用组件完成系统的功能。组件具有较好的重用性，可以对部件独立升级，增加新的接口（属性与方法），而不影响原有系统。此外，使用重用组件可以构造新的应用子系统，在具体实现上，将按业务职能和机构组成划分应用子系统。其结构如图 3-73所示。
图 3-73 软件三层模型图
系列信息系统是基于 GIS 模式软件体系结构创建的。最顶层是用户界面，中间层为应用服务层，主要由各种系统组件和应用服务系统构成，用以实现系统的功能并完成对数据库的访问。最底层为数据库层，主要为 SQL Server 等大型的管理数据库系统，数据库系统在 Windows 等操作系统上运行。
（四）系列信息系统配置
1.硬件配置
系列信息系统网络和硬件配置如图 3-74 所示。
图 3-74 网络与硬件配置图
2.软件配置总结
详见表 3-90。
表 3-90 软件配置表
续表
（五）系列信息系统评价
系列信息系统是根据国土资源部颁布的《农用地分等规程》、《农用地定级规程》和《农用地估价规程》等有关要求，结合本研究工作的实际需要，采用基于 SuperMap 组件式开发的面向数据处理、计算、制图、决策分析等应用的实用数据可视化信息系统。
1.一般性能评价
（1）系统效率。系列信息系统采用可视化技术和 SuperMap 的 GIS 技术进行开发，运行于Windows 2000/XP 环境，具有良好的用户界面，操作方便，能及时准确地向用户提供空间信息和属性信息，查询功能完备，查询速度快；系统具有良好的容错性，能对捕获的各种错误进行妥善处理；系统在完成各个任务后，其线程会自动关闭，占用系统资源少，资源的使用效率高。
（2）系统可靠性。系统在运行时具有良好的稳定性。系统提供了数据备份和灾难恢复功能，当用户数据发生错误或丢失时，系统可以及时恢复用户数据。
（3）可扩展性。系统采用 GIS 技术，在开发过程中，系统已经留取了建立决策支持系统和专家系统的接口，因此，当需要增加功能模块时，在现行系统上不做较大改动即可实现，具有良好的扩展性。
（4）可移植性。系统的空间数据库可以与 ArcInfo、MapInfo、AutoCAD 等交换数据；系统可以移植到任何安装有 Windows 2000/XP 操作系统的计算机上使用。同时，系统能与其他大量的土地资源数据兼容。
2.专业性能指标评价
（1）数据标准化和规范化。系统开发主要采用国土资源部颁布的《农用地分等规程》、《农用地定级规程》和《农用地估价规程》中的方法、参数和代码以及相关的数学标准化模型，保证了数据的标准化和规范化，有利于国土资源数据共享和软件在全省乃至全国的推广应用。
（2）数据兼容性。系统采用组件式 GIS 软件 SuperMap 作为开发平台，能同时实现矢量数据和栅格数据两种空间数据输入。同时该系统能与 MapInfo、ArcInfo、ArcView 和 AutoCAD 等主要地理信息系统软件的数据格式通用；具有接受 bmp、grid、mrsid、tif 和 ecw 图像文件的功能，通过系统提供的屏幕数字化功能，实现栅格数据（如土壤图、土地利用现状图、地貌图、地形图等）向矢量数据转化。同时，系统能将相关的数据集（土壤图、土地利用现状图等面图层，乡镇位置等点图层，乡镇界、县界等县图层）导出成 MapInfo、ArcInfo、ArcView、AutoCAD 和国际矢量交换格式等多种信息系统数据源。
（3）空间分析功能。该系统能将土壤图、土地利用现状图、地貌图等矢量化图层进行叠加，得到农用地分等定级与估价的单元图，然后进行一系列的缓冲区分析、多边形合并、图层拷贝和复制等空间数据处理分析后，可获得用户需要的数据图层。
（4）地图输出。通过农用地分等定级与估价单元、土地利用方式、乡镇名等图层和相关属性数据，系统提供单值专题图、分段专题图、等级符号专题图、点密度专题图、统计专题图、标题专题图和用户自定义专题图多种专题图制作向导用以制作专题地图，在地图制作过程中，可以根据用户需要对地图进行填充颜色、线条等风格设置，可以根据需要对相关地图要素布局。通过以上设置，可以输出农用地等别、级别、基准地价等相关图件。
（5）经济社会效益分析。采用组件式 GIS 软件作为开发平台，系统开发成本较低，运行维护费用较少；该系统可为各级管理和政府部门提供实用的计算机管理工具，快速方便地进行农用地分等定级与估价，节省了大量的人力、物力和财力，减少不必要的重复劳动；可为全国建立土地资源信息数据库和数字国土、数字地球提供坚实基础和应用范例，促进中国土地的合理化管理，解决城市化、工业化进程中出现的一系列矛盾。
国土资源部对本研究的科技成果鉴定给予了很高的评价，“其中分幅线处理软件、土壤数字软件属国内首创”。
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