SurferAutomation接口在地震烈度速報中的應(yīng)用

1、surfer automation接口在地震烈度速報中的應(yīng)用摘要地震發(fā)生后數(shù)分鐘內(nèi)，快速地繪制出地震動強 度和儀器地震烈度大小的空間分布，用以估計不同地區(qū)的受 災(zāi)程度，為政府及時開展應(yīng)急救援，合理分配救援力量提供 決策依據(jù)，是很有意義的。該文以繪制2014. 07. 10浦東m2. 4 地震烈度等震線圖為例，通過c#調(diào)用surfer automation接 口，對surfer軟件二次開發(fā)，實現(xiàn)各種參數(shù)等值線的快速 自動繪制，以迗到地震烈度速報的目的。通過該軟件調(diào)用震 后獲取的實時強震動觀測數(shù)據(jù)，在震后5分鐘內(nèi)，實現(xiàn)區(qū)域 峰值加速度等值線、儀器地震烈度等震線分布圖的快速自動 繪制。該文研究并闡述

2、了軟件的設(shè)計原理和關(guān)鍵技術(shù)的具體 實現(xiàn)，展示了軟件的主要功能，同時解決了軟件設(shè)計中的一 系列問題。【關(guān)鍵詞】峰值加速度等值線地震烈度等震線c# surfer automation破壞性地震發(fā)生后，為了使救援人員和物資迅速到迗災(zāi) 區(qū)，并按照不同地區(qū)的受災(zāi)情況合理分配救援力量，我們需 要及時得到可靠的地震破壞程度空間分布情況，如地震烈度 等震線分布圖等。繪制地震烈度等震線分布圖的傳統(tǒng)方式是 專業(yè)人員奔赴震區(qū)開展實地調(diào)查、獲取實際調(diào)查數(shù)據(jù)、匯總 不同區(qū)域調(diào)查結(jié)果，來繪制地震烈度分布圖。這種方式需要 花費大量人力、物力和時間，最大的缺點是政府相關(guān)部門無 法在震后較短的時間內(nèi)獲得災(zāi)情大小的空間分布。隨著

3、強震 觀測臺網(wǎng)密度的逐步加大，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的日益發(fā)展，我們 可以在震后通過網(wǎng)絡(luò)訊速獲取大量的強震動觀測數(shù)據(jù)。如何 更好的應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，達到地震烈度速報的目的，最終為實 際的震災(zāi)救援提供信息支援，是政府及相關(guān)部門關(guān)心的事。 本文介紹的是以c#為開發(fā)平臺調(diào)用surfer automation接 口，對surfer軟件進行二次開發(fā)，通過讀取區(qū)域內(nèi)強震動 觀測數(shù)據(jù)，快速有效的繪制出加速度峰值等值線分布圖，再 通過一定的數(shù)學(xué)計算，進一步繪制出儀器地震烈度等震線分 布圖，實踐表明效果較好。1 surfer automation 接口技術(shù)原理1.1 surfer automation對象等級和調(diào)用規(guī)則 au

4、tomation對象調(diào)用的基本原則是逐級分層調(diào)用，其中application (應(yīng)用)對象位于最頂層，代表surfer程序本 身。只有首先建立并調(diào)用application對象以后，才能通過 定義對象的屬性和方法調(diào)用其他各級對象。1.2 surfer automation對象基本函數(shù)介紹(1) createobject函數(shù)：是我們編程實現(xiàn)surfer程序調(diào)用的前提。使用該函數(shù)的目的是建立并返回一個新的 application 對象。(2) grid函數(shù)：大部分關(guān)于數(shù)據(jù)網(wǎng)格化的操作均是 application對象的方法或函數(shù)。主要調(diào)用方法有： griddata 、 griddata2 、 grid

5、filter 、 gridblank 、 gridconvert,這些函數(shù)用來創(chuàng)建新的布局規(guī)則的網(wǎng)格文件 并在網(wǎng)格內(nèi)部進行計算。(3) add方法：建立一個新的圖形文件或工作表文件。 主要調(diào)用方法有：addbasemap 、 addcontourmap 、addpostmap。2 surfer automation接口繪制等值線的具體實現(xiàn) 2.1 surfer添加及調(diào)用接口引用 2. 1. 1首先建立c#應(yīng)用程序與surfer服務(wù)之間的連接 啟動visual studio后，建立c#應(yīng)用程序，添加surferl3typelibrary引用，用以建立了 c#應(yīng)用程序與surfer的連 接通道。2

6、. 1.2其次編寫調(diào)用surfer的c#語句 要實現(xiàn)等值線圖的自動繪制，首先必須創(chuàng)建 application對象，然后通過c#語言調(diào)用該對象，逐級獲得 并操控各級子對象。實現(xiàn)程序如下：#啟動surfer，設(shè)置surfer窗口不可見。newsurfer. application myappsurfer surfer. application ();myappsurfer. visible = false；2.2數(shù)據(jù)文件的選擇和數(shù)據(jù)網(wǎng)格化實現(xiàn)圖形的自動繪制需要根據(jù)前面介紹的surfer繪 的基本步驟進行ctt程序編制。繪制等值線圖之前，首先需 要選擇進行繪圖的原始數(shù)據(jù)文件，然后選擇合適的網(wǎng)格化插

7、值方法，由原始數(shù)據(jù)文件生成網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)網(wǎng)格化是指對分布不規(guī)則的原始數(shù)據(jù)通過插值計 算，生成指定區(qū)域范圍內(nèi)的分布規(guī)則的網(wǎng)格形式的數(shù)據(jù)矩 陣。考慮到上海行政區(qū)域內(nèi)地勢平坦、地質(zhì)環(huán)境較單一，臺 站基本為土層臺，因此選擇插值較快、效果良好的克里格插 值法。對原始散點文件的網(wǎng)格化處理是通過c#調(diào)用 automation接口技術(shù)中的griddata2函數(shù)來實現(xiàn)的。實現(xiàn) 程序如下：#獲取原始記錄數(shù)據(jù)文件完整路徑，數(shù)據(jù)文件格式為： 經(jīng)度、緯度、峰值加速度string sourcefile = path. combine （application. startuppath,臺站獲取數(shù)據(jù).dat”）;#將原

8、始記錄數(shù)據(jù)文件網(wǎng)格化，插值方法為克里格插 值；網(wǎng)格的尺寸為101行101列；網(wǎng)格坐標(biāo)界限值為x軸120. 8+c122. 0，y軸 30. 65-31.90；結(jié)果保存至pgagridfile文件中。myappsurfer. griddata2 （datafile : sourcefile ,xcol:1，ycol:2， zcol: pgacolnum, dupmethod：surfer. srfdupmethod. srfdupnone, xmin： 120.80，xmax: 122.00，ymin： 30.65，ymax： 31.90，algorithm：surfer. srfgridalg

9、orithm. srfkriging， showreport : false,numcols :101 ， numrows :101 ， outgrid :pgagridfile,outfmt： surfer. srfgridformat. srfgridfmtascii)；2.3繪制等值線 tt等值線繪制surfer. imapframecontourframe=doc.shapes. addcontourmap (gridfile)；surfer. icontourmap contourmap=(surfer. icontourmap) contourframe. overlays. it

10、em (1 )； #等值線的屬性設(shè)置包括填充設(shè)置、顏色設(shè)置、等值線標(biāo)注設(shè)置、坐標(biāo)軸設(shè)置等。contourmapcontourmapcontourmapcontourmapcontourmapfillcontours = true；showcolorscale = true； smoothcontours. equals (6)； blankline. style = “solid” ； axes (1) . labelformat. postfix =contourmap. axes (3) . labelformat. postfix =2.4繪制區(qū)域底圖為了能更直觀地反應(yīng)等值線屬性的空間分

11、布，我們往往 需要將等值線圖疊加在對應(yīng)的地理圖、地貌圖、行政區(qū)劃 或其他底圖上，其中最常用的底圖類型是shp和bln。在本 文中為了較清晰地展示地震烈度等震線分布圖，底圖沒有選 擇較復(fù)雜的地貌圖，而是選擇簡單清晰的區(qū)域邊界文件，以 防識圖時信息干擾。繪制底圖的操作是通過調(diào)用 addbasemap方法實現(xiàn)的：#獲取bln底圖文件完整路徑stringblnfilepath. combine上海市行政區(qū)域圖”(application. startuppath, #繪制底圖文件baseframe = doc. shapes. addbasemap (baseblnfile) 2.5繪制數(shù)據(jù)點圖層#調(diào)用

12、addpostmap方法，繪制postmap圖層 postframel = doc. shapes. addpostmap (sourcefile，1，2， namecolnum, 1)；surfer. ipostlayerpostlayer(surfer. ipostlayer) postframel. overlays. item (1) tt設(shè)置數(shù)據(jù)點圖例postlayer. symcol = 0; postlayer. symbol. index = 16postlayer. symbol. size = 0. 04； ft設(shè)置數(shù)據(jù)點顯示屬性postlayer. labelpossur

13、fer. srfpostpostype. srfpostposright； postlayer. labelfont. face = “黑體”； postlayer. labelfont. size = 3； postlayer. labelfont.bold = true；2.6圖層合并，導(dǎo)出保存#合并圖層doc. selection. deselectall ()；contourframe. selected = true；postframel. selected = true；postframe2. selected = true；baseframe. selected = true；s

14、urfer. imapframe finmapframedoc. selection. overlaymaps ();#數(shù)據(jù)導(dǎo)出及圖件保存string str = string. format ( defaults=l， width=0， height=l， keepaspect=l，colordepth=24, automatic=0, quality=100v , 1280, 1024)；string outsavepath. combine ( outdir，path. getfilenamewithoutextension (gridfile)；doc. export (outsave

15、 + “.jpg”， false, str)；doc. saveasoutsave +' srfsrfsaveformat. srfsaveformattext）；3應(yīng)用實例本例以軟件繪制2014年7月10日上海浦東m2. 4地震 烈度等震線為例，在此次地震的臺站記錄中有3個臺站峰值 加速度值在logal以上，最大的達到了 44. 28galo為了更全面的展示此次地震對上海區(qū)域的影響，應(yīng)用本 軟件我們依據(jù)此次地震的臺站獲取原始記錄數(shù)據(jù)（表1），分 別繪制了區(qū)域加速度峰值等值線分布圖（圖1）和區(qū)域有效烈度等震線分布2)。2中的地震烈度值是根據(jù)“中國地震烈度表”對應(yīng)的加速度大小而給出的，因

16、本 次地震震級小，震源深度淺，地震波高頻成分居多，因此采 用有效加速度峰值記錄轉(zhuǎn)化得到地震烈度值。3.1臺站獲取原始記錄數(shù)據(jù)3.2繪制加速度等值線分布圖、烈度等震線分布4結(jié)論和展望（1）本文基于c#應(yīng)用程序調(diào)用surfer自帶的嵌入式編 程接口 automation對象，對surfer軟件進行二次開發(fā)，實 現(xiàn)等值線快速自動繪制。利用本軟件調(diào)用震后強震動觀測數(shù) 據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)地震烈度分布的快速自動生成，達到快速給出儀器地震烈度等震線分布圖的目的。(2) 與傳統(tǒng)的手工繪制烈度等震線的方式相比，本軟 件簡化了繁瑣的重復(fù)工作流程，實現(xiàn)了自動、便捷、快速的 繪圖；用本軟件繪制的圖形更簡潔直觀，能快速判別

17、震后區(qū) 域內(nèi)烈度的大體分布情況，有利于各級領(lǐng)導(dǎo)對所在區(qū)域范e 內(nèi)的災(zāi)情判別，及時采取正確的防災(zāi)減災(zāi)措施，具有很大的 實際應(yīng)用價值。(3) 除了本文介紹的加速度等值線、地震烈度等震線 分布圖的自動繪制外，通過該技術(shù)還能進一步實現(xiàn)地震動特 征周期圖，為震后建筑物影響快速判定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。因此 本軟件的應(yīng)用范圍可進一步推廣和拓展。參考文獻1 胡聿賢.地震工程學(xué)m.北京：地震出版社，1988.2 樓夢麟，李遇春，李南生2,文峰.深覆蓋土層地震 反應(yīng)分析中的若干問題j.同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006， 4 (4) .427-432.3 王亞勇.關(guān)于設(shè)計反應(yīng)譜、時程法和能量法的探討 j.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2000，21 (1)： 21-28.4 上海市地震局、同濟大學(xué).上海市地震動參數(shù)區(qū)劃 m.北京：地震出版社，20