面向空间数据库建设的插件式开发与应用_宋碧波

iData⼀个平台⼀套数据⼀体化⽣产南⽅iData数据⼯⼚是公司结合近20年来在测绘和GIS领域软件开发的经验，⾃主研发的新⼀代⼀体化测绘数据⽣产、处理平台。

它解决了⽬前测绘⾏业内普遍存在的由于数据格式、数据标准不统⼀⽽带来的数据⼊库难、更新难、质量控制难等⼀系列问题。

使⽤户能够使⽤⼀个平台、⼀套数据完成从数据采集、成图、编辑到数据⼊库、更新的⼀整套测绘数据⽣产流程。

为⽤户提供⼆维数据采编、航测采编、数据⾃动质检与处理、数据⼊库、数据分发等⼀整套测绘数据⽣产解决⽅案。

iData数据⼯⼚能够⼴泛应⽤于基础测绘、国⼟、市政、规划等测绘及地理信息相关⾏业。

iData数据⼯⼚以空间数据库MDB(Personal Geodatabase)为数据存储格式，搭配完美的符号化效果，真正实现先库后图、以库管图的图库⼀体化作业⽅式。

同时⽀持直接读写SHP、GDB、DWG等⽮量格式，⽀持与CASS数据之间的相互转换。

⼀、4D产品现状1、iData能够克服传统软件在⽣产4D产品⽅⾯的不⾜，可结合多数据源将DLG、DOM、DEM、DRG的⽣产集成到同⼀个平台中；“4D”产品（数字线划图DLG、数字正射影像地图DOM、数字⾼程模型DEM和数字栅格地图DRG）⽣产，为基础地理信息的统⼀⼊库管理提供了必不可少的数据，是建设数字城市的基础。

⽬前，DLG的⽣产效率和质量都得到了很⼤提⾼。

部分软件也可同时⽣产DRG、DEM 产品，但是，除⼀些航测专业软件外，⽣产DLG等数据的软件⼀般不⽣产DOM，⼏乎没有⼀款软件能够很好地结合多种数据源同时⽣产⾼质量的4D产品。

iData数据⼯⼚是⼀个集数据采集、数据加⼯、数据⼊库和产品制作于⼀体的⾃主产权的地理信息数据处理平台。

它结合多种数据源将DLG、DOM、DEM、DRG的⽣产集成到同⼀个平台中。

2、iData不仅能够接受和处理多种野外采集数据（GPS、全站仪、电⼦平板）和其他航测遥感软件⽣产的数据（VirtuoZo、JX4等），⽀持对CAD系统（AutoCAD、MicroStation）数据的直接编辑和转换分发，还能实现与现有各种GIS系统之间的⽆缝数据交换和⼊库更新⼀体化。

基于Flex的开放式平台功能模块展示方式研究与实现蔡培玉;印洁;李成名【摘要】介绍了在Flex环境中,借助于事件对象及其属性,设置对象的属性值,通过设置开放式地理信息公共平台的平台部署功能中各个功能模块的图标的显示效果,来区分该功能模块是否已经加入平台,并实现在页面上拖拽已加入平台的功能模块的图标,同时对它们进行排序,通过人机协同操作,动态地调整平台中的模块,以满足不同用户的需求.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P43-46)【关键词】Flex;开放式平台;应用程序展示方式【作者】蔡培玉;印洁;李成名【作者单位】中国测绘科学研究院,北京100830;中国测绘科学研究院,北京100830;中国测绘科学研究院,北京100830【正文语种】中文【中图分类】P2081 引言地理信息公共平台作为面向各行业部门和社会公众的空间基础平台，为各类用户充分利用地理空间数据提供了基础［1］，其在建设中应以用户需求为中心，体现人性、即时、便捷的特点，这就需要平台具有开放性，提供的功能模块是能够方便的“插、拔、装、卸”，并且用户在进行这些操作的过程中，这些功能模块状态的变化都能够一目了然。

为此，本文基于Flex［2］，对开放式地理信息公共平台下的应用程序展示方式进行研究与实现，并将该技术运用于数字义乌公共平台建设中。

2 地理信息公共平台开放性地理信息公共平台是一个动态模块化框架，开放性是其重要的特性之一，应提供插件化支持、面向服务架构支持和插件扩展支持的能力。

通过开放二次开发接口Open API，应用开发商可以根据开放式地理信息公共平台的插件机制，开发出各种各样的地图功能模块，对平台进行二次开发。

在应用系统的开发中插件概念最常见，多侧重于在客户端使用，一般指遵循一定规范的应用程序接口编写出来的程序。

利用插件结构开发的应用系统，程序并不是单一的执行文件，它是由程序和若干外部模块组成。

基础测绘地理信息数据在数字城市建设中的作用发布时间：2021-09-02T15:33:07.713Z 来源：《建筑实践》2021年40卷第11期作者：乔彦铭毛绪波[导读] 近些年，我国的科学技术水平快速提升。

乔彦铭毛绪波淄博国土调查测绘有限公司山东省淄博市邮编：250000摘要：近些年，我国的科学技术水平快速提升。

目前，基础测绘地理信息数据是数字城市建设的基础，只有在保证基础测绘地理信息数据完整性、真实性和有效性的情况下，数字城市的建设才能顺利推进，最终的质量也才能真正得到保障。

论文从数字城市的内涵出发，分析了数字城市建设中基础测绘地理信息数据的作用，并对其应用策略进行了讨论，希望能够为数字城市建设提供参考。

关键词：基础测绘；地理信息数据；数字城市；作用；应用引言近年来，中国在计算机以及信息技术发生的发展与进步促使测绘技术得到发展，各类先进测绘技术广泛应用在项目建设进程当中。

地理信息是一种空间信息系统，其使用非常重要，并且与传统的测绘技术相比具有许多技术优势，不仅节省了操作员的工作量，而且明显减少错误，从而提高地理信息系统的有效性。

地理信息系统不仅通过将学科领域的传统知识与技术、地理知识、制图相结合，同时还整合了计算机技术，将地理信息系统集成现代数字化技术，集成的操作系统实现数据智能收集、分析、存储和应用，大大降低了人工成本，不仅进一步提高了土地使用效率，并且达到了土地管理的动态化，便于多级治理。

本文主要是对于地理信息系统在测绘中的应用给以相应介绍，希望测绘地理信息在测绘领域运用水平得到提升。

1 概述无论是经济建设还是国家治理，均离不开良好的测绘支撑，对于国土资源、矿山资源的开发，需要精准的数据支持，才能确保开采与开发。

测绘地理信息量大，通过各种测绘得到各类数据，要想全面做好精确统计，则会增加难度，统计数据质量直接关系测绘的成果，如果没有精确的数据统计，则无法形成有效应用，统计工作就是测绘的生命，统计数据必须要全面保证时效性、及时性、完整性、精确性，这是衡量一组数据质量的核心指标，要全面做好统计工作，科学技术起到了重要的作用。

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本科毕业论文基于Web的高校科研成果管理系统后台子系统的设计与实现The Design and Realization of the Background Subsystem of University Research Management System Based On Web学院名称：计算机科学与通信工程学院专业班级：软件工程0801学生姓名：耿沛文指导教师姓名：余春堂指导教师职称：讲师2012年 6 月江苏大学本科生毕业论文基于Web的高校科研成果管理系统后台子系统的设计与实现专业班级：软件工程0801 学生姓名：耿沛文指导教师：余春堂职称：讲师摘要由于高校每年产出大量的科研成果，迫切需要一个高效灵活的网络系统来管理这些成果，为教师科研工作量的核算，部门业绩的评估提供依据。

本系统就是要设计这样一个系统，可以对各种类型的成果进行集中管理，包括：学术论文、学术专著、论文检索、以及科研项目。

本文首先对高校科研成果管理系统的背景及发展现状展开论述，引入研究的目的与意义；然后简介了建立系统的平台，；接下来设计高校科研成果管理系统后台子系统，主要包括需求分析，数据库设计。

系统实现了一个后台角色：系统管理员。

系统管理员的主要操作包含科研成果信息管理、用户信息管理、用户答疑等几个重要软件模块。

本系统在一定程度上满足了高校科研成果管理系统的基本需求。

由于时间限制和自己能力的局限性，本系统还有些不足，如用户界面还不够美观、功能还不够完善等，这些都有待于进一步加强。

关键词：高校；数据库管理；系统设计；科研成果I耿沛文：基于Web的高校科研成果管理系统后台子系统的设计与实现The Design and Realization of the Background Subsystem of UniversityResearch Management System Based On WebAbstract Universities annually produce a lot of scientific research. So there is an urgent need for an effective and flexible network system to manage these outcomes, provide accounting for teachers’ workload and provide a basis for assessment of teachers. This system is to design such a system to manage the scientific research, including: paper, monographs and retrieval.This paper first discusses the background and development status of the university research management system, and introduces the purpose and significance of the study; secondly introduces the system-building platform, ; and then designs the system contains demand analysis, database design. The system realizes the function of a background role: System Administrator. The main operating system administrator includes several important software modules such as scientific research information management, user information management and user question management. The system meet the basic demand of the university research management in some conditions.Key Words:College; Database Management; System Design; Academic ResearchII江苏大学本科生毕业论文目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2高校科研成果管理系统的背景及发展现状 (1)1.3研究的目的与意义 (2)第二章开发环境简介 (3)2.1 开发平台介绍 (3)2.1.1 .NET框架介绍 (3)2.1.2 介绍 (4)2.1.3 的应用 (6)2.2 SQL概述 (7)第三章需求分析 (10)3.1 对功能的规定 (10)3.2 产品功能分析 (11)3.2.1系统的功能描述图 (11)3.2.2系统的功能特点 (11)3.2.3流程图 (12)3.3 用例描述 (12)第四章数据库设计 (15)4.1 数据库的结构设计 (15)4.2 创建数据表 (16)第五章功能模块的设计 (23)5.1 增加子模块 (23)III耿沛文：基于Web的高校科研成果管理系统后台子系统的设计与实现5.2 查询子模块 (24)5.3 修改删除管理模块 (25)5.4 多表联合查询模块 (26)第六章系统运行及测试 (27)6.1 系统配置要求 (27)6.2 测试环境配置 (27)6.3 系统测试 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)IV江苏大学本科生毕业论文第一章绪论1.1 引言高校科研成果管理系统最基本的功能是为用户提供优秀论文查询系统，实现大量论文的储存、修改、查询、共享的功能。

空间数据库实验报告实验名称空间数据建库及系统开发专业地理信息系统学号B10090113 B10090115姓名冶福荣宋楠开课时间2010 / 2011 学年，第 2 学期实验说明1、按照实验一（arcgis数字化）的过程，对道路扫描图（实验数据1）进行数字化，至少数字化10条道路，并为每个道路赋GID值，GID的类型为string。

2、按照实验二（属性建库）的过程建立道路属性库，其中道路标的结构如下图（内容根据实际需要进行调整）。

3、按照实验二（属性建库）中数据备份的要求，将数据及时备份到Access数据文件中去（避免关机后数据丢失）4、按照实验三（ODBC实验），建立属性库的ODBC连接服务，并测试5、按照实验四中的步骤，开发一个道路查找系统。

6、提交实验报告7、报告格式，一级标题采用“标题2”、黑体；二级标题采用“标题3”、黑体。

三级标题采用“华文中宋”、四号字。

一实验目的、以扫描的地图为参考，通过数字化的方法，建立空间数据库。

掌握利用SQLServer2000创建属性数据表。

掌握利用Microsoft Visual Studio 2005 C#的组件进行数据库编程的基本方法。

掌握基于SDE的空间数据载入、查询及属性库关联等操作。

二、实验设备：机房的计算机操作系统：Windows XP软件名称: Esri Arcgis9.3、SQL Server2000、Microsoft Visual Studio 2005 、Access等三、实验任务：（1）arcgis数字化的过程，对道路扫描图进行数字化，至少数字化10条道路，并为每个道路赋GID值，GID的类型为string。

属性建库的过程建立道路属性库，其中道路标的结构如下图（内容根据实际需要进行调整）。

（2）按照属性建库中数据备份的要求，将数据及时备份到Access 数据文件中去，避免关机后数据丢失。

（3）了解Visual Studio2005各个组件及理解它们的功用，进行界面设计，开发一个简单的道路查找系统，实现对道路的查找。

2021571自定义SWRL知识图谱推理补全插件的实现陈光1，2，3，4，蒋同海1，3，王蒙1，4，唐新余1，4，季文飞1，2，41.中国科学院新疆理化技术研究所，乌鲁木齐8300112.中国科学院大学，北京1000493.新疆民族语音语言信息处理实验室，乌鲁木齐8300114.江苏中科西北星信息科技有限公司，江苏无锡214135摘要：知识图谱是人工智能应用的基石，基于规则进行推理是知识图谱知识补全的重要方式。

SWRL推理插件的局限性成为了知识推理补全的瓶颈。

打破了SWRL有限的推理能力，论述了在SWRL规则中编写自定义知识推理插件，并在知识图谱建模和推理工具中实现对自定义插件推理支持的方法。

介绍了知识图谱知识建模和推理的方法与工具，结合一个具体的知识补全需求建模了包含自定义知识推理插件的SWRL推理规则；在Pellet推理机中实现和注入了此自定义推理插件的推理支持源码，并通过与Protégé知识建模工具进行集成从而完成知识补全需求；应用包含自定义插件的SWRL推理规则完成了老人健康小屋物联网系统资源组成和资源故障诊断的知识补全。

以此论述了使用SWRL自定义知识推理插件进行知识图谱知识补全的方法和实践。

关键词：知识图谱；知识补全；推理；SWRL语言；Protégé知识建模型工具；Pellet推理机；自定义插件文献标志码：A中图分类号：TP391doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1910-0342Custom SWRL Knowledge Graph Completion Reasoning Built-ins Implementation MethodCHEN Guang1，2，3，4,JIANG Tonghai1，3,WANG Meng1，4,TANG Xinyu1，4,JI Wenfei1，2，41.Xinjiang Technical Institute of Physics&Chemistry,Chinese Academic of Sciences,Urumqi830011,China2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China3.Xinjiang Laboratory of Minority Speech&Language Information Processing,Urumqi830011,China4.Jiangsu CAS Nor-West Star Information Technology Co.,Ltd.,Wuxi,Jiangsu214135,ChinaAbstract：Knowledge Graph（KG）is the cornerstone of AI application,and rule-based reasoning is still an important way to complete knowledge in KG.The limitation of SWRL reasoning built-ins has become the bottleneck of knowledge reasoning and complete.This paper breaks the limited reasoning ability of SWRL,and discusses the method of compiling custom knowledge reasoning built-ins in SWRL rules,and realizing reasoning support for these plug-ins in knowledge graph modeling and reasoning tools.Firstly,the paper introduces the methods and tools of knowledge modeling and reasoning in KG,and establishes SWRL reasoning rules including custom reasoning built-in with a specific knowledge completion requirement.Then,the reasoning support source code of this custom reasoning built-in is implemented and injected into Pellet reasoner,and is integrated with Protégéknowledge modeling tool to fulfill the requirement.Finally,the SWRL inference rules including the custom plug-ins are applied to complete the knowledge completion of the resource composition and resource fault diagnosis of the Internet of things system in the elderly healthy cabin.In this way,it discuss-es the method and practice of using SWRL custom reasoning built-ins to complete knowledge graph.Key words：knowledge graph;knowledge complete;reasoning;Semantic Web Rule Language（SWRL）;Protégéknowl-edge modeling tool;Pellet reasoner;custom built-ins基金项目：无锡市科技发展资金项目（N20191005）作者简介：陈光（1988—），通信作者，男，博士研究生，主要研究方向为物联网系统技术与应用、物联网体系结构建模与模型检测、模式识别和人工智能，E-mail：；蒋同海（1963—），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为计算机网络与流量技术、大数据技术、物联网技术；王蒙（1980—），男，副研究员，主要研究方向为信息处理、大数据融合、大数据清洗；唐新余（1975—），男，博士，副研究员，硕士生导师，主要研究方向为数据参考技术、数据挖掘、大数据清洗；季文飞（1991—），男，博士研究生，主要研究方向为知识图谱技术、大数据融合、大数据清洗。

[收稿日期]20231019[基金项目]国家科技重大专项 高温高压油气藏开发动态监测方法与诊断技术研究 (2021D J 1006);新疆自治区创新人才建设专项自然科学计划(自然科学基金)项目 水平井反演优化解释方法的研究与实现 (2020D 01A 132)㊂ [第一作者]李家骏(1994),男,硕士,工程师,现主要从事生产测井解释㊁方法研究及软件开发的工作,l i j j76@c n o o c .c o m .c n ㊂ [通信作者]宋文广(1979),男,博士(后),教授,博士生导师,现主要从事石油工业数据处理技术方面的研究工作,7323468@q q.c o m ㊂李家骏,马焕英,侯振永,等.基于C #+O pe n G L 的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究[J ].长江大学学报(自然科学版),2024,21(2):101-109. L I J J ,MA H Y ,H O U Z Y ,e t a l .D e v e l o p m e n t a n da p p l i c a t i o no fM A P S3Db o r e h o l e i m a g i n g s of t w a r eb a s e do nC #+O pe n G L [J ].J o u r n a l o fY a n g t z eU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ),2024,21(2):101-109.基于C #+O pe n G L 的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究李家骏1,马焕英1,侯振永1,吴晓龙1,宋文广2,郭海敏31.中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,河北廊坊0652012.长江大学计算机科学学院,湖北荆州4340233.油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北武汉430100[摘要]基于油水㊁气水等多相流实验数据和图像资料,采用C#语言结合T a o 框架O pe n G L 研发一套适用于MA P S 阵列多探头测井(以下简称 MA P S 测井 )仪器的井筒流体三维成像显示(C O S L -M a p s V i e w )软件㊂该软件可实现测井数据的直接加载,快速精确直观显示井筒内油气水的分布情况㊂基于图像重构对MA P S 测井仪器进行了适用性研究,表明MA P S 测井在水平井和大斜度井中低流量情况下的分层流中具有良好的应用效果,在高流量分散流中应用效果不佳㊂经验证,该软件成像效果达到了国外同等水平,对海上油气田找堵水等工程作业具有指导意义㊂[关键词]水平井;MA P S 测井仪器;三维成像;C #;O p e n G L [中图分类号]T P 391.4;T E 937[文献标志码]A [文章编号]16731409(2024)02010109D e v e l o p m e n t a n da p p l i c a t i o no fM A P S 3Db o r e h o l e i m a g i n g s o f t w a r e b a s e do nC #+O pe n G L L I J i a j u n 1,MA H u a n y i n g 1,HO UZ h e n y o n g 1,WU X i a o L o n g 1,S O N G W e n g u a n g 2,G U O Ha i m i n 31.W e l l -T e c hD e p a r t m e n t ,C O S L ,L a n g f a n g 065201,H e b e i 2.S c h o o l o fC o m p u t e r S c i e n c e ,Y a n g t z eU n i v e r s i t y ,J i n gz h o u434023,H u b e i 3.K e y L a b o r a t o r y o fE x p l o r a t i o nT e c h n o l o g i e s f o rO i l a n dG a sR e s o u r c e s ,M i n i s t r y o fE d u c a t i o n (Y a n g t z eU n i v e r s i t y ),W u h a n 430100,H u b e iA b s t r a c t :B a s e d o n t h e e x p e r i m e n t a l d a t a a n d i m a g e d a t a o f o i l -w a t e r ,g a s -w a t e r a n do t h e rm u l t i ph a s e f l o w s ,aw e l l b o r e f l u i d3Di m a g i n g d i s p l a y (C O S L -M a p s V i e w )s o f t w a r es u i t a b l ef o r MA P Sa r r a y m u l t i p r o b el o g g i n g (h e r e i n a f t e r r e f e r r e d t o a s MA P S l o g g i n g )i n s t r u m e n tw a s d e v e l o p e db y u s i n g C #l a n g u a g e a n dT a o f r a m e w o r kO p e n G L .T h e s o f t w a r e c a nd i r e c t l y l o a d l o g g i n g d a t a ,q u i c k l y a n da c c u r a t e l y d i s p l a y t h ed i s t r i b u t i o no fo i l ,g a sa n d w a t e r i nt h e w e l l b o r e .B a s e do ni m a g er e c o n s t r u c t i o n ,t h ea p p l i c a b i l i t y o f MA P Sl o g g i n g in s t r u m e n th a sb e e ns t u d i e d ,w h i c h s h o w s t h a tMA P S l o g g i n g i n s t r u m e n th a s g o o da p p l i c a t i o ne f f e c t i ns t r a t i f i e df l o w w i t hl o wf l o wr a t e i nh o r i z o n t a l w e l l a n dh i g h l y d e v i a t e dw e l l ,b u t h a s a p p l i c a t i o ne f f e c t i nh i g h f l o ws c a t t e r e d f l o w .T h r o u gha c t u a l v e r i f i c a t i o n ,t h e i m a g i n g e f f e c t o f t h e s o f t w a r e h a s r e a c h e d t h e s a m e l e v e l a b r o a d ,w h i c hh a s g u i d i n g s i g n i f i c a n c e f o r e n g i n e e r i n g o p e r a t i o n s s u c ha s f i n d i n g a n d p l u g g i n g wa t e r i no f f s h o r e o i l a n d g a s f i e l d s .K e yw o r d s :h o r i z o n t a lw e l l ;MA P S l o g g i n g i n s t r u m e n t ;3Di m a g i n g ;C #;O p e n G L ㊃101㊃长江大学学报(自然科学版) 2024年第21卷第2期J o u r n a l o fY a n g t z eU n i v e r s i t y (Na t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ) 2024,V o l .21N o .2水平井是油气藏提高采收率的重要技术之一,在我国海上油田被广泛应用㊂以南海东部油田为例,在生产井中约90%为水平井开采;随着开发程度的增加,大部分水平井开发油田已进入特高含水开发期,呈现高液量㊁特高含水特征,含水率超90%,稳油控水的需求显得尤为迫切㊂传统的化学或机械式笼统堵水效果不佳,成功率不足20%㊂利用测井技术明确出水层位实现精准找水,继而有的放矢实施定向封堵,能较大程度优化堵水效果㊁实现水平井控水增油㊂为此,海上油气田引入了水平井MA P S 阵列多探头测井(以下简称 MA P S 测井 )仪器及配套的井筒三维快速成像显示软件,在测井后可快速对井筒内的流体进行三维重构显示,快速准确获取出水层位,辅助指导精细测井解释㊂面对海上油田日益剧增的作业需求,寻求生产软件自主化㊁国产化,打破长期对国外软件技术的依赖,在满足应用需求的前提下开发一套独立自主且适用于海上油田的井筒三维成像软件,能够有效降低生产成本㊂图1 M A P S 测井仪器F i g .1 T h e i n s t r u m e n t s t r i n gs o fM A P S 1 M A P S 测井技术简介MA P S 测井是S o n d e x 公司针对大斜度井水平井研制的生产测井组合剖面测井技术,该技术主要由MA P S 测井仪器组合构成㊂如图1所示,该测井仪器组合由阵列电容(C A T )㊁阵列电阻(R A T )㊁阵列光纤持气(G A T )和阵列涡轮(S A T )等4种不同原理和测量功能的仪器串构成㊂4只阵列仪器均由多组弓形支臂将阵列探头均匀分布于井周,在实际测量过程中,通常在组合各仪器间添加扶正器以保证居中测量[1-5]㊂M A P S 测井仪器会记录井周不同高度位置的持率和流体速度等信息㊂C A T 和R A T 分别记录12条电容和电阻持率信息,记作N C A P 01㊁N C A P 02N C A P 12和R A T M N 01㊁R A T M N 02 R A T M N 12;G A T 和S A T 分别记录6条光纤持气和涡轮转速信息,记作G A TMN 01㊁G A T MN 02 G A T MN 6和S P I N 1㊁S P I N 2 S P I N 6㊂上述阵列仪器均内置陀螺仪,以阵列仪器的1号探头为基准,记录仪器在测井过程中的旋转角度㊂数据处理时,需根据各自仪器记录的旋转角度对阵列探头与井筒的相对位置进行校正处理,以真实反映井筒内探头位置的分布情况,如图2所示㊂图2 M A P S 测井阵列仪器井筒分布示意图(以12探头为例) F i g .2 T h ew e l l b o r e d i s t r i b u t i o nd i a g r a mo fM A P S a r r a yi n s t r u m e n t (A s 12P r o b e s)2 T a o .O pe n G L 简介O p e n G L (o p e n g r a p h i c s l i b r a r y),又称为 开放图形库 ,是一个专业用二维和三维图形绘制的底层图形库,被广泛应用于C A D ㊁科学可视化程序㊁游戏开发和虚拟现实等领域[6]㊂C#是一种运行于.N E TF r a m e w o r k 之上的面向对象的高级编程语言㊂C#语言没有直接提供O pe n G L 相关的接口,直接调用比较繁琐复杂,往往采用第三方开源库进行开发,常见有C s G L ㊁S h a r pG L 以及T a o 框架中的O pe n G L 等[7-12]㊂㊃201㊃长江大学学报(自然科学版)2024年3月笔者研究采用的T a o 框架中的O p e n G L 来研发相关软件㊂新建程序工区后通过引用T a o .O pe n G l ㊁T a o .F r e e G l u t 和T a o .P l a tf o r m .W i n d o w s 等3个基础库来实现对O p e n G L 函数的调用,使用T a o .P l a t f o r m .W i n d o w s 中的S i m p l e O pe n G L C o n t r o l 控件绘图场景进行软件的开发绘制㊂3 多相流物理实验为提高MA P S 测井技术在海上油田的适用性,更加深入研究不同井斜㊁相态和含水条件下的仪器响应特征,在长江大学多相流实验室内采用有效长度为12m ㊁外径为7i n 玻璃模拟套管(内径为6.26i n )进行了涵盖仪器单相刻度㊁油水㊁气水和油气水三相共计约520组多相流模拟实验㊂实验采用介质为10#工业白油(黏度为10P a ㊃s ,密度为0.84g /c m 3)㊁自来水(黏度为1.16m P a ㊃s ,密度为0.9884g /c m 3)和室内空气(黏度为17.9μP a ㊃s ,密度为1.29ˑ10-3g /c m 3)[1-2]㊂ 注:水平井气水两相流600m 3/d ,含水率15%㊂图3 多相流实验记录照片F i g .3 T h e p h o t o o fm u l t i ph a s e f l o wt e s t 如图3所示,实验过程中采用摄像机等拍摄设备全程记录玻璃管筒内的流体流动状态,为不同实验条件下流体的流态与分布特征分析㊁仪器持率和流量计算方法研究及井筒三维成像显示对比研究等提供图像和视频支持㊂多相流实验流量从100~600m 3/d,涵盖高㊁中㊁低不同流量和含水率情况,根据T R A L L E R O 等[13]提出的多相流流型划分标准和实验记录照片,可将水平井和近水平井油水两相流划分为界面光滑分层流(S T )㊁界面混杂分层流(S I &M I )和油水混相的分散流(W /O&O/W ),将气水两相流划分为界面光滑分层流(S T )㊁界面混杂分层流(S I &M I )和段塞流(S F )㊂利用井筒三维快速成像算法对实测数据重构得到井筒内流体的分布情况,对MA P S 测井仪器研究不同流型的适用性具有指导作用㊂4 程序开发实现基于多相流的实验分析和实际生产应用的需求,融合S o n d e x 三维成像软件的功能,研制出一套具有独立知识产权的软件平台㊁可直接加载M A P S 测井数据的井筒流体三维成像显示(C O S L -M a ps V i e w )软件㊂可实现数据读取㊁数据解析㊁阵列数据预处理㊁数据插值和井筒持率成像显示等功能㊂此外可实现不同持率仪器与涡轮仪器的组合显示㊁井筒网格㊁井筒截面显示以及井筒动态播放模拟流动显示等多种个性化功能,其软件设计逻辑流程如图4所示㊂图4 C O S L -M a ps V i e w 软件设计流程图F i g .4 T h e s o f t w a r e d e s i g n f l o wc h a r t o fC O S L -M a ps V i e w ㊃301㊃第21卷第2期李家骏等:基于C #+O p e n G L 的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究4.1 测井数据文件解析MA P S 测井作业后,每趟测量的数据以L a s 格式文件进行存储,L a s 格式分为文件头和测井数据存储2大部分,如图5所示㊂常见的L a s 格式测井数据以L a s 2.0和L a s 3.0两种为主,两种格式的区别在于文件头内容略有不同㊂通过研究不同格式文件标示符号和存储规则,实现对单行存储㊁多行存储的L a s 2.0和L a s 3.0格式的文件头内容的读取与解析㊂图5 M P A S 测井实测文件(L a s 2.0多行存储格式)F i g .5 T h e l o g g i n g D a t a o fM A P S (M u l t i pl e l i n e s o fL a s 2.0)以L a s 2.0为例,通过文件头中 ~W e l l I n f o r m a t i o nB l o c k 标识以下的内容获取测量井段的起始㊁结束深度以及采样间隔等信息,通过 ~C u r v e I n f o r m a t i o nB l o c k 获取曲线的名称,继而自动识别MA P S 测井所选用的仪器串组合,通过固定标示符号 ~A 获取存储测井数据的起始行,对记录的数据进行逐行读取并存入相应的曲线中[14-16],符号说明见表1㊂表1 测井L a s 2.0和L a s 3.0常见标示符号说明T a b l e 1 T h e d e s c r i p t i o no f c o m m o nm a r k i n g s y m b o l s f o r l o g g i n g La s 2.0a n dL a s 3.0标识符号L a s 2.0L a s 3.0说明~V e r s i o n I n f o r m a t i o n C W L S L o g AS C I I S t a n d a r d -V E R S I O N2.0~V e r s i o n I n f o r m a t i o n C W L S L o g AS C I I S t a n d a r d -V E R S I O N3.0L a s 数据格式版本信息 O n e l i n e p e r d e p t hs t e p /M u l t i p l e l i n e s p e r d e p t h s t e p数据存储方式(单行/多行)~C u r v e I n f o r m a t i o nB l o c k ~C U R V E曲线名称存储标示~A~A S C I I|C U R V E测井数据存储标示4.2 阵列数据预处理为了更加真实反映井筒流体分布状态,测量数据成像显示前需进行持率归一化和流体速度计算处㊃401㊃长江大学学报(自然科学版)2024年3月图6 C A T 数据归一化校正图版F i g.6 T h e n o r m a l i z e d c o r r e c t i o n c h a r t o fC A T 理㊂C A T 数据根据图6所示的校正图版进行处理得到不同位置的持水率;R A T 和G A T 测量的数据则根据式(1)和式(2)所示方法,结合不同介质中的刻度值计算得到不同位置的持水率和持气率;S A T 数据需结合涡轮转速与仪器响应系数㊁涡轮的启动速度和电缆速度之间的关系计算得到每个阵列涡轮测量位置的流体速度值,如式(3)所示㊂海上油田MA P S 测井往往会根据现场刻度确定不同仪器在不同流体中的刻度值,也可参考仪器的标准参考值,如表2所示㊂Y w _R A T _i =R i -R hR w -R h(1)式中:Y w _R A T _i 为每个R A T 探头计算得到的持水率,1;R i 为R A T 仪器的实测值,1;R h 为烃类的刻度值,1;R w 为水的刻度值,1㊂Y g _G A T _i =G i -G lG g -G l(2)式中:Y g _G A T _i 为每个G A T 探头计算得到的持气率,1;G i 为G A T 仪器的实测值,1;G l 为流体的刻度值,1;G g 为气体的刻度值,1㊂v i =k i S i +v t i -v l(3)式中:v i 为每个S A T 涡轮计算得到的流体速度,m /m i n ;S i 为S A T 仪器测量的涡轮转速,r /s ;k i 为第i 个S A T 涡轮的仪器响应系数,1;v t i 为第i 个S A T 涡轮的启动速度,m /m i n ;v l 为测量过程中的电缆速度,m /m i n㊂表2 M A P S 测井不同仪器标准参考值T a b l e 2 T h e s t a n d a r d r e f e r e n c e v a l u e s o fM A P S l o g g i n gi n s t r u m e n t s 仪器标准参考值C A T在气㊁油㊁水中的值依次为0㊁0.2㊁1R A T 在烃类㊁水中的值依次为0.5㊁1G A T在气体㊁液体中的值依次为1㊁0S A T 斜率k :0.2625(m ㊃s )/(m i n ㊃r ),启动速度v t :9.144m /m i n 4.3 成像显示效果实现根据阵列数据在井周分布的位置,将归一化后的持率数据在相邻两个探头之间进行线性插值,得到2n 个(n 为探头个数)新的持率数据点,根据实际需求选取合适的持率仪器(默认为C A T 仪器),根据不同深度点的旋转角度数据,将各深度点测量的阵列数据校正到同一测量方位,继而通过插值得到井周的流体分布情况㊂水平井筒内流体由于重力的分异作用呈现分层流,流体性质仅在垂直于井筒方向上存在变化,因此将归一化后的持率信息按照其井周位置投影到井筒截面的垂向轴线上,如图7所示,红色点为投影后的持率位置㊂根据垂向轴线上的n 个持率信息插值得到整个垂向上的持率分布,从而对整个井筒的流体分布进行重构[2,4]㊂利用直线绘制G l .G L _L I N E _L O O P 函数绘制井筒网格效果,默认绘制的井筒长度为10m ,可根据实际应用需求在软件中自由调整显示井段;设定不同持率范围的显示颜色,根据井筒网格绘制的精细网格通过三角形绘制函数G l .G L _T R I A N G L E _S T R I P 和多边形填充函数G l .G L _F R O N T _A N D _㊃501㊃第21卷第2期李家骏等:基于C #+O p e n G L 的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究图7 井筒截面线性插值实现示意图F i g .7 T h e s c h e m a t i c d i a g r a mo f l i n e a r i n t e r p o l a t i o n i m pl e m e n t a t i o n f o rw e l l b o r e s e c t i o nB AC K ㊁G l .G L _F I L L 实现对井筒的填充显示效果,以反映井筒内不同位置流体性质;此外通过自定义文字绘制函数D r a w O u t p u t T e x t 和直线绘制函数G l .G L _L I NE S 实现S A T 仪器流体速度箭头和数值的显示;根据旋转函数G l .g l R o t a t e f 和模型缩放函数G l .gl S c a l e f 结合X ㊁Y ㊁Z 轴方向的变化实现图像的旋转和缩放效果㊂图8为C O S L -M a p s V i e w 软件三维图像显示效果图,其中红色表示为油相㊁蓝色表示为水相,S A T 计算的流体速度用黄色箭头表示,可根据实际需求自定义显示的颜色㊂图8 C O S L -M a p s V i e w 软件显示效果图F i g .8 T h e d i s p l a y d i a g r a mo fC O S L -M a ps V i e w 5 应用效果分析为了验证C O S L -M a ps V i e w 软件成像算法和显示效果的准确性,采用多相流实验数据进行三维成像重构显示,与实验过程中记录的图像进行对比分析㊂油水两相模拟实验三维成像效果与实验图像对比情况如表3所示㊂水平井眼条件下在总流量较低时,井筒为界面光滑分层流,随着含水率的增加,油水界面不断升高,三维成像效果与实验图像具有良好的一致性㊂此外在大斜度井(如表3中井斜85ʎ)中含水率较高条件时,流体分层界面出现波状的混杂现象,三维成像效果也较好地刻画了这一流型特征㊂在总流量较高情况下,井筒内油相和水相进行混合,从实验拍摄的照片和视频均无法区分油相和水相,而由于MA P S 测井仪器记录的为井筒一周的信息,在相态混合的情况下测量的均为水的响应,三维成像显示全为水相,与实际情况不符,也侧面验证了仪器的适用范围㊂MA P S 测井仪器在水平井和大斜度㊃601㊃长江大学学报(自然科学版)2024年3月井低流量分层流中具有良好的适用性㊁在流量较高井筒内为分散流时应用效果不佳㊂表3 油水两相三维成像效果与实验图像对比T a b l e 3 T h e c o m p a r i s o no f o i l -w a t e r t w o -p h a s e t h r e e -d i m e n s i o n a l i m a g i n ga n d e x p e r i m e n t a l i m a ge 表4为气水两相模拟实验三维成像效果与实验图像对比情况㊂水平井眼在总流量较低的情况下,井筒同样呈现界面光滑的分层流;在总流量较大㊁含水率较低的情况下井筒中的流体由界面光滑分层流过渡到有波状起伏变化的界面混杂分层流;随着含水率的增加,逐渐变成非连续气相的段塞流㊂利用实验数据重构显示的三维成像效果与实验图像相符㊂C O S L -M a p s V i e w 软件对水平井和大斜度井快速判别井眼流体类型和流型识别具有一定指导作用㊂渤海油田P 10井为一口水平调整井,2009年底开井初期含水率为6.4%,后期含水率逐步快速上升至70.0%,2012年进行酸化作业后含水率上升至99.0%,后补液生产含水率96.3%㊂测试前井口为油水两相流,日产液为64.0m 3,含水率为96.8%,经实验流型分析,水平井段为分层流㊂为明确水平井段的产出情况和主要产水点,采用MA P S 测井仪器(C A T+R A T+S A T )进行了水平井测试㊂如表5所示,其中(a )为S o n d e x 软件快速成像,(b )为C O S L -M a p s V i e w 软件成像,结果表明在实测井中,二者显示的成像效果基本一致㊂(c )为井筒横截面成像,(d )为精细解释井筒持率分布成像,从(c )和(d )成像图中可明显看出在经过2230m 后井筒内完全被水相所充填,井筒截面成像图显示2230m 处井筒内大部分流体为水相,2230m 以上井段均为水相,说明2230m 处为该井段的主要出水层位;在2400m 处井筒截面成像图显示有近一半的井筒截面被水相占据,此处应为该井段的次要出水层位㊂C O S L -M a ps V i e w 软件相比S o n d e x 软件能较好刻画该井的次要出水层位,对比精细解释㊃701㊃第21卷第2期李家骏等:基于C #+O p e n G L 的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究井筒持率分布成像图,均有良好的一致性,反映了该软件成像算法和显示效果的准确性㊂表4 气水两相三维成像效果与实验图像对比T a b l e 4 T h e c o m p a r i s o no f g a s -w a t e r t w o -p h a s e t h r e e -d i m e n s i o n a l i m a g i n ga n d e x p e r i m e n t a l i m a ge 表5 实测井成像效果对比T a b l e 5 T h e i m a g i n g c o m p a r i s o no f r e a l l o g g i ng6 结论1)研制出基于C #和O p e n G L 开发了具有自主知识产权的C O S L -M a ps V i e w 软件,操作方便快捷,可实现测井数据的直接加载㊁仪器自动识别和快速成像等功能,可真实全面直观地显示井筒内的流体分布情况㊂㊃801㊃长江大学学报(自然科学版)2024年3月2)基于C O S L -M a ps V i e w 软件对MA P S 测井仪器的适用性进行了分析研究,MA P S 测井仪器在水平井和大斜度井中低流量情况下的分层流中具有良好的应用,可精确反映流体分布状态㊂经实测井验证达到国外主流软件的处理水平,对水平井快速找水识别提供有效技术支撑,提高了油气田堵水的成功率㊂参考文献:[1]李家骏,马焕英,侯振永,等.低产水平井油水两相中的C A T 流体成像分析[J ].中国石油和化工标准与质量,2021,41(22):24-25,27.L I J J ,MA H Y ,H O UZY ,e t a l .I m a g i n g a n a l y s i so fC A Tf l u i d i no i l -w a t e r t w o -p h a s e i n l o w p r o d u c t i o nh o r i z o n t a lw e l l s [J ].C h i n a P e t r o l e u ma n dC h e m i c a l S t a n d a r d a n dQ u a l i t y ,2021,41(22):24-25,27.[2]李家骏,马焕英,李恒,等.海上油田水平井阵列电容持水率计算方法[J ].测井技术,2023,47(1):55-61.L I J J ,MA H Y ,L IH ,e t a l .C a l c u l a t i o nm e t h o d o f w a t e r h o l d u p o f c a p a c i t a n c e a r r a yt o o l f o r h o r i z o n t a l w e l l s i n o f f s h o r e o i l f i e l d [J ].W e l l L o g g i n g T e c h n o l o g y,2023,47(1):55-61.[3]陈猛,谢韦峰,张煜,等.水平井油水两相流阵列电磁波持水率计算方法及应用[J ].油气藏评价与开发,2023,13(4):505-512,518.C H E N M ,X I E WF ,Z H A N GY ,e t a l .M e t h o d s a n d a p p l i c a t i o n f o rw a t e r h o l d u p c a l c u l a t i o n a n d f l o w i n g i m a g e b a s e d o n a r r a y e l e c t r o m a g n e t i c w a v e i n s t r u m e n t i nh o r i z o n t a lw a t e r -o i lw e l l s [J ].P e t r o l e u m R e s e r v o i rE v a l u a t i o n a n dD e v e l o p m e n t ,2023,13(4):505-512,518.[4]李家骏.流体成像测井仪数据处理方法研究与软件开发[D ].荆州:长江大学,2019.L I J J .A r e s e a r c h o n d a t a p r o c e s s i n g m e t h o d a n d s o f t w a r e d e v e l o p m e n t o f f l u i d i m a g i n g l o g g i n g t o o l [D ].J i n g z h o u :Y a n g t z eU n i v e r s i t y ,2019.[5]卢鑫.MA P S 仪器组合解释方法研究与解释模块开发[D ].荆州:长江大学,2023.L U X .MA P S i n s t r u m e n t c o m b i n a t i o n i n t e r p r e t a t i o nm e t h o d r e s e a r c ha n d i n t e r p r e t a t i o nm o d u l e d e v e l o p m e n t [D ].J i n g z h o u :Y a n g t z e U n i v e r s i t y,2023.[6]占洪涛.基于G P U 并行加速的I S A R 实时成像系统研究[D ].西安:西安电子科技大学,2022.Z HA N H T .R e s e a r c ho n I S A Rr e a l -t i m e i m a g i n g s y s t e mb a s e do nG P U p a r a l l e l a c c e l e r a t i o n [D ].X i a n :X i d i a nU n i v e r s i t y,2022.[7]潘敏,何宗斌.在C #中结合O p e n G L 实现M I T -M T T 套损检测三维成像软件开发[J ].计算机光盘软件与应用,2013,16(12):252,254.P A N M ,H EZB .D e v e l o p m e n t o f t h r e e -d i m e n s i o n a l i m a g i n g s o f t w a r e f o r M I T -M T Tc a s i n g d a m a g ed e t e c t i o n i nC#c o m b i n e dw i t h O p e n G L [J ].C o m p u t e rC DS o f t w a r e a n dA p pl i c a t i o n s ,2013,16(12):252,254.[8]胡灏东,柯薇,魏邹颖,等.基于O pe n G L 改进算法织物线圈模型三维仿真[J ].针织工业,2023(6):29-32.HU H D ,K E W ,W E I ZY ,e t a l .3Ds i m u l a t i o no fw ef tk n i t t e d f a b r i c l o o p m o d e l b a s e do nO p e n G L i m p r o v e da lg o r i th m [J ].K ni t t i n gI n d u s t r i e s ,2023(6):29-32.[9]杨萍,杨良煜,黄向东.基于O p e n G L 的多臂井径仪三维成像系统的设计[J ].工矿自动化,2009,35(2):42-45.Y A N GP ,Y A N GLY ,HU A N GXD .D e s i g n o f 3D i m a g i n g s y s t e m f o rm u l t i -a r mc a l i p e r l o g g i n g t o o l b a s e d o nO p e n G L [J ].I n d u s t r y a n d M i n eA u t o m a t i o n ,2009,35(2):42-45.[10]罗彬.基于C #与O pe n G L 的密集井井眼轨迹三维可视化系统研究[J ].智能计算机与应用,2018,8(5):67-70.L U OB .R e s e a r c h o n 3Dv i s u a l i z a t i o n s y s t e mof d e n s ew e l l t r a j e c t o r y b a s e d o nC #a n dO p e n G L [J ].I n t e l l ig e n t C o m p u t e r a n dA p pl i c a t i o n s ,2018,8(5):67-70.[11]李婉,宋文广,邹佳伦,等.C #的三维可视化水平井井眼轨迹跟踪研究与实现[J ].湖北工业大学学报,2015,30(1):23-24,42.L IW ,S O N G W G ,Z O UJL ,e t a l .R e s e a r c h a n d i m p l e m e n t a t i o n o f 3Dh o r i z o n t a lw e l l t r a c k v i s u a l i z a t i o n b a s e d o nC #[J ].J o u r n a l o f H u b e iU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,2015,30(1):23-24,42.[12]李洋.基于O pe n G L 的钻井管柱及井眼轨迹三维绘图研究[D ].荆州:长江大学,2014.L IY .Ar e s e a r c h of t h e d r i l l i ng s t r i n g a n d th e b o r e h o l e t r a j e c t o r y b a s e d o nO p e n G L3D g r a p hi c s [D ].J i n g z h o u :Y a n g t z eU n i v e r s i t y,2014.[13]T R A L L E R OJL ,S A R I C AC ,B R I L LJP .As t u d y o f o i l -w a t e r f l o w p a t t e r n s i nh o r i z o n t a l p i p e s [J ].S P EP r o d u c t i o n &F a c i l i t i e s ,1997,12(3):165-172.[14]强伟帆,潘懋,刘庆彬,等.面向深度学习的L a s 格式测井数据转换器设计[J ].科学技术与工程,2021,21(1):248-253.Q I A N G W F ,P A N M ,L I U QB ,e t a l .D e s i g no f L a s f o r m a t l o g g i n g d a t a c o n v e r t e r f o r d e e p l e a r n i n g [J ].S c i e n c eT e c h n o l o g y an d E n g i n e e r i n g ,2021,21(1):248-253.[15]郭海敏,樊鹤,张宫.L A S 测井数据解析与批量转换方法研究[J ].石油天然气学报,2013,35(4):89-91,167.G U O H M ,F A N H ,Z HA N G G .L A S l o g g i n g d a t a a n a l y s i s a n db a t c h c o n v e r s i o n [J ].J o u r n a l o fO i l a n dG a sT e c h n o l o g y,2013,35(4):89-91,167.[16]刘兴斌,李东举,胡金海,等.水平井油水两相流成像软件的设计与实现[J ].石油仪器,2014,28(6):12-15.L I U XB ,L IDJ ,HUJH ,e t a l .D e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no f t h e s o f t w a r e f o r t h e o i l -w a t e r t w o -p h a s e f l o w i m a g i n gi nh o r i z o n t a l w e l l s [J ].P e t r o l e u mI n s t r u m e n t s ,2014,28(6):12-15.[编辑] 龚丹㊃901㊃第21卷第2期李家骏等:基于C #+O p e n G L 的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究。

插件式GIS应用框架的设计与实现
陈红华;李满春;李飞雪
【期刊名称】《地理空间信息》
【年(卷),期】2011(009)002
【摘要】应用框架已经成为软件开发中一种非常实用的编程规范和设计架构.采用了C#插件式应用开发,并利用ArcGISEngine提供的一套完备的嵌入式GIS组件库和工具库,完成了插件式GIS应用框架的核心即框架宿主程序及各功能插件的设计与实现,以及插件式GIS应用框架平台的设计与实现;采用了动态插件加载配置的开发技术优势,通过可视化的构件协同建模,快速构建GIS应用,实现了GIS应用集成,开发的平台适用于任何与GIS应用(ESRI平台)有关的应用集成和作为GIS应用开发的基础开发平台.
【总页数】3页(P26-28)
【作者】陈红华;李满春;李飞雪
【作者单位】南京林业大学土木工程学院,江苏,南京,210037;南京大学地理与海洋科学学院,江苏,南京,210093;南京大学地理与海洋科学学院,江苏,南京,210093【正文语种】中文
【中图分类】P208
【相关文献】
1.全插件GIS应用框架的设计与实现 [J], 董涌江
2.基于ArcEngine插件式GIS应用框架的设计与实现 [J], 许巨平
3.基于.NET的插件式GIS应用框架设计与实现 [J], 李勇;岳建伟
4.基于ArcEngine插件式GIS 应用框架的设计与实现 [J], 潘宸;石善球;廖磊;胡晓荣
5.基于.NET插件技术的GIS应用框架的设计与实现 [J], 陈明;陆岚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第37卷第3期Vol.37,No.32007年3月J OURNAL OF UNIVE RSITY OF S CIE NCE AND TECHNOLO G Y OF CHINAMar.2007文章编号:025322778(2007)0320327206基于软件插件的虚拟实验资源库系统的构建3张小龙,霍剑青,袁　泉,王晓蒲(中国科学技术大学天文与应用物理系,安徽合肥230026)摘要:提出了应用软件插件技术构建虚拟实验资源库系统的方法,解决了系统扩展和维护过程中需要重新编译所有源码的难题,使得应用该技术建立的虚拟实验资源库系统具有良好的可扩展性和可维护性.设计的软件插件在不修改程序主体与现有插件的情况下对软件功能进行扩展与加强,因此能够满足用户自主追加功能的动态需求.关键词:软件插件;软件体系结构;虚拟实验中图分类号:TP391.9 文献标识码:AA design and implementation of virtu al experiment resourcebank system based on plug 2in technologyZHAN G Xiao 2long ,HUO Jian 2qing ,YUAN Quan ,WAN G Xiao 2p u(Depart ment of A st ronom y and A p plied Physics ,Universit y of Science and Technolog y of China ,Hef ei 230026,China )Abstract :A new met hod of const ructing virt ual resource bank system was proposed based o n plug 2in technology ,t hus solving t he p roblem of having to recompile all codes when expanding and maintaining t he system ,empowering t he virt ual resource bank system wit h good performance in expansibility and maintainability.By expanding and enhancing t he software f unctions wit hout changing t he main body of p rogram and existing plug 2in ,t he system can meet t he users πneed of dynamic adding f unctions.K ey w ords :software plug 2in ;software architect ure ;virt ual experiment0　引言20世纪90年代问世的大学物理仿真实验[1]用人工智能、自动控制理论对物理实验和仪器建立内在的模型,并通过计算机软件实现.实验者可通过仿真实验软件完成实验的各项内容,并可实现异地远程试验教学.随着计算机仿真实验的不断丰富和发展,仿真实验的课件资源和功能也不断地增加,内容包括力学、热学、电磁学、光学、近代物理学的虚拟实验平台、实验仪器和相关图像语音数据等.资源种类繁多,管理的类型也多样化.为了更加有效地使用和管理这些教学资源,我们开发了虚拟实验资源库系统软件.虚拟实验资源库系统是将优秀的仿真实验平台、实验仪器以及相关图片语音视频数据划分成各种素材,进行系统化、科学化分类,以电子信息形式存储在资源服务器中,构建成统一的资源库;并通过网络,使得异地的学生与教师都能使用仿真实验资源.资源库系统的设计必须既可以有效地管理这些资源又可以方便地对其功能进行扩展,以满足需要3收稿日期:2005204207;修回日期:2005209205基金项目:科技部科技型中小企业技术创新基金(04C26223400621)资助.作者简介:张小龙,男,1977年生,硕士.研究方向:虚拟现实与计算机网络.通讯作者:霍剑青,教授.E 2mail :hjq @追加功能的动态需求.例如,扩展实验报告提交,自动评分,用户在线交流,仪器用户自主设计以及用户添加自己编写的实验仪器等功能.常用的技术是进行源代码集成,并且使用链接库或组件.虽然这样也能对新增加模块进行无缝地集成,但是系统中每一个新功能的增加、修改等都需要重新编译与链接源代码和重新发布新的系统软件,代价非常昂贵.为此,本文提出了精简内核加软件插件的体系结构.实践证明,这是一个良好的开放体系设计.它提高了虚拟实验资源库系统的可扩展性和可维护性,同时用户可以根据插件的标准方便地对软件插件进行组装,以满足自己的需求,高级用户可以根据自己的教学计划方便地为系统增加新的功能,扩充系统,大大增强了软件的生命力.1　基于软件插件的系统体系结构用户软件领域的插件技术可分为3个类型.第一个类型是文本插件,类似于批命令的插件.第二种类型是脚本插件.该插件的使用需要承载体有一个脚本解析内核,用于解析并执计脚本命令.微软办公软件中使用的宏就属于这种类型.以上两种插件的自由度较小,且限制太多,可以实现的功能也有限.第三种就是软件插件.如图形处理软件Photo shop 所采用的体系结构就是微内核配合功能插件.这种插件的自由度很大,插件间耦合度小.软件插件的实质在于不修改程序主体与现有插件的情况下对软件功能进行扩展与加强,当插件的接口公开后,系统的后期维护团队就可以制作扩展的插件来增加新的功能,也就是实现真正意义上的“即插即用”软件开发.程序主体加软件插件结构将一个待开发的目标软件分为两部分,一部分为程序的主体或主框架,可定义为承载平台,另一部分为功能扩展或补充模块,可定义为插件(plug2in).由承载平台实现管理插件、系统内存申请和释放等核心功能,由插件实现用户交互等面向应用的功能.平台与插件,以及插件之间按一定的方式集成.根据虚拟实验资源库系统自身的特点,本文提出了虚拟实验资源库系统的承载平台与插件的集成方法,确定了虚拟实验资源库系统的体系结构.如图1所示,将系统划分为四个基础功能模块插件和一个底层承载平台.四个功能模块包括: (Ⅰ)用户界面模块(user interface)用户界面模块负责用户与系统之间的交互.它是系统功能可视化组件的容器,系统提供的可供用户操纵的组件都注册(register)到这个模块上.通过这个模块,用户可以查询到各种资源包括虚拟实验平台、虚拟实验的信息.根据实验要求调出实验平台和相关仪器进行实验学习.(Ⅱ)资源管理模块(resource manager)虚拟实验资源库中的每种资源都有自己独立的ID号和版本号等信息.资源管理模块负责管理这些资源信息,提供检索实验平台与实验仪器列表,维护资源信息一致性的功能.(Ⅲ)文件管理模块(file manager)资源是以jar文件的形式存放在计算机中的.文件与资源的对应关系是l∶N关系,一个文件可以存放一种资源,也可以存放多种资源.例如光学实验用的光学虚拟仪器就放在opt_inst rument.jar文件中.文件管理模块负责对这些jar文件的管理,包括获取文件、读写文件与启动文件的在线更新等.(Ⅳ)网络模块(network)负责系统与网络间的数据传送.资源的在线更新以及用户间的交互需要该模块的支持.这四个功能模块提供了系统运行所需最基本的服务.根据要求还可以扩展更多的功能插件.例如,为了支持仿真实验的可设计性,我们可以增加仪器设计模块插件.新增加的插件为扩展功能插件和四个基本功能插件一起,在一个插件配置文档描述下组装到系统的承载平台上(base2container platform).图1　系统结构图Fig.1　System structure资源库系统的承载平台负责对功能插件进行管理,因此,平台上定义面向插件的连接接口:四个基本模块定义面向应用的功能接口,这些接口被规范为系统标准.四个基本功能模块提供的服务是系统原语级的,即功能最小化.扩展模块需要依赖于四个823中国科学技术大学学报第37卷基础模块来实现功能.M 个基础模块独立于扩展功能模块运行.各模块遵循功能接口标准的要求进行开发之后,在整个系统进行集成的时只需要将这些模块分别编译成单独的jar 文件,并在xml 插件配置文档的描述下集成在一起,这样就完成了系统的组装.该体系框架下的虚拟实验资源库软件新功能的扩展也是遵循这样的方式,而不再需要集中所有源代码或链接库进行编译与链接.这是一种二进制级的而非原代码级的软件集成方法,使得虚拟实验管理系统的功能扩展和维护都很方便.图2　系统类图Fig.2　System classes在该体系结构下,插件设计者根据承载平台公开的接口,按要求完成插件自身的功能接口并可以在承载平台上测试自己的插件,还可以继续扩展改进承载平台内核功能,公布新的扩展接口.这两个过程可并行进行.增加插件,改进平台,又继续增加插件,使整个资源库管理系统在应用中不断进化,使现有仿真实验管理系统的体系设计和技术水平提高到了新的水平.2　虚拟实验资源库系统的实现承载平台加软件插件的体系结构的具体实现方法在Windows 环境下有DLL ,COM 等[2].但是虚拟实验资源库系统不只在Windows 环境下,还要在Linux 等其他的环境下运行.为了使虚拟实验资源库软件跨环境使用,我们采用Java 技术,让软件在J WM 上运行.开发支持插件功能的应用程序必须解决的问题是如何实现插件与承载平台,以及插件与插件之间进行通信.J ava 语言的接口机制非常适合解决这样的问题.本文采用J ava 的面向接口编程技术,实现平台与插件的连接接口,使模块支持plug 2in ,完成插件的功能接口,对外提供服务.系统的类模型如图2所示,采用的格式是类图(class diagram of UML ).图2中最上面部分是模923第3期基于软件插件的虚拟实验资源库系统的构建块的功能接口,描述插件对外提供的功能;稍往下是具体的四个模块插件类;插件的共同基类是BaseModule,它是插件与平台的接口;平台类为BaseContainer.系统的具体实现包括承载平台的代码实现,功能插件的代码实现以及平台与插件和插件之间的通信3个方面.2.1　承载平台的代码实现系统的底层承载平台是一个精简的核心程序,表现为插件容器(BaseContainer),担任包括对模块插件的加载、管理以及帮助插件获取其他插件引用的核心任务.BaseContainer私有数据域是一个类型为java.util.HashMap的对象containMap,程序运行时功能插件的引用就存放在这个对象中.BaseContainer实现的公开方法有:(Ⅰ)init(),初始化操作.根据插件的配置文档modules.xml中描述的插件信息,程序在启动的过程中动态组装各功能插件.部分modules.xml文档如下所示.<module name="NetWork">　<hash K ey>work</hash K ey>　<path>../networkmodule.jar</path>　<mainclass>aical.simsys3.manager.modules.work</mainclass></module><module name="ResourceManager">　<hash Key>modules.res_manager.ResManager </hash Key>　<path>../resmanagermodule.jar</path>　<mainclass>aical.simsys3.manager.modules.res_manager.ResManager</mainclass></module>以上文档显示了两个插件的信息,分别是网络插件(Network)和资源管理插件(ResourceManager).信息的关键字中有hash Key,表示该插件以该字符串为键值存放在containMap中;关键字pat h描述插件对应的jar文件存放的路径;mainClass描述jar 文件中插件的主类.装载的过程如下:首先由xml 文档解析器org.jdom.inp ut.SA XBuilder从modeles.xml中读出插件包(jar文件)的pat h, hash Key和mainClass值,BaseContainer根据pat h 值指示找到插件包,通过java的ClassLoader机制[3]将插件包读入J VM中;然后BaseContainer将插件包中mainClass实例化,该实例对象就是插件对象;最后插件对象被以hash Key为键值放置在containMap中.这样平台就完成了加载该插件的任务.(Ⅱ)addModule(),在init中,该方法被调用,用来将各插件加入到containMap中;(Ⅲ)get Module(),面向插件的方法,作用是获取其他功能模块的引用.现以用户增加仿真实验系统的功能为例.图3是仿真实验用户界面模块示意图.用户通过操纵可视化界面查询教学资源,调出自己需要的资源进行学习;还可以登录网络,更新本地资源等.图中的资源列表(包括实验平台和实验仪器)件注册的一个资源列表(J t ree).用户界面中有两组菜单,File和Network,它们是分别通过文件管理插件和网络管理插件技术注册的.图3　仿真实验用户界面模块示意图Fig.3　System example derived from user interface plug2in2.2　功能插件的代码实现各插件需要实现两个接口,其中一个是插件与承载平台之间的接口,插件与承载平台就是通过它组装起来的.我们用java基类的方法来实现这个接口,所有的功能插件都从这个基类上继承,这个基类叫BaseModule.BaseContainer不管具体加载的插033中国科学技术大学学报第37卷件实现的功能,都视为BaseModule 类型.在基类BaseModule 中定义的公开方法都是面向平台的.例如,getBaseContainer ,获得底层平台;get Module ,调用平台的get Module 方法获得其他的功能插件的引用.插件所要实现的另一个接口就是各自的功能接口,这个接口中定义的方法就是该功能插件对外提供的功能.如图2所示,资源管理插件ResManager 要实现的iResManaser 接口就是一个功能接口,iResManager 的定义如下:public Interface iResManager{public List get PlatAndlnslnfoList (); //获取资源信息public Object get PlatformlnfoNode (); //人获得实验平台信息public Object getlnstrulnentlnfoNode (); //获取仪器信息public void addPlatform2Xml ; //增加实验平台到资源xml 文档中public void delPlatform2Xml (); //从资源xml 文档中删除实验平台public void addIns2Xml (); //增加实验仪器到资源xml 文档中public void dellns2Xml (); //从资源xml 文档中删除实验仪器}图4　消息侦听者与消息源UML 接口图Fig.4　UML interface of message listeners and message source各功能插件之间通过调用插件所实现的功能接口来获取服务和提供服务.例如实验资源的在线更新.首先,文件管理插件调用资源管理插件的get PlatAndlnslnfoList ()方法来获取本地资源的ID 号和版本号,然后调用网络模块插件实现的功能接口iNetwork 的sendNetData ()方法向服务器发出申请资源列表的请求.请求响应后,由网络插件把请求响应传递给文件管理插件.文件管理插件把服务器上资源和本地对应资源的ID 号和版本号进行比较,判断是否有新的版本可供更新.如果有,则文件管理插件再次调用网络插件实现的接口iNetwork 的sendNetData ()方法向服务器发出文件更新的请求.该请求的响应就是新的资源,新资源到达后由文件管理插件调用自身的updateFile ()方法完成更新资源.可见,模块实现面向平台的接口和各自特定功能的接口后,就可以作为插件加载到平台上并为其他插件提供服务.2.3　平台与插件和插件之间的通信平台与插件之间的通信以及插件与插件之间的通信除了调用各自接口里实现的方法外,还通过消息机制来实现[5],图4是这个系统中使用的消息机制的UML 图.系统定义了一个消息源接口Model Event Source ,由消息发送者实现;一个消息侦听者接口ModelChangeListener ,由消息接受者实现.承载平台在将所有的插件都加载进来之后,要通知各插件进行各自的初始化工作,是通过消息机制来实现该过程.在平台还在加载插件的时候,各功能插件就作为消息侦听者被加到承载平台上.发送消息时,由消息源(BaseContainer )创建一个“模块加载完毕”消息,作为Model Event Source 接口中的notify ()方法的参数进行调出.在notify ()方法里面调用侦听者所实现的ModelChangeListener 接口中的modelChange ()方法,同时“模块加载完毕”消息作为modelChange ()方法的参数传送给各个侦听者.由各个侦听者就在modelChange ()里面定义自己处理消息的逻辑.插件间也需要消息机制来作为133第3期基于软件插件的虚拟实验资源库系统的构建相互通信的一种方式.例如在在线更新的例子中,当网络模块插件收到了来自服务器的响应,这个响应结果如果需要由文件管理模块处理,网络插件就把响应封装到一个消息里,发给文件管理插件.在消息机制中,消息源不需要知道modelChange()方法的具体实现,因此使用消息机制可以弱化模块间的耦合关系,保证了插件的相对独立性.3　结论本文利用软件插件结构的思想和技术设计实现了虚拟实验资源库系统.该系统具有多方面的优点:它实现了真正意义上的组件“即插即用”;在扩展功能的过程中消除了大量重新编译链接的麻烦,从而为新版本的异地发布和维护提供极大的方便;提高了系统的可扩展性、可定制性和可维护性,可以方便地移植到网上虚拟图书馆、科学研究中的海量数据集中入库等领域,具有十分广阔的应用前景.参考文献(R eferences)[1]ZUO Ji2hong,HUO Jian2qing,WAN G Xiao2pu,et al.The remote teaching and management system forvirtual physics experiments[J].Journal of University of Science and Technology of China,2000,30(3): 3072311.左继红,霍剑青,王晓蒲,等.虚拟物理实验的远程教学交互和管理系统[J].中国科学技术大学学报,2000,30(3):3072311.[2]TAN Shou2biao,HUO Jian2qing,WAN G Xiao2pu.Model2building methods and the realization technologies in the virtual experimental software[J].Mini2Micro Systems,2003,24(12):223922243.谭守标,霍剑青,王晓蒲.虚拟实验软件的建模方法与实现技术[J].小型微型计算机系统,2003,24(12): 223922243.[3]L I Yan2chun.Theory and implementation of plug2intechnology[J].Computer Systems and Applications, 2003,(7):24226.李延春.软件插件技术的原理和实现[J].计算机应用系统,2003,(7):24226.[4]Venners B.Inside the J ava Virtual Machine[M].2nded..New Y ork:Mc Graw2Hill,1999.[5]Gamma E,Helm R,Johnson R.Design Patterns:Elements of Reusable Object2Oriented Software[M].Boston,MA:Addison2Wesley Longman Publishing Co.,Inc.,1995.(上接第326页)参考文献(R eferences)[1]GUO Lei,HUO Jian2qing,WAN G Xiao2pu.Thedesign and implementation of computer simulation system for experiment instruction[J].Journal of University of Science and Technology of China,2002, 32(3):3732380.郭雷,霍剑青,王晓蒲.仿真物理实验教学系统的设计与实现[J].中国科学技术大学学报,2002,32(3): 3732380.[2]Gamma E,Helm R,Johnson R.Design Patterns:Elements of Reusable Object2Oriented Software[M].Boston,MA:Addison2Wesley Longman Publishing Co.,Inc.,1995.[3]ZHAN G Shi2kun,ZHAN G Wen2juan,CHAN G Xin,et al.Building and assembling reusable components based on software architecture[J].Journal of Software,2001,12(9):135121359.张世琨,张文娟,常欣,等.基于软件体系结构的可复用构件制作和组装[J].软件学报,2001,12(9):13512 1359.[4]L uckham D,Vera J,Meldal S.Three concepts ofsystem architecture[R]Stanford,CA:Stanford University,1995:CSL2TR2952674.[5]Morel B,Alexander P.SPAR TACAS automatingcomponent reuse and adaptation[J].IEEE Transactions on Software Engineering,2004,30(9): 5872600.[6]TAN Shou2biao,HUO Jian2qing,WAN G Xiao2pu.Application of computer virtual technology to the college physics experiment simulation system[J].Journal of University of Science and Technology of China,2005,35(3):4292433.谭守标,霍剑青,王晓蒲.计算机虚拟技术在大学物理仿真实验教学系统中的应用[J]中国科学技术大学学报,2005,35(3):4292433.233中国科学技术大学学报第37卷。

Oracle数据库空间数据插件技术初探
李滨;王青山;赵家强
【期刊名称】《测绘科学技术学报》
【年(卷),期】2002(019)001
【摘要】从基本概念、数据模型、应用功能等方面介绍了空间数据插件技术.【总页数】5页(P45-49)
【作者】李滨;王青山;赵家强
【作者单位】信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.13
【相关文献】
1.MAPGIS与Oracle数据库空间数据格式的转换 [J], 郝翠萍
2.基于Oracle数据库与ArcSDE的空间数据存取优化 [J], 邓中亮;马英俊
3.空间数据插件技术研究 [J], 赵可新;唐勇;左维;李春来
4.空间数据插件技术研究 [J], 赵可新;唐勇;左维;李春来
5.Oracle数据库空间数据类型和空间函数扩展实现 [J], 李滨;常德海;张帆;龙明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。