B/S模式SEG-Y格式地震数据的读取与演示

孙蕾

【摘要】本文详细介绍SEG-Y文件的组成，在对SEG-Y详细研究的基础上，研究B/S模式下，用户远程对服务器提供的SEG-Y资源文件进行读取与演示。研究主要基于.NET平台，使用ASP.NET动态网站开发技术，代码主要由C#编写，最终实现用户对SEG-Y的读取，完成地震剖面图的绘制。

【关键词】B/S；剖面图；远程演示；SEG-Y

中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：

1绪论

SEG-Y地震数据是地球物理领域运用很广泛的一种数据存储格式，本文从理论和实践两个角度出发，通过设计和实现一个基于.NET的SEG-Y浏览系统，深入探讨和了解B/S模式结构，ASP.NET在动态网站建设方面的优势和SEG-Y文件的分析读取与演示。

2开发技术

本文主要使用ASP.NET动态网页开发技术，网页后台程序由C#语言编写，前台使用HTML+CSS实现，客户端动态数据验证使用js。

3SEG-Y文件分析

3.1SEG-Y文件组成

3.1.1组成简介

SEG-Y文件由文件头文件和数据体两部分组成。文件头记录了此文件的各项参数，为文件的进一步读取给出必要信息。数据体则是文件的主体部分，它记录了主要的地震数据，是绘图的依据。

3.1.2文件头文件介绍与分析

文件头总长度为3600字节，分两部分:第一部分为字符型文件头，文件头第二部分为二进制文件头。

3.1.3数据体部分介绍与分析

数据体由多个数据道组成,每道数据分两部分：道头和采样数据。

3.2SEG-Y文件处理及实现

3.2.1SEG-Y文件字符型文件头（Textual File Header）处理及实现

字符型文件头数据由EBCDIC代码组成，所以，必须将其转换为ASCII代码才可以正确显示。具体方法是建立两种代码关系对应表，每次读入一个字节EBCDIC代码，循环查找EBCDIC代码表，找出它在EBCDIC表中的位置，在返回ASCII代码表中对应位置的ASCII代码。

3.2.2SEG-Y文件二进制文件头（Binary File Header）处理及实现

二进制文件头由16位和32位二进制数据构成，但在读取其中的各参数值时就要注意，SEG-Y文件以工作站的存储格式存储。工作站中的二进制数据是高字节在前，低字节在后面；而微机中的数据则是低字节在前，高字节在后。

我们采用先通过FileStream将400个字节的文件信息读入内存，400字节数据按从低地址到高地址的顺序存放在一个数组中，然后根据数据的存储位数，决定转换字节数，如读取16位数据，先读取第一个字节放入一个16位临时整型数中，将整型数据左移8位，然后，再读入下一字节，将其放入另一个16位临时整型数中，最后，将临时16位数按位或，得到16位微机格式的地震数据。

3.2.3SEG-Y文件道头文件（Trace Header）的处理及实现

道头与二进制文件头数据存储相同，所以，可以采用相同的数据处理方式，这里不再赘述。

3.2.4 SEG-Y文件道数据（Trace Data）的处理及实现

道数据格式与二进制头文件的控制位有关，长度由道采样点数及采样点格式共同决定。二进制头文件3225-3226字节标志了采样点数据（道数据）采用的数据格式，采样点数由道头115-116字节给出，若二进制文件头3503-3504字节标志为0，则该文件道长一致，可以根据二进制文件头3221-3222字节得出，无需分别读出每道采样点数。若采样点使用32位数据记录（如：IBM浮点型，IEEE浮点型，4字节整型），道长则为采样点数×4字节，若采样点使用16位数据记录（如：2字节整型），道长则为采样点数×2字节。

道数据依然是以工作站存储方式存储数据，所以，首先要进行高低位转换，然后根据数据类型，转换为微机存储格式以便读出。

SEG-Y道数据主要用IBM浮点型数据记录，后来也常用IEEE浮点型数据记录。这里主要介绍IBM浮点数的存储格式和转换方法。IBM浮点数分三部分：符号位(sign)占1 位, 指数部分(e)占7位, 尾数部分(m)占24位。

所得数值result = (-1)^sign * ( m / (2^24 ) )*16 ^ ( e^ - 64 )。

读取IBM浮点数具体方法为，先顺序读入道数据至数组，逐个读出4字节数据，每个数据先高低位换位（方法同二进制文件头处理方法）。将32位数右移31位，所剩为符号位，取出保存；将32位数与0x7f000000按位与，获得浮点数指数部分，保存；将32位数与0x00ffffff按位与，获得浮点数位数部分，保存。IBM浮点数符号位0表示正数，1表示负数，指数部分使用移码存储，底数为16，尾数部分为实数小数点后数据。根据之前提供计算公式，算出IBM浮点数微机中表示值。

3.3读取SEG-Y文件整体设计

3.3.1SEG-Y文件整体分析

综合分析，设计制作字符型文件头类，二进制文件头类，地震道道数据类，SEGY文件类，前三各类分别负责各中数据文件的读取，SEGY文件类有前三类组成。

3.3.2 SEG-Y文件字符型文件头类设计

字符型文件头3200个字节，由EBCDIC编码，只包含对文件的字符描述信息，所以，此类主要负责读出3200字节的字符信息，将其转换为ASCII后返回。

3.3.3SEG-Y文件二进制文件头类设计

二进制文件头包含对SEG-Y整个文件的描述信息，对后续文件的处理有重要作用。它紧接在3200字节字符型文件头之后，所以，从3201开始读入文件，经逐个转换，得到二进制文件头数据，存储在类私有变量中，通过公共属性供前台使用。

3.3.4SEG-Y文件地震道道数据类设计

道数据分为道头数据和道地震数据，道头按存储位置存储有道各种信息，道地震数据则是紧密排列的地震采样点数据。读取地震道数据时，首先判断该文件是否存在附加字符文件头文件，设长度为length（若不存在，则长度为零），然后，根据读取的道数，设为tracenum（从1开始计数），读取第x道数据，若道长一定，文件从3600+length+tracenum×（采样点数×采样点存储长度+240）读取，若道长不定，则要逐个读取，读取起始位置逐个计算得出。

每读一道数据，先读取道头数据，读取方法与读取二进制文件头相同，不再赘述。读取道数据先判断数据格式，不同格式读取不同长度数据，处理也不同。若数据格式为IBM浮点型，则道长为采样点数×4字节，再将IBM浮点型数据换算为微机浮点数；若数据格式为4字节整形，则道长为采样点数×4字节，再将四字节整型数据换算为微机整数；若数据格式为2字节整形，则道长为采样点数×2字节，再将2字节整型数据换算为微机整数；若数据格式为4字节IEEE浮点型数据，则道长为采样点数×4字节，再将四字节IEEE浮点型型数据换算为微机整数。

3.3.5SEG-Y文件类设计

SEG-Y文件类是前三个类的集合，通过它可以初始化和访问指定SEG-Y文件。

4B/S模式SEG-Y格式地震数据读取演示系统设计实现

主要介绍基于B/S模式的SEG-Y格式地震数据的读取演示系统的具体实现过程，并给出一些系统成果展示。

4.1设计方案

该系统采用B/S模式设计，分为前后台两个部分：

4.1.1前台设计

前台是面向用户提供服务的系统部分： (1)用户登录 (2)首页 (3)文件目录（4)详细信息 (5)个人中心。

4.1.2后台设计

后台是系统管理部分，它包括以下部分：(1)管理员登录(2)首页(3)文件管理 (4)用户管理。

4.2剖面图绘制实现

剖面图绘制使用了ASP.NET的GDI+，GDI+是图形设备接口(GDI)的高级版，它提供了各种丰富的图形图像处理功能，主要有二维矢量图形，图像处理和版式3部分组成。

具体实现过程为用户选择文件，服务器获得文件编号，进而获得文件在服务器的路径，服务器新建SEGY类，根据其路径进行初始化，最后，根据用户的需求，发送相关信息或图像给用户。

5总结

使用B/S模式来实现对SEG-Y文件的读取与演示可以节约企业在系统维护方面的成本，方便分析人员随时随地接入网络了解地震信息，提高分析人员的工作效率。