ZedGraph控件在岩溶塌陷监测系统开发中的应用研究

王 霞，周 元

（中船勘察设计研究院有限公司，上海 200063）

ZedGraph控件在岩溶塌陷监测系统开发中的应用研究

王 霞，周 元

（中船勘察设计研究院有限公司，上海 200063）

随着开源控件在软件工程中的应用，为岩土工程监测及地质灾害防治提供了强有力的技术支持。本文阐述ZedGraph开源控件及其具体使用方法，并将ZedGraph控件和GIS的ArcEngine组件结合，进行岩溶塌陷监测系统的应用开发。

岩溶塌陷；监测系统；开源控件；软件工程；地理信息系统

在目前常用的监测系统中常采用MSChart、TeeChart、水晶报表等商业控件实现监测值的图形显示，上述控件虽功能强大，但亦存在操作复杂、占用系统资源较多等问题[1,2]。与商业图表控件相比，开源控件以其小巧、开发简便和可根据实际需要修改等特点得到越来越多的应用。开源图表控件ZedGraph具有高度的灵活性，同时又为所有的特性提供了默认值[3,4]。本文将ZedGraph控件和ArcEngine组件结合，运用于岩溶塌陷监测系统开发之中。

1 ZedGraph开源控件

ZedGraph是一个功能强大的图形控件，可根据任意数据集创建2D曲线图，能在Windows Form和ASP.NET Web Form中使用，支持多语言开发。其类库思路清淅，源代码清楚，图表绘制标准。类库具有高度的灵活性，使用与扩展方便，几乎所有式样的图表都能创建。与其他的一些统计图控件相比，ZedGraph是直接生成图表，而且能查询生成点的属性，而不是生成图片，所以性能比较好。

使用ZedGraph控件前，须添加ZedGraph.dll应用文件；如是Web系统，须添加ZedGraph.web.dll应用文件。并在主窗体代码中添加使用ZedGraph的代码：using ZedGraph。添加该控件后，其即存在于工具控件栏中，使用时直接拖拉到已建好的窗体上。

2 岩溶塌陷监测系统设计

2.1 实现目标

本系统主要是对岩溶塌陷监测数据进行管理，为岩溶塌陷的诊断提供辅助决策。利用ZedGraph的强大图形显示功能和GIS技术的空间可视化功能，采用数据库管理技术，将岩溶塌陷的监测数据信息统一存储在数据库中，合理、高效地管理各类监测数据，以统一的方式输入、分析、输出这些数据,实现对岩溶塌陷情况的科学管理和及时更新。

2.2 开发技术

本系统采用ArcGIS平台，选择ArcGIS Engine作为GIS开发组件，ZedGraph作为第三方控件，数据库采用Microsoft Access，在Visual studio 2005语言环境中进行开发，系统框架如图1所示。

图1 系统开发框架Fig.1 The framework of system

2.3 数据库结构

数据库管理模块主要包括整编信息库和监测数据库，监测数据包括监测线路信息和监测点信息（表1）。

表1 数据库结构设计Table 1 The structural design of database

2.4 系统功能

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联系电话: 021-52134266×8516

该系统主要实现的功能有：数据库管理、数据处理分

析、监测预警等（图2）。

图2 系统功能Fig.2 The function of system

3 岩溶塌陷监测系统实例

3.1 工程背景

某市地质地貌复杂，岩溶塌陷比较严重，已出现多次岩溶地质灾害。据不完全统计，1986～1997年，共发生岩溶塌陷24处，有地面塌陷坑27处。其中造成人员伤亡、房屋倒塌2处；造成运行车辆、运转机器陷落，房屋墙体开裂，墙柱体悬空及大量涌水等危害的共10处[5]。据调查，所有塌陷点均分布于覆盖型可溶岩分布区内岩溶强发育带中的浅埋溶洞、开口溶洞、土洞发育段，塌陷的发生也有气象水文等自然因素诱发[6]。基于该市岩溶塌陷的问题，2009年起用分布式光纤传感技术对岩溶塌陷进行实时监测[7,8]。

3.2 岩溶塌陷监测系统功能实现

（1）GIS基本操作

GIS基本操作，包括地图的放大、缩小、平移、漫游和一些地物属性的查询。当地图放大到一定程度时，就可以观测到监测点，把鼠标放到选中的监测点上，就能显示监测点的具体地理坐标。

（2）监测数据可视化

监测数据可视化功能主要包括：测线应变分布图、测点时程曲线图和测线应变对比图。监测数据可视化功能主要利用ZedGraph控件，系统首先对数据库进行访问，找到与所选监测线路与监测时间相同的监测值字段，读出监测点编号与监测值，将这些值赋给ZedGraph的接受参数进行曲线图显示。

测线应变分布曲线是某条监测线路在同一监测时间的应变分布（图3a），测点的时程曲线是单个监测点在不同监测时间的应变分布（图3b）。测线应变对比是将某一监测时间和基准时间的应变差值在图中显示，增加监测曲线的对比效果。以监测线路2的2009年11月4日和2009年9月2

日的监测数据为例，测线应变对比如图3c所示。

图3 监测数据可视化Fig.3 The visualization of monitoring data

（3）监测数据查询与预警

选择监测线路和监测时间后，在应变值文本框中输入应变数据后，点击查询就可以查询出大于输入应变值的监测点，并在查询窗口显示，还可以统计大于该输入应变值的监测点个数。

当监测数据大于给定的阈值时，系统会自动报警并发送讯息给相关指定人员，以便及时安排处治。

4 结语

ZedGraph作为开源控件，除暂时不支持3D图表外，在功能上可与TeeChart、TeeChart和水晶报表等其他同类商业控件媲美。并可根据具体应用，修改相应代码以满足实际需要。在岩溶塌陷监测系统中应用ZedGraph控件，有助于监测数据的图形显示和分析结果的可视化；且操作简便，无须专门培训；预警功能可有效地提醒监测人员及时采取措施。

本文在使用ZedGraph控件同时，也结合GIS的组件ArcEngine来开发岩溶塌陷监测系统，多技术和多学科的结合也是目前岩土工程监测和检测的一个发展方向。

References)

[1] 于国卿,李趁趁,赵雨森. ZedGraph控件在水闸监测系统开发中的应用研究[J]. 南水北调与水利科技,2008,6(3):43-45. Yu G Q, Li C C, Zhao Y S. Applied research of open source ZedGraph component in web development[J]. South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology, 2008,6(3):43-45.

[2] 隋艳微,周海坤,李长录. 基于ZedGraph控件的曲线在WebGIS煤矿安全网络信息管理系统中的应用[J]. 煤矿安全,2010,41(9):94-96. Sui Y W, Zhou H K, Li C L. The application of curve based on Zedgraph control in webgis mine safety network information management system[J]. Safety in Coal Mines, 2010,41(9):94-96.[3] 孙吉赟,方明,顾燕伟. 多维数据图形显示中ZedGraph控件的应用[J]. 电脑开发与利用,2008,21(3):55-56. Sun J Y, Fang M, Gu Y W. Application of ZedGraph to graphic display of multidimensional data[J]. Computer Development & Applications, 2008,21(3):55-56.

[4] ZedGraphWiki[EB/OL]. http://zedgraph.org/wiki/index.php. title=Main_Page, 2008-02-25.

[5] 龚进军. 龙岗区岩溶塌陷灾害及对土地资源开发利用的影响[J].水文地质工程地质,2001,28(5):53-55. Gong J J. A study on karst collapse disaster of Longgang district in Shenzhen city and its effect of the sustainable utilization of soil resources[J]. Hydrogeology and Engineering Geology, 2001,28(5):53-55.

[6] 何宇彬. 喀斯特塌陷机理研究[J]. 上海地质,1993,14(2):54-63. He Y B. study on the mechanism of karst collapse[J]. Shanghai Geology, 1993,14(2):54-63.

[7] 徐洪钟,周元,张丹. 基于GIS的岩溶塌陷分布式光纤监测系统的研发[J]. 水文地质工程地质,2011,38(3):120-123. Xu H Z, Zhou Y, Zhang D. Development of karst collapse monitoring system using distributed optical fiber sensor based on GIS[J]. Hydrogeology and Engineering Geology, 2011,38(3):120-123.

[8] 方文浩,关涛,叶炜,等. 面向地面沉降长期自主监测的分布式光纤物联网系统[J]. 上海国土资源,2014,35(4):85-89. Fang W H, Guan T, Ye W, et al. Long-term autonomous land subsidence monitoring using the internet of things based on the distributed optical fiber[J]. Shanghai Land & Resources, 2014,35(4):85-89.

Development of karst collapse monitoring system using ZedGraph component

WANG Xia, ZHOU Yuan
(China Shipbuilding Industry Institute of Engineering Investigation and Design Co., Ltd., Shanghai 200063, China)

With the application of open source controls in software engineering, the software engineering is developing rapidly in various industries, this provides a strong technical support for geotechnical engineering monitoring and geological hazard control. This article introduced the open source component of ZedGraph, and specifically told the using method of ZedGraph component. The combination of ZedGraph and ArcEngine were used in the development of karst collapse monitoring system.

karst collapse; monitoring system; open source component; software engineering; geographic information system

P642.25

A

2095-1329(2015)02-0096-02

2015-04-22

2015-06-16

王霞(1984-),女,学士,工程师,主要从事岩土工程监测研究.

10.3969/j.issn.2095-1329.2015.02.022