胥值禮， 黃 威， 劉俊杰， 李 飛

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，廊坊 065000)

0 前言

航空物探包括航空磁力(航磁)、航空電磁(航電)、航空放射性(航放)、航空重力(航重)等測(cè)量方法，具有數(shù)據(jù)多樣化、數(shù)據(jù)量巨大、處理功能繁多等特點(diǎn)[1]。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，經(jīng)常將多種測(cè)量方法集成為航空物探綜合測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)展多參數(shù)綜合測(cè)量，因此，在數(shù)據(jù)分析處理中，如果沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、數(shù)據(jù)顯示方式和數(shù)據(jù)處理功能集成接口，勢(shì)必造成軟件系統(tǒng)缺乏整體性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)管理混亂，不利于數(shù)據(jù)對(duì)比分析，增加了數(shù)據(jù)處理難度，同時(shí)也導(dǎo)致了系統(tǒng)擴(kuò)展性較差、應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本昂貴等問(wèn)題[2-4]。

依托中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所(物化探所)承擔(dān)的“固定翼時(shí)間域航空電磁測(cè)量技術(shù)系統(tǒng)研制(編號(hào)2017YFC0601900)”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，開(kāi)展了時(shí)間域航電數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)研發(fā)。首先通過(guò)分析時(shí)間域航電的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，提出平臺(tái)的功能和性能需求。航電測(cè)量系統(tǒng)在采集原始數(shù)據(jù)時(shí)，記錄的數(shù)據(jù)道有經(jīng)度、緯度、雷達(dá)高度、氣壓高度、發(fā)射波形(Tx)、三個(gè)分量的接收波形(Rx、Ry、Rz)等，數(shù)據(jù)信息種類繁多。這些數(shù)據(jù)具有以下主要特點(diǎn)：①采樣率不同，發(fā)射波形和接收波形采用全波形記錄，其采樣率高達(dá)100 kHz；經(jīng)度、緯度、雷達(dá)高度、氣壓高度采樣率為1 Hz；②數(shù)據(jù)類型不同，經(jīng)度和緯度為雙精度浮點(diǎn)型；發(fā)射波形、接收分量波形、雷達(dá)高度、氣壓高度為單精度浮點(diǎn)型；③數(shù)據(jù)量巨大，1 h原始數(shù)據(jù)量約為5.5 GB，再加上處理過(guò)程中產(chǎn)生的各種結(jié)果數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量將成倍數(shù)增長(zhǎng)；④按測(cè)線存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，測(cè)網(wǎng)一般為網(wǎng)狀分布，測(cè)線相互平行或近似平行，測(cè)線間的數(shù)據(jù)道個(gè)數(shù)和數(shù)據(jù)類型相同，而同一數(shù)據(jù)道的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)卻各異。

上述時(shí)間域航電數(shù)據(jù)特點(diǎn)在航空磁力、航空放射性和航空重力中也同樣存在。鑒于這些數(shù)據(jù)特點(diǎn)，并考慮軟件系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、易用性和可維護(hù)性，便于航電或其它航空物探方法技術(shù)研究工作的開(kāi)展，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套適用于航空物探應(yīng)用軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、具有大數(shù)據(jù)和多參數(shù)顯示和處理能力的通用軟件支撐平臺(tái)。

介紹了軟件平臺(tái)的主要需求、設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵技術(shù)，并給出了平臺(tái)在時(shí)間域航電數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。

1 需求概述

平臺(tái)主要包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)編輯、系統(tǒng)工具、系統(tǒng)設(shè)置、功能擴(kuò)展接口等基本功能組，各個(gè)功能組中包含一個(gè)或多個(gè)功能。

1.1 數(shù)據(jù)管理

以測(cè)量項(xiàng)目為單位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)模型。可在數(shù)據(jù)庫(kù)管理器中添加、刪除數(shù)據(jù)庫(kù)，并可打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行界面顯示和編輯；可將外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)，也可將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為外部數(shù)據(jù)；可將多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)合并到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2 數(shù)據(jù)顯示

采用多文檔顯示方式，即可以打開(kāi)多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)一個(gè)顯示主視窗，每個(gè)主視窗具有一個(gè)列表顯示視窗和多個(gè)并行的圖形顯示視窗，且各個(gè)視窗具有獨(dú)立的顯示配置，并具有顯示再現(xiàn)功能。

1.2.1 列表顯示

顯示選擇：可選擇測(cè)線、數(shù)據(jù)道顯示；可選擇顯示主道，所有顯示數(shù)據(jù)道均按照主道采樣率數(shù)據(jù)顯示。

顯示格式：對(duì)一維數(shù)據(jù)道，按數(shù)據(jù)類型(浮點(diǎn)型、整型)以數(shù)值方式顯示在單元格，浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點(diǎn)后八位。對(duì)二維數(shù)據(jù)道(如航電衰減曲線、航放全譜曲線)以曲線方式顯示在單元格。

1.2.2 圖形顯示

具有多個(gè)縱向排列的圖形顯示視窗，可以線/點(diǎn)方式顯示數(shù)據(jù)道剖面，便于圖形的對(duì)比顯示，且窗口縱向高度可任意調(diào)節(jié)；對(duì)任何一個(gè)圖形視窗，可在水平方向上放大、縮小、移動(dòng)圖形，且其它圖形視窗的圖形亦同步變化；可顯示縱坐標(biāo)網(wǎng)格線和縱坐標(biāo)零線；可顯示指示橫坐標(biāo)的光標(biāo)線；具有圖―數(shù)、圖―圖聯(lián)動(dòng)顯示功能，可在數(shù)據(jù)顯示列表中的數(shù)據(jù)道名稱上選擇顯示/隱藏線剖面或點(diǎn)剖面，并將該數(shù)據(jù)道的線/點(diǎn)剖面顯示到指定的圖形窗口中；可在顯示列表中的數(shù)據(jù)道名稱上設(shè)置圖形顯示顏色，并將數(shù)據(jù)道對(duì)應(yīng)的剖面圖形按相同顏色顯示；在圖形視窗中可移動(dòng)指示橫坐標(biāo)的光標(biāo)線，并同步指示數(shù)據(jù)列表的數(shù)據(jù)點(diǎn)位置；可在數(shù)據(jù)列表中選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)，并同步指示圖形視窗的橫坐標(biāo)光標(biāo)線位置。

1.3 數(shù)據(jù)編輯

在顯示列表中，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。將二維數(shù)據(jù)道分解為一維數(shù)據(jù)道；選擇單元格進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制；選擇單元格對(duì)其所在行的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除；對(duì)測(cè)線進(jìn)行裁剪；創(chuàng)建、刪除、復(fù)制數(shù)據(jù)道；修改數(shù)據(jù)道的屬性值(名稱、起始FID、采樣率等)。

1.4 系統(tǒng)工具

為方便數(shù)據(jù)分析處理，提供數(shù)據(jù)道數(shù)學(xué)計(jì)算、坐標(biāo)投影變換、數(shù)據(jù)道統(tǒng)計(jì)等基本工具。

數(shù)學(xué)計(jì)算器：具有對(duì)數(shù)據(jù)道的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算功能。支持等于、加、減、乘、除、指數(shù)、開(kāi)方、常用對(duì)數(shù)、自然對(duì)數(shù)運(yùn)算，便于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分析。

坐標(biāo)投影變換：可將WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為Beijing54直角坐標(biāo)，或?qū)eijing54直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)。

數(shù)據(jù)道統(tǒng)計(jì)：可計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)道的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)、最小值、最大值、平均值等。

1.5 系統(tǒng)設(shè)置

可設(shè)置處理數(shù)據(jù)塊的最大數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、顯示數(shù)據(jù)塊的FID時(shí)長(zhǎng)、默認(rèn)顯示顏色等系統(tǒng)參數(shù)。

1.6 功能擴(kuò)展接口

具有應(yīng)用軟件功能(在平臺(tái)外部開(kāi)發(fā)的功能)與平臺(tái)集成的通用接口。在不修改平臺(tái)程序的情況下，以插件方式對(duì)應(yīng)用軟件系統(tǒng)進(jìn)行功能定制，以加強(qiáng)軟件系統(tǒng)的功能。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 運(yùn)行環(huán)境與開(kāi)發(fā)語(yǔ)言

操作系統(tǒng)：WINDOWS 7.0及以上操作系統(tǒng)；內(nèi)存大?。? GB以上；硬盤容量：256 GB以上。

開(kāi)發(fā)平臺(tái)：Microsoft Visual Studio 2015；開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：C/C++語(yǔ)言。

2.2 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1所示，平臺(tái)支撐的應(yīng)用軟件系統(tǒng)為四層結(jié)構(gòu)模型：WINDOWS操作系統(tǒng)、GSS軟件支撐平臺(tái)、應(yīng)用擴(kuò)展功能(插件)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)[2]。

軟件支撐平臺(tái)：提供數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)工具、系統(tǒng)設(shè)置、應(yīng)用擴(kuò)展功能集成接口等基本功能(圖2)，應(yīng)用功能集成具有插件式集成統(tǒng)一接口。

圖1 應(yīng)用軟件系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 支撐平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)

應(yīng)用擴(kuò)展功能：為軟件支撐平臺(tái)外部定制開(kāi)發(fā)的軟件功能(功能插件)，可通過(guò)平臺(tái)提供的插件式集成接口集成到平臺(tái)上。

應(yīng)用軟件系統(tǒng)：由軟件支撐平臺(tái)和集成到其上的應(yīng)用擴(kuò)展功能插件共同組成。

3 關(guān)鍵技術(shù)

在平臺(tái)實(shí)現(xiàn)中，采用了數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)分段處理、虛擬列表顯示、雙緩沖圖形顯示、功能集成插件技術(shù)、算術(shù)表達(dá)式求值等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

采用數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)分段處理、虛擬列表顯示、雙緩沖圖形顯示關(guān)鍵技術(shù)，主要目的是解決巨大數(shù)據(jù)量的處理效率和內(nèi)存限制問(wèn)題。采用功能集成插件技術(shù)的主要目的是解決系統(tǒng)的擴(kuò)展性問(wèn)題。

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

3.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)模型

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)模型

根據(jù)航空物探數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用SQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)模型顯然不能滿足航空物探大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求，需要采用特定的數(shù)據(jù)模型[6]。本平臺(tái)的數(shù)據(jù)存取采用自主設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)(即數(shù)據(jù)集文件)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上就是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件，它除了可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身外，還可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的索引等信息。

如圖3所示，數(shù)據(jù)庫(kù)模型按三個(gè)層次組織數(shù)據(jù)：文件、測(cè)線、數(shù)據(jù)道。

數(shù)據(jù)庫(kù)文件可以包含任意數(shù)量的測(cè)線，測(cè)線又可以包含任意數(shù)量的數(shù)據(jù)道。在每個(gè)層次上，均可以包含任意數(shù)量的自定義屬性，僅在數(shù)據(jù)道包含數(shù)據(jù)體(一維或二維數(shù)組)。

該數(shù)據(jù)模型無(wú)需自行設(shè)計(jì)頭信息結(jié)構(gòu)、無(wú)需重新設(shè)計(jì)程序，具有較強(qiáng)的靈和性和良好的擴(kuò)展性。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)

采用面向?qū)ο?Object Oriented)思想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取功能，測(cè)線和數(shù)據(jù)道均作為對(duì)象來(lái)處理。

測(cè)線和數(shù)據(jù)道對(duì)象由唯一的路徑來(lái)標(biāo)識(shí)，各個(gè)路徑包含對(duì)象的名稱及其所屬對(duì)象的名稱(表1)。

表1 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象標(biāo)識(shí)示例

3.2 數(shù)據(jù)分段處理技術(shù)

在數(shù)據(jù)量巨大而計(jì)算機(jī)內(nèi)存又不能滿足全部數(shù)據(jù)讀入的情況下，采用分段技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或計(jì)算處理。

采用FID(基點(diǎn)號(hào))來(lái)實(shí)現(xiàn)分段處理。針對(duì)要顯示或計(jì)算處理的各個(gè)數(shù)據(jù)道，根據(jù)設(shè)置的起始FID和結(jié)束FID，分別計(jì)算各數(shù)據(jù)道在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)起始索引和結(jié)束索引，然后從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)道FID段的數(shù)據(jù)并植入內(nèi)存進(jìn)行顯示或計(jì)算處理，計(jì)算處理完成后將結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)位置。

通常情況下，時(shí)間域航電原始數(shù)據(jù)量很大，需要分段處理，而航磁、航放、航重?cái)?shù)據(jù)量較小，不需要分段處理。如果計(jì)算機(jī)內(nèi)存足夠并將FID段設(shè)置得足夠長(zhǎng)，則可一次性顯示或計(jì)算處理數(shù)據(jù)道的全部數(shù)據(jù)，此時(shí)不需要將數(shù)據(jù)分段。

3.3 表格顯示技術(shù)

采用了數(shù)據(jù)道定制顯示和虛擬列表顯示技術(shù)。

3.3.1 數(shù)據(jù)道定制顯示

用戶可根據(jù)自己的需要在列表中靈和地顯示或隱藏?cái)?shù)據(jù)道，而且可以設(shè)置某一數(shù)據(jù)道為采樣主道，其它顯示的數(shù)據(jù)道將自動(dòng)與主道數(shù)據(jù)行匹配對(duì)齊(抽值或插值)。顯示時(shí)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀入內(nèi)存，隱藏時(shí)將釋放數(shù)據(jù)內(nèi)存。

3.3.2 虛擬列表顯示

通常情況下，使用列表組件需要向單元格中插入數(shù)據(jù)，之后就不必關(guān)心數(shù)據(jù)在哪里了，這是因?yàn)榻M件自己開(kāi)辟了內(nèi)存空間來(lái)保存這些數(shù)據(jù)。對(duì)于要顯示一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)有幾十萬(wàn)甚至上千萬(wàn)條記錄的海量數(shù)據(jù)，勢(shì)必要消耗大量的內(nèi)存，很可能內(nèi)存會(huì)溢出而導(dǎo)致軟件崩潰。另外，如果用戶要滾動(dòng)數(shù)據(jù)或定位某行數(shù)據(jù)，也會(huì)耗費(fèi)漫長(zhǎng)的時(shí)間，這是不能忍受的問(wèn)題。因此，這種方法顯然不能滿足大數(shù)據(jù)的顯示要求。

采用虛擬列表顯示算法來(lái)解決上述問(wèn)題。虛擬列表看起來(lái)和普通列表一樣，但不是通過(guò)向表格單元格直接插入數(shù)據(jù)來(lái)顯示，它僅僅知道應(yīng)該顯示多少行數(shù)據(jù)，當(dāng)顯示某個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，它向父窗口申請(qǐng)。例如一個(gè)列表中包含10 000 000行數(shù)據(jù)，第500到1 000 行是可見(jiàn)的，當(dāng)列表重新繪制時(shí)，它首先請(qǐng)求父窗口給它第500行的數(shù)據(jù)，父窗口在收到請(qǐng)求后，把數(shù)據(jù)信息傳遞給列表，列表就可以用來(lái)顯示了，顯示第500行數(shù)據(jù)后，列表將繼續(xù)請(qǐng)求下一行數(shù)據(jù)，直至第1 000行為止。這樣不但可以占用極少的內(nèi)存空間，還可以大大提高顯示效率，尤其在數(shù)據(jù)量巨大的情況下效果更為顯著。

3.4 圖形顯示技術(shù)

采用了數(shù)據(jù)道剖面圖定制顯示和雙緩沖圖形顯示技術(shù)。

3.4.1 數(shù)據(jù)道剖面圖顯示

用戶可根據(jù)自己的需要在數(shù)據(jù)列表中選擇要顯示或隱藏剖面圖的數(shù)據(jù)道，平臺(tái)將自動(dòng)將選擇數(shù)據(jù)道的剖面圖顯示在某一指定圖形窗口，或在某一指定圖形窗口隱藏該數(shù)據(jù)道圖形，實(shí)現(xiàn)剖面圖組合顯示功能。顯示時(shí)將數(shù)據(jù)置入內(nèi)存，隱藏時(shí)將釋放內(nèi)存。

3.4.2 雙緩沖圖形顯示

通常情況下，圖形窗口在刷新時(shí)，總要有一個(gè)擦除原來(lái)圖像的過(guò)程，它利用背景色填充窗體繪圖區(qū)，然后再調(diào)用新的繪圖代碼進(jìn)行重繪，這樣一擦一寫就造成了圖像顏色的反差，當(dāng)對(duì)大量數(shù)據(jù)的圖形進(jìn)行頻繁重繪時(shí)，這種反差就越發(fā)明顯，將導(dǎo)致閃爍現(xiàn)象，圖形窗口因圖像殘留還會(huì)變成一團(tuán)糟，且繪制效率十分低下[7]。

采用雙緩沖圖形顯示算法來(lái)解決上述問(wèn)題。先在內(nèi)存中繪制圖形，然后將繪制好的圖像復(fù)制到顯示界面，同時(shí)禁止背景刷新。這樣不但解決了圖像閃爍問(wèn)題，而且提高了顯示效率。

3.5 功能集成插件技術(shù)

插件技術(shù)的本質(zhì)是在不修改平臺(tái)程序(主體程序)的情況下對(duì)軟件功能進(jìn)行加強(qiáng)，任何人都可以通過(guò)公開(kāi)的插件接口來(lái)制作自己需要的軟件功能以滿足不同的需求[8-9]。

本平臺(tái)的應(yīng)用軟件功能集成接口采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)插件方式。平臺(tái)程序啟動(dòng)時(shí)，可根據(jù)已加載菜單配置文件中的菜單名稱動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建菜單，并根據(jù)菜單名稱所對(duì)應(yīng)的DLL庫(kù)文件名稱，使用WINDOWS操作系統(tǒng)提供的LoadLibrary函數(shù)自動(dòng)加載DLL庫(kù)，并使用WINDOWS操作系統(tǒng)提供的GetProcAddress獲取相應(yīng)功能函數(shù)的內(nèi)存地址，平臺(tái)根據(jù)內(nèi)存地址來(lái)調(diào)用插件接口完成所需功能。

功能插件DLL庫(kù)可使用C/C++、Fortran語(yǔ)言或其他語(yǔ)言(如MATLAB、LabVIEW等)開(kāi)發(fā)，它們均具有統(tǒng)一的調(diào)用接口。

插件和平臺(tái)之間的通信采用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象句柄。平臺(tái)提供了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)中間件，平臺(tái)向插件傳遞數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象句柄，插件通過(guò)中間件利用該數(shù)據(jù)庫(kù)句柄對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)。

3.6 算術(shù)表達(dá)式求值技術(shù)

利用軟件語(yǔ)言編譯器原理，設(shè)計(jì)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算器，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)道的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，例如，將以電壓為量綱的雷達(dá)高度值轉(zhuǎn)換為以米為量綱的高度值、通過(guò)兩個(gè)數(shù)據(jù)道的數(shù)據(jù)相減來(lái)分析數(shù)據(jù)變化情況等。這不但可以減少功能程序模塊數(shù)量，還可以為數(shù)據(jù)處理分析提供簡(jiǎn)便靈和的計(jì)算工具，而不是需要什么計(jì)算功能就開(kāi)發(fā)集成什么功能。

利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧來(lái)計(jì)算數(shù)學(xué)表達(dá)式的值[6]。其方法大致為：依次掃描中綴表達(dá)式(人們常用的算術(shù)表達(dá)式，如a=b*c+b*d)，根據(jù)操作符的優(yōu)先級(jí)來(lái)決定其入棧的順序，最后得到表達(dá)式的一個(gè)后綴表達(dá)式。利用后綴表達(dá)式(如abc*bd*+=)來(lái)求值(圖4)。

后綴表達(dá)式不包含括號(hào)，運(yùn)算符放在兩個(gè)運(yùn)算對(duì)象的后面，所有的計(jì)算按運(yùn)算符出現(xiàn)的順序，嚴(yán)格從左向右進(jìn)行求值(不再考慮運(yùn)算符的優(yōu)先規(guī)則)。運(yùn)用后綴表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算的具體方法為：

建立一個(gè)棧S。從左到右讀表達(dá)式，如果讀到操作數(shù)就將它壓入棧S中，如果讀到n元運(yùn)算符(即需要參數(shù)個(gè)數(shù)為n的運(yùn)算符)則取出由棧頂向下的n項(xiàng)按操作數(shù)運(yùn)算，再將運(yùn)算的結(jié)果代替原棧頂?shù)膎項(xiàng)，壓入棧S中。如果后綴表達(dá)式未讀完，則重復(fù)上面過(guò)程，最后輸出棧頂?shù)臄?shù)值則為表達(dá)式的最終計(jì)算結(jié)果。

圖4 后綴表達(dá)式形成過(guò)程示意圖

4 應(yīng)用實(shí)例

利用本平臺(tái)研發(fā)集成了時(shí)間域航電數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)(圖5)。圖中菜單Preprocess為航電數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件功能的插件菜單；圖左側(cè)為數(shù)據(jù)項(xiàng)目管理器，顯示了項(xiàng)目所包含的數(shù)據(jù)庫(kù)名稱；圖右上為從管理器打開(kāi)的其中一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)列表顯示，顯示為數(shù)值的數(shù)據(jù)道為一維數(shù)據(jù)道，顯示為曲線的數(shù)據(jù)道為二維數(shù)據(jù)道；圖右下為列表顯示中的某些數(shù)據(jù)道的剖面圖形顯示(共有三個(gè)圖形顯示視窗，數(shù)據(jù)道剖面圖形顯示的視窗可指定)；圖上部工具欄中的紅色上/下箭頭可切換顯示數(shù)據(jù)段。數(shù)據(jù)顯示列表中數(shù)據(jù)道名稱為斜體的數(shù)據(jù)道表示采樣主道，其它數(shù)據(jù)道根據(jù)主道的采樣率顯示數(shù)據(jù)；列表顯示的數(shù)據(jù)道可定制；數(shù)據(jù)道的剖面圖形顯示可定制；列表中藍(lán)色單元格和剖面圖形視窗中的垂直紅色線為聯(lián)動(dòng)標(biāo)志。

利用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)大小為34 GB(單個(gè)數(shù)據(jù)道最大數(shù)據(jù)量為2.1 GB)的時(shí)間域航電試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了功能和性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明該平臺(tái)達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

以國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目為依托，在分析時(shí)間域航電數(shù)據(jù)特點(diǎn)基礎(chǔ)上，并結(jié)合其他航空物探方法的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，綜合考慮平臺(tái)的功能和性能需求，設(shè)計(jì)研發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航空物探軟件系統(tǒng)支撐平臺(tái)。

利用該平臺(tái)研發(fā)集成了時(shí)間域航電數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，并進(jìn)行了功能和性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，平臺(tái)具有顯示和處理大數(shù)據(jù)和多樣數(shù)據(jù)的能力，其運(yùn)行效率高、擴(kuò)展性強(qiáng)、易用性好，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

該平臺(tái)的建設(shè)為航空物探方法技術(shù)研究提供了一種高效快捷的有力工具，不但保證了軟件長(zhǎng)久的生命周期，而且減少了軟件的開(kāi)發(fā)成本，可作為開(kāi)發(fā)航空物探或其他具有相似數(shù)據(jù)特點(diǎn)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)的通用支撐平臺(tái)。

圖5 時(shí)間域航電數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)