论文部分内容阅读
【摘 要】 “山东省地质资料信息服务集群化产业化”服务是较高层次的服务方式，最终目标是实现全省地质资料数据统一集群化和产业化服务。前期探索研究，虽然在地质资料信息管理方面取得了一定的成果，但还未建立起全省统一的地质资料共享服务体系。目前，地质资料信息服务提供的产品较为单一，地质资料信息资源相对分散，地质资料数据共享度较低，无法满足日益增长的国民经济对国土资源信息共享服务的需求。针对目前的现状，有必要进一步健全地质资料管理和服务体系。地质资料集群化产业化服务系统通过整合集成基础地理信息数据库、地质图空间数据库、矿产地数据库、物化探数据库、钻孔地质数据库、矿产资源储量空间数据库、元数据库等，以金矿典型矿床为分析挖掘重点，建立地质资料服务产品体系框架，实现地质资料信息服务集群化产业化管理。
【关键词】 地质资料；集群化；地质资料集成管理与应用服务系统；找矿模型；数据库设计
“山东省地质资料信息服务集群化产业化”服务是较高层次的服务方式，最终目标是实现全省地质资料数据统一集群化和产业化服务。前期探索研究，虽然在地质资料信息管理方面取得了一定的成果，但还未建立起全省统一的地质资料共享服务体系。目前，地质资料信息服务提供的产品较为单一，地质资料信息资源相对分散，地质资料数据共享度较低，无法满足日益增长的国民经济对国土资源信息共享服务的需求。
针对目前的现状，有必要进一步健全地质资料管理和服务体系。地质资料集群化产业化服务系统通过整合集成基础地理信息数据库、地质图空间数据库、矿产地数据库、物化探数据库、钻孔地质数据库、矿产资源储量空间数据库、元数据库等，以金矿典型矿床为分析挖掘重点，建立地质资料服务产品体系框架，实现地质资料信息服务集群化产业化管理。
1、系统设计
1.1系统总体框架
系统整体体系结构遵循三层架构体系，包括数据层、逻辑层和应用层三个不同的应用层次，逻辑层又包括GIS服务层、系统功能层。各层具体功能描述如下：
数据库层：为系统提供基本的数据服务，包括元数据服务、空间数据服务以及数据接口。
GIS服务层：提供底层GIS管理服务，实现对图形数据的发布、访问。
系统功能层：在开发接口之上封装一套统一开发接口，实现对底层数据的访问，提供细颗粒度的功能实现。
应用层：此层是系统主要应用模块，面向大部分用户，通过桌面来访问系统数据，进行查询、统计、分析等工作。
针对系统的业务应用程序，采用面向服务的体系结构（SOA），为用户提供山东省地质图空间数据、矿产地数据、物化探数据、钻孔地质数据、矿产资源储量空间数据等对外服务的功能。系统以ArcGIS作为GIS开发平台，Oracle为数据库服务器，结合WebServices技术，实现对山东省各类地质资料数据的展示、查询、定位、统计、分析决策、更新等功能，为省国土厅档案馆的管理工作提供软件支撑。
表1 系统总体结构图
1.2系统逻辑结构
从系统数据收集加工及功能需求的角度分析，基础地理、基础地质、物化探、钻孔、出图打印等模块是在山东省地质资料集成管理与应用服务系统的展示端实现，模型分析在特定的客户端实现，权限控制和数据管理模块则在运维支撑子系统中实现，并利用公共的数据接口实现空间数据及属性数据的共享。
2、系统功能实现
2.1运维支撑子系统功能模块
运维支撑子系统主要实现权限的控制和数据的管理，主要有平台监控模块、资源目录运维管理、数据共享交换运维管理、服务运维管理等。
2.2地质资料集成管理与应用服务系统
能够对全省各类地质资料数据，如：地质钻孔数据、数字地质图空间数据、物化探数据、元数据、地质勘查成果资料等进行统一有效的管理，能够实现各种基础地理和地质资料的一张图成果展示、叠加，能够运用地质找矿专家模型进行分析计算，自动圈定金矿靶区，并生成专题图。
2.3综合找矿模型
本次综合找矿模型是在综合分析胶东试点地区金矿成矿规律及区域成矿模式的基础上建立的。
1、本次工作是以胶东试点地区朱桥1：5万地质矿产图为基础开展研究的，按照规范要求，所建立的金矿找矿模型是以矿田为主要研究对象建立起来的。
2、研究区内金矿床具有成群出现的规律，具有明显的区带性，各成矿带之间的地质条件不尽相同，表现在矿床类型、控矿条件、地质背景等各方面均有不同。即便在同一成矿带内，各矿床、矿田形成的地质条件也千差万别。但作为大区域成矿预测研究，不应被这些差异所束缚，要在这些差别中寻找统一，寻找它们之间共同的本质。通过成矿条件和物质来源研究表明，胶东金矿集中区的金矿是相同物源在统一的热源系统、在同一物理化学条件、同一成矿作用下、不同构造空间形成的同一矿床系列。通过研究，认为在胶东金矿的成因类型、形成机制及控矿条件等方面，各成矿带内的矿田均具有广泛的一致性，故可以通过一个“找矿模型”对本区金矿进行预测，优越找矿靶区，研究找矿方向。
3、数据库建设
3.1数据库设计思想
本次设计的主导思想是：利用Oracle提供的全新的空间数据存储能力及ArcSDE对空间数据的管理分析能力，对系统所用到的地理数据、地质矿产、重力、航磁、地球化学、遥感解译数据等进行存储管理，利用C#结合ArcGISServer及ArcGISEngie提供的二次开发组件作為开发平台，坚持实用性、先进性、扩充性的设计原则，建立一个开放的、灵活的系统数据库，保证建成数据库可以支持海量数据的运转，并且方便以后数据的更新以及系统功能的扩充。
3.2数据库设计要求
地质资料集成数据库用一体化的存储和管理山东省地质资料空间数据及属性数据，其数据结构和数据库设计要求如下： （1）图形数据存储在OracleSpatial中，通过ArcSDE来调用和管理。
（2）在满足既定规范的情况下设计结构尽量简洁明了。
（3）统一考虑各项数据的组织关系和存储模式。
（4）实现数据内容和配置数据的分离（配置数据主要指数据管理、显示等的控制性数据）。
（5）数据结构合理，易于数据迁移。
（6）方便数据更新管理。
3.3数据库安全设计
（1）系统安全
数据安全：由系统管理员定期将数据备份到磁盘、光盘等外部存储介质，可采用手工备份或使用自动备份软件两种方式。
软件安全：本系统软件安装在服务器上。系统提供安装程序作为软件系统的恢复工具，由系统管理员负责维护。
（2）数据保密
保密分级：根据对数据控制的程度，我们将数据保密等级分为以下三个级别：
一级：通过应用程序控制数据操a作，在本系统操作环境内，可防止用户对数据的破坏，也可防止数据流失。但在本系统操作范围之外不能防止用户使用文件操作等方式拷贝数据，是最低等级的保密。
二级：通过网络共享权限控制数据操作，可以防止对计算机知识不够熟悉的用户对数据的破坏，但不能根本防止数据流失。
三级：通过数据库权限设置，限制数据操作，可防止计算机知识熟练的用户对数据的破坏，并可防止数据流失，是较高等级的保密。
三个方案都可以把图形数据和属性数据都存储在Oracle中，数据的安全、读写锁定等功能由Oracle系统进行统一的管理，能对所有数据实现三级保密。
3.4数据库拓展性设计
建成的地质资料数据库应该有极大的灵活性，能够让用户以后进行数据库的扩展。主要包括以下几个方面的扩展：数据库类别的扩充、数据结构的扩展。
（1）数据库类别的扩充
数据库类别的扩充允许用户自己扩展系统要管理的图形类型，可以增加新的图层类别，并加入新的图层。丰富系统管理的数据内容，增加系统管理数据的灵活性。
（2）数据库结构的扩充
用户可以自己扩充图层的结构，随着工作的开展，有时需要为图形对象增加新的结构字段，通过此功能可以完成结构的扩展。
4、项目实施总体计划
“山东省地质资料集成管理与应用服务系统”是一套规模较大的，涉及技术较多的计算机软件系统，在实施时应该从系统功能和数据处理两个方向上考虑来分布实施。每个阶段都应该有一套完整文档定义，每一步骤都应有一个清晰的衔接标准以支持下一步骤的工作并确保项目的进度和质量。
根据任务要求，我们将合理地进行技术人员和仪器设备等资源的配置、组织，确保本工程按时间保質保量地完成。
项目施工严格推行工程项目经理负责制，有合理完善的施工组织与管理办法作保证，确保工程施工组织科学、严密、合理，按照工期要求完成任务。
【关键词】 地质资料；集群化；地质资料集成管理与应用服务系统；找矿模型；数据库设计
“山东省地质资料信息服务集群化产业化”服务是较高层次的服务方式，最终目标是实现全省地质资料数据统一集群化和产业化服务。前期探索研究，虽然在地质资料信息管理方面取得了一定的成果，但还未建立起全省统一的地质资料共享服务体系。目前，地质资料信息服务提供的产品较为单一，地质资料信息资源相对分散，地质资料数据共享度较低，无法满足日益增长的国民经济对国土资源信息共享服务的需求。
针对目前的现状，有必要进一步健全地质资料管理和服务体系。地质资料集群化产业化服务系统通过整合集成基础地理信息数据库、地质图空间数据库、矿产地数据库、物化探数据库、钻孔地质数据库、矿产资源储量空间数据库、元数据库等，以金矿典型矿床为分析挖掘重点，建立地质资料服务产品体系框架，实现地质资料信息服务集群化产业化管理。
1、系统设计
1.1系统总体框架
系统整体体系结构遵循三层架构体系，包括数据层、逻辑层和应用层三个不同的应用层次，逻辑层又包括GIS服务层、系统功能层。各层具体功能描述如下：
数据库层：为系统提供基本的数据服务，包括元数据服务、空间数据服务以及数据接口。
GIS服务层：提供底层GIS管理服务，实现对图形数据的发布、访问。
系统功能层：在开发接口之上封装一套统一开发接口，实现对底层数据的访问，提供细颗粒度的功能实现。
应用层：此层是系统主要应用模块，面向大部分用户，通过桌面来访问系统数据，进行查询、统计、分析等工作。
针对系统的业务应用程序，采用面向服务的体系结构（SOA），为用户提供山东省地质图空间数据、矿产地数据、物化探数据、钻孔地质数据、矿产资源储量空间数据等对外服务的功能。系统以ArcGIS作为GIS开发平台，Oracle为数据库服务器，结合WebServices技术，实现对山东省各类地质资料数据的展示、查询、定位、统计、分析决策、更新等功能，为省国土厅档案馆的管理工作提供软件支撑。
表1 系统总体结构图
1.2系统逻辑结构
从系统数据收集加工及功能需求的角度分析，基础地理、基础地质、物化探、钻孔、出图打印等模块是在山东省地质资料集成管理与应用服务系统的展示端实现，模型分析在特定的客户端实现，权限控制和数据管理模块则在运维支撑子系统中实现，并利用公共的数据接口实现空间数据及属性数据的共享。
2、系统功能实现
2.1运维支撑子系统功能模块
运维支撑子系统主要实现权限的控制和数据的管理，主要有平台监控模块、资源目录运维管理、数据共享交换运维管理、服务运维管理等。
2.2地质资料集成管理与应用服务系统
能够对全省各类地质资料数据，如：地质钻孔数据、数字地质图空间数据、物化探数据、元数据、地质勘查成果资料等进行统一有效的管理，能够实现各种基础地理和地质资料的一张图成果展示、叠加，能够运用地质找矿专家模型进行分析计算，自动圈定金矿靶区，并生成专题图。
2.3综合找矿模型
本次综合找矿模型是在综合分析胶东试点地区金矿成矿规律及区域成矿模式的基础上建立的。
1、本次工作是以胶东试点地区朱桥1：5万地质矿产图为基础开展研究的，按照规范要求，所建立的金矿找矿模型是以矿田为主要研究对象建立起来的。
2、研究区内金矿床具有成群出现的规律，具有明显的区带性，各成矿带之间的地质条件不尽相同，表现在矿床类型、控矿条件、地质背景等各方面均有不同。即便在同一成矿带内，各矿床、矿田形成的地质条件也千差万别。但作为大区域成矿预测研究，不应被这些差异所束缚，要在这些差别中寻找统一，寻找它们之间共同的本质。通过成矿条件和物质来源研究表明，胶东金矿集中区的金矿是相同物源在统一的热源系统、在同一物理化学条件、同一成矿作用下、不同构造空间形成的同一矿床系列。通过研究，认为在胶东金矿的成因类型、形成机制及控矿条件等方面，各成矿带内的矿田均具有广泛的一致性，故可以通过一个“找矿模型”对本区金矿进行预测，优越找矿靶区，研究找矿方向。
3、数据库建设
3.1数据库设计思想
本次设计的主导思想是：利用Oracle提供的全新的空间数据存储能力及ArcSDE对空间数据的管理分析能力，对系统所用到的地理数据、地质矿产、重力、航磁、地球化学、遥感解译数据等进行存储管理，利用C#结合ArcGISServer及ArcGISEngie提供的二次开发组件作為开发平台，坚持实用性、先进性、扩充性的设计原则，建立一个开放的、灵活的系统数据库，保证建成数据库可以支持海量数据的运转，并且方便以后数据的更新以及系统功能的扩充。
3.2数据库设计要求
地质资料集成数据库用一体化的存储和管理山东省地质资料空间数据及属性数据，其数据结构和数据库设计要求如下： （1）图形数据存储在OracleSpatial中，通过ArcSDE来调用和管理。
（2）在满足既定规范的情况下设计结构尽量简洁明了。
（3）统一考虑各项数据的组织关系和存储模式。
（4）实现数据内容和配置数据的分离（配置数据主要指数据管理、显示等的控制性数据）。
（5）数据结构合理，易于数据迁移。
（6）方便数据更新管理。
3.3数据库安全设计
（1）系统安全
数据安全：由系统管理员定期将数据备份到磁盘、光盘等外部存储介质，可采用手工备份或使用自动备份软件两种方式。
软件安全：本系统软件安装在服务器上。系统提供安装程序作为软件系统的恢复工具，由系统管理员负责维护。
（2）数据保密
保密分级：根据对数据控制的程度，我们将数据保密等级分为以下三个级别：
一级：通过应用程序控制数据操a作，在本系统操作环境内，可防止用户对数据的破坏，也可防止数据流失。但在本系统操作范围之外不能防止用户使用文件操作等方式拷贝数据，是最低等级的保密。
二级：通过网络共享权限控制数据操作，可以防止对计算机知识不够熟悉的用户对数据的破坏，但不能根本防止数据流失。
三级：通过数据库权限设置，限制数据操作，可防止计算机知识熟练的用户对数据的破坏，并可防止数据流失，是较高等级的保密。
三个方案都可以把图形数据和属性数据都存储在Oracle中，数据的安全、读写锁定等功能由Oracle系统进行统一的管理，能对所有数据实现三级保密。
3.4数据库拓展性设计
建成的地质资料数据库应该有极大的灵活性，能够让用户以后进行数据库的扩展。主要包括以下几个方面的扩展：数据库类别的扩充、数据结构的扩展。
（1）数据库类别的扩充
数据库类别的扩充允许用户自己扩展系统要管理的图形类型，可以增加新的图层类别，并加入新的图层。丰富系统管理的数据内容，增加系统管理数据的灵活性。
（2）数据库结构的扩充
用户可以自己扩充图层的结构，随着工作的开展，有时需要为图形对象增加新的结构字段，通过此功能可以完成结构的扩展。
4、项目实施总体计划
“山东省地质资料集成管理与应用服务系统”是一套规模较大的，涉及技术较多的计算机软件系统，在实施时应该从系统功能和数据处理两个方向上考虑来分布实施。每个阶段都应该有一套完整文档定义，每一步骤都应有一个清晰的衔接标准以支持下一步骤的工作并确保项目的进度和质量。
根据任务要求，我们将合理地进行技术人员和仪器设备等资源的配置、组织，确保本工程按时间保質保量地完成。
项目施工严格推行工程项目经理负责制，有合理完善的施工组织与管理办法作保证，确保工程施工组织科学、严密、合理，按照工期要求完成任务。