1 背 景
黄金地质勘查与管理是一个获取、研究、开发利用地质勘查及相关信息和提供信息服务的过程。以计算机应用为主要标志的现代信息技术,使我们能够充分开发与找矿有关的地质、地球物理、地球化学、遥感等方面信息,充分借鉴和利用各种理论的、经验的、技术的观点和技术,建立并完善矿产资源勘查综合信息系统,有效地开展矿产勘查工作,把矿产勘查从理论到实践上提高到一个新的阶段。
武警黄金部队分布在全国十几个省、市,承担着黄金地质勘查任务。目前 3S 技术在黄金部队的黄金地质勘查上作中已广泛应用,以“区域地质填图野外数据采集与成图系统( RGMAP ) ”和“固体矿产勘查野外数据采集与资源量估算系统( MEMAP ) ”为代表的地勘前端野外数字采集工具已投入应用;地质勘查项目从立项的申请、施工,到成果资料的提交各工作阶段基本或正在实现数字化。
但目前地勘的信息化是局部的,是在单机上进行,没有统一的工作平台,而且业务管理过程基本上是传统手工上作方式,致使数据分散、标准不一,信息检索、数据共享难度大,用现代技术手段收集来的数据资料难以完全发挥其便于利用的特点。如果不对数据进行统一管理、处理,那么随着时间的推移,数据或信息综合利用会越来越困难。
因此,有必要建立一个能够完成地质勘查项目全过程管理、提供资源共享的数字化平台。通过开发各个层次的应用软件,整合前期的信息化成果,建立黄金地质信息数据库,构成黄金地质勘查信息系统,以实现地勘工作的信息化、网络化、标准化和自动化,为各级管理人员提供管理平台及决策支持,为地质勘查技术人员提供数据资源和 数据处理、分析的平台。
2 系统功能设计
地质勘查业务活动是一个信息的生产、存储和利用的过程,其业务活动可分解为项目管理,施工生产、统计调度、BB贝博艾弗森官方网站管理四个部分。
四项地勘业务活动之间的关系可以用图 1 表示。
数据资源是各项地勘活动的基础,地勘信息库称之为支撑层。
项目管理、施工生产是地质矿产勘查工作的主线,综合统计调度信息对项目和工程进程提供了监控信息。其过程是不断地进行信息的生产和利用,并向信息库中增加新内容的过程,它构成了地勘业务活动的生产层。
矿业权管理与经营位于同心圆的最外层,反映出BB贝博艾弗森官方网站对于地勘业务活动的基本保障条件和最终成果输出的地位,称之为利用层。
2.1 地勘项目管理模块
该模块实现对地质勘查项目立项、审批、设计书审查、施工管理、成果验收、成果管理全流程的网络化管理,并为管理人员提供决策支持。能够以文本、图形、图像、视频等形式向应用者提供信息,实现对项目情况、工作进展、地质资料、行业标准及法规查询等数据的查询和下载。[NextPage]
2.2 施工生产模块
该模块实现野外一线地勘数据的采集、编辑和处理功能,为其它 3个模块提供基础数据。地质勘查有地质、物探、化探、遥感、测量等多种技术,数据量大,数据处理方法众多,因此系统功能由基于 C / S 或单机运行结构模式的辅助工具来完成。
这些工具主要有:设计书/成果报告交互式制作工具、项目汇审工具、项目经费预算编制工具、原始编录数据录入和处理工具、数据交换工具。其中数据交换工具是提供该系统与其它地质勘查应用软件,如“新五件”、 MAPGIS 、 MEMAP 、 RGMAP 、 GeoExpl等进行数据交换的接口,实现各应用软件在数据层面上的整合。
空间数据的编辑主要利用 MAPGIS 的编辑功能,完成地勘图件的编辑整饰;空间数据的处理功能主要实现了数据自动成图的功能,即利用录入施工生产数据库中的数据实现部分地勘图件的数字化自动成图。
2.3 矿业权管理模块
该模块是实现黄金部队法律BB贝博艾弗森官方网站维护、BB贝博艾弗森官方网站资产管理和BB贝博艾弗森官方网站经营管理等功能。系统动态管理部队所拥有的矿业权基本信息以及历年矿业权变化情况,以图形化界面显示部队BB贝博艾弗森官方网站分布和开展工作区域及相关地理、地质信息,已取得BB贝博艾弗森官方网站、正在申请BB贝博艾弗森官方网站、未申请BB贝博艾弗森官方网站地区及其相关信息;监测BB贝博艾弗森官方网站地内提交资源成果、保有资源成果、BB贝博艾弗森官方网站经营情况以及逐年变化情况,实现各总队、支队数据的实时更新。
矿业权管理模块分成四个部分:法律BB贝博艾弗森官方网站维护模块主要提供对BB贝博艾弗森官方网站证维护所需的一系列功能;资产矿业权维护模块提供了进行资产维护时所需功能,BB贝博艾弗森官方网站经营模块提供了对BB贝博艾弗森官方网站交易项目过程和档案的动态管理功能;矿业权信息利用模块主要提供了通用的查询、统计、打印以及数据库自动汇总功能。
2.4 统计调度模块
黄金部队综合统计和施工生产调度的数字化管理,是为满足部队管理工作需求,对地质勘查工作进行综合统计,对施工生产情况进行调度,以报表的形式表示部队地质勘查工作的动态。同时,系统提供与国土资源部、地质调查局等行业管理部门相关统计软件的数据接口。
3 系统结构
黄金地质勘查信息系统是分布式的应用系统,该系统的核心是黄金地质信息数据库。根据业务需求,地勘管理模块、矿业权管理模块、统计调度模块采用 B / S 结构,施工生产模块采用 C / S 结构。系统结构如图 2 。
3.1 数据层
数据层主要是一个分布式数据库。数据库中数据格式有文本、表格、图形(空间数据)、图像等,在数据库数据模型设计中,将数据分成两大数据集:空间数据集与非空间数据集。凡是可以在图形中表示的信息称空间数据集,由每一专题内容具有统一拓朴关系和属性特征相同的空间实体作为一个图层,每个图层包含图元信息和与之对应的属性信息;凡是无法在图形中表示的信息称为非空间数据集,图形的属性库也在其中(图 3 )。[NextPage]
目前 MAPGIS 连接图形数据库和属性数据库的办法是采用连接码,即在图形数据库中图元的属性表内建立一个连接码,同时在属性数据库相应记录设置相同的连接码标识,通过软件将二者完美地结合起来。如“物化探异常”这类数据,图元属性表中属性库中可通过“异常编号”关键字段关联。图形实体的内部属性关联字段值,是通过 MPAGIS平台的 API 函数调用实现的。
各单位(结点)的数据库在物理上同构,通过建立全局关系和网络数据字典,构成一个逻辑数据库。这个逻辑数据库的数据存储在各结点的物理数据库上,其在系统结构上的真正含义是指物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构。数据在物理上分布后,由系统统一管理,使用户不感到数据的分布。它有利于改善性能、可扩充性好、可用性好以及具有自治性等优点。
网络数据字典( NDD )为事务分析、数据定位、分布处理、访问控制提供必需的描述信息。在整个事务处理过程中, NDD 须提供有关网络、系统资源、数据的物理分布等信息描述。系统访问远程数据库的表或视图时,如果要访问的数据来自同一个数据表,根据需要直接访问该表或基于该表的视图;如果所要访问的数据来自不同的数据表,可通过网络数据字典连接操作或相应的视图来实现。
各结点数据库虽在物理上同构,是为了方便应用程序的编写和将来系统的扩展,但指挥部、总队、支队各级单位的数据内容不完全相同。根据地勘数据的来源、用途可分三类。
第一类数据是数据库中的数据可从内容上分为管理信息。地质项目是地质工作管理的基本单位,立项、设计、投资、施工、验收、资料汇交等都按项目进行。
第二类是地勘数据,涵盖部队地质勘查过程中所有的原始数据和阶段性成果资料,从专业内容上包括地质、物探、化探、遥感、测试等。
第三类是公共数据,包括单位、预算标准、成矿区带资料、成果资料等。
对于类型一数据,指挥部、总队、支队各存放一份数据,各级系统按权限通过 SQL 、 server 数据库中对全局视图相连来修改、查询属性数据;每天系统的更新程序要根据 SQL server 复制功能对各级数据进行增量更新,以保证三地的数据一致。
对于类型二数据,在支队的数据库中分别建立数据表,数据存放在数据的产生地,由支队用户进行维护,各级通过视图查询这些数据。
对于第三类数据,全部队统一数据,更新次数少,更新量少,因此,指挥部、总队、支队同步复制,用户在本地访问数据。
3.2 业务逻辑层
基础运行平台通过各种类型的逻辑控制、业务分析处理,结合各种定制「具和解释运行引擎来保证对不同业务组件的支撑。同时,在这个层次上保证数据服务层与用户服务层的衔接和一致性,从整合、协同、管理和服务四个方面实现对应用系统的有效支撑。该层包括定制工具集、定制库和运行引擎集三部分内容。
定制工具集:用来构建信息系统的各类支撑信息,构成定制库。计算辅助工具,是辅助地勘技术人员以及项目管理人员完成项目经费及项目技术经济指标的计算工作。
定制库:定义了在应用服务器中的各种信息,构成上层应用模块的支撑环境。[NextPage]
运行引擎集:根据定制库,解释执行应用模块的各种功能。即各种运行引擎通过读取、解释定制库中的信息,操作数据库中的数据,共同完成各种业务服务的支撑以及客户化界面的构造。由应用集成框架最终完成对业务服务的搭建工作。
在系统搭建的过程中,依据业务规则分别使用各种工具完成各种业务定制。并将定制库集成在支队、总队和指挥部的应用服务器中,形成系统应用定制库。在业务规则变化造成表单、查询功能、统计功能、统计结果视图发生变化时,仅需要利用定制工具做定制库的变更,不需要对系统软件代码进行改动或重构。由此保证了系统具备良好的适应性。
数据交换适配器完成业务数据的远程发送和接收,实现指挥部、总队、支队之间的数据交换。具有一致性检查、断点续传、分时服务、排队机制、系统配置等功能。
3.3 表示层
这一层次主要包含只个部分: WEB 应用服务、 C / S 客户端和各种工具集合。 WEB 应用服务部分构成了面向浏览器/服务器( B / S )模式的应用系统;工具集包含在 C / S 环境下和在单机环境下运行的两个大类的工具。
WEB 应用服务按照管理业务划分。宏观上可以分为地勘项目管理、BB贝博艾弗森官方网站管理、统计调度和信息服务等模块。这一层次,实现了面向具体应用的各项功能。个性化交互界面根据 WEB 应用系统服务中对象的划分,以及基础运行平台中的界面库、权限管理、应用框架集成等个性化界面构造手段,按照不同管理部门、不同人员在系统功能实现中角色的不同,共同构成整个 WEB 系统与用户的操作界面,通过这个界面交互实现完成系统的所有操作。
4 系统运行环境
黄金部队应用的地质勘查应用软件都是在 Windows 系统上运行,因此,为很好地整合现有的信息化成果,黄金地质勘查信息系统是 .net 平台上开发、运行。
4.1 网络环境
武警黄金部队三级网络。
服务器端操作系统: Windows 2000
系统 DBMS : SQI Serve 2000
空间数据管理、发布系统: MAPGIS 7.0 一 IMS
4.2 客户端软件环境
操作系统: Window xp / 2000
GIS 软件: MAPGIS 7.0 / 6.x
办公软件: MS Office 、 WPS
4.3 系统部署
本系统以单位局域网作为一个基本的部署单元,按 B / S 、 C / S 、单机工具集混合模式部署。每一基本单元管理自己的数据资源,实现本单位地勘业务管理的所有操作(图 4 )。支队所属大(中)队以及项目组人员作为各个局域网的远程用户,通过拨号或无线通讯方式实现链接,以 B / S 模式使用本系统,同时使用单机环境中的各种工具来完成野外原始编录和辅助办公。
在每一个单位内部,都具备完整的业务流程,并能根据权限访问远程数据库。在各级业务之间,按定制的分布数据库的 DDBMS ,实现同一业务在不同级别管理部门间的流转,从而完成业务的各种数据的上报、审批、下传过程。
5 结语
黄金地质勘查信息系统的建立和应用,将实现对前期信息化成果在数据层面上的整合,使得各种类型的数据统一存储到一个数据库中,方便数据的管理和使用。同时,系统的建立能显著提高我们地质勘查的理论水平与实践能力,有效改善我们地勘管理的繁琐工作,提高工作效率和信息准确度,并为各级管理部门提供决策依据。这对于实现黄金地质勘查工作全流程的信息化,充分发挥地勘数据的社会经济效益,实现地勘数据的动态查询及研究,具有十分重要的意义。
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