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1鉆孔信息化管理系統(tǒng)的整體架構(gòu)

鉆孔信息化管理系統(tǒng)以空間數(shù)據(jù)庫(kù)和互聯(lián)網(wǎng)地圖為核心技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建，其中空間數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)化屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理，解決數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)、事務(wù)處理、并發(fā)控制、快速檢索等問題。互聯(lián)網(wǎng)地圖負(fù)責(zé)通過與數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，解決鉆孔數(shù)據(jù)的空間可視化、空間分析等方面的問題。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的設(shè)計(jì)上，將鉆孔信息中的各類屬性數(shù)據(jù)及鉆孔坐標(biāo)等空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中；將鉆孔相關(guān)的報(bào)告、圖表、圖像、多媒體數(shù)據(jù)等以文件方式存儲(chǔ)于服務(wù)器中，同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)文件名、文件路徑、對(duì)應(yīng)鉆孔等信息，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的鉆孔信息建立關(guān)聯(lián)。在數(shù)據(jù)應(yīng)用模式上，通過標(biāo)準(zhǔn)化查詢語言對(duì)存儲(chǔ)在服務(wù)器中的鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢等操作，查詢完成后，借助網(wǎng)絡(luò)將鉆孔數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)前端，并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析或格式轉(zhuǎn)換，之后基于互聯(lián)網(wǎng)地圖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示、瀏覽、空間可視化及空間分析等操作；以數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件信息為橋梁，建立用戶與工程附件之間的連接樞紐，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)鉆孔附件的下載等操作。

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的策略

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫(kù)是鉆孔實(shí)現(xiàn)信息化管理的基礎(chǔ)，在進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮數(shù)據(jù)庫(kù)與軟件功能模塊間的銜接及數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境集成等關(guān)鍵問題。通過對(duì)鉆孔相關(guān)資料進(jìn)行分析，針對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)以面向?qū)ο蟮姆绞竭M(jìn)行。首先通過提取鉆孔中相關(guān)的結(jié)構(gòu)化信息，抽象出鉆孔、地層等實(shí)體，建立起數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型。數(shù)據(jù)概念模型以實(shí)體關(guān)系E-R模型圖方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，其中鉆孔實(shí)體包括鉆孔編號(hào)、地下水位、開孔日期、工程相關(guān)信息及坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如圖2所示。在數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)完成鉆孔數(shù)據(jù)邏輯模型的建立。考慮到鉆孔數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)種類多的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。借助于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)完成了數(shù)據(jù)庫(kù)物理模型建設(shè)，其中空間坐標(biāo)信息用空間數(shù)據(jù)庫(kù)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)模型及邏輯結(jié)構(gòu)創(chuàng)建完成之后，開發(fā)了鉆孔數(shù)據(jù)錄入軟件，完成鉆孔及地層信息的錄入。

2.2鉆孔信息系統(tǒng)的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建設(shè)完成之后，結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析與架構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)模式進(jìn)行開發(fā)，其中客戶端的開發(fā)利用HTML等頁(yè)面腳本語言完成，服務(wù)器端的程序開發(fā)利用C#語言完成。信息系統(tǒng)包括鉆孔數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)查詢、空間分析、成果輸出、距離測(cè)量、用戶權(quán)限管理等功能，滿足不同用戶對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用的功能要求。

3鉆孔信息系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1鉆孔數(shù)據(jù)的集成管理

鉆孔數(shù)據(jù)的集成管理主要包括基本數(shù)據(jù)更新、鉆孔附件上傳下載、信息查詢、空間分析等功能。在數(shù)據(jù)更新方面，系統(tǒng)采用手工輸入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等多種方式，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增加、刪除、修改操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)將常用鉆孔處理軟件的各種信息批量導(dǎo)入的功能。在鉆孔附件管理方面，通過數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件名與路徑信息，完成對(duì)鉆孔附屬文件的查詢、顯示、下載、更新等操作，實(shí)現(xiàn)操作界面的統(tǒng)一。鉆孔信息系統(tǒng)的建設(shè)，提供了對(duì)以往鉆孔數(shù)據(jù)各種形式資料的一體化綜合查詢接口。

3.2鉆孔數(shù)據(jù)的空間可視化

系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)地圖進(jìn)行二次開發(fā)，借助互聯(lián)網(wǎng)地圖提供的應(yīng)用程序開發(fā)接口，完成對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)的空間可視化。互聯(lián)網(wǎng)地圖提供了很多基礎(chǔ)功能，如底圖顯示、衛(wèi)星圖顯示、地址查詢與定位。底圖信息豐富，包括水系、道路、居民地等數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性較高。除此之外，借助互聯(lián)網(wǎng)地圖提供的對(duì)點(diǎn)、線、面等類型數(shù)據(jù)的操作接口，可以實(shí)現(xiàn)鉆孔數(shù)據(jù)的可視化，且可以根據(jù)需要進(jìn)行自定義的圖標(biāo)渲染。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)中的鉆孔數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借助互聯(lián)網(wǎng)地圖實(shí)現(xiàn)了鉆孔數(shù)據(jù)的空間顯示，并提供了該鉆孔對(duì)應(yīng)的詳細(xì)信息鏈接。

3.3鉆孔柱狀圖的自動(dòng)生成

通過鉆孔通用數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)及巖性花紋自動(dòng)填充算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)生成可分解為矢量圖元及圖元描繪屬性集合的柱狀圖數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集包含生成鉆孔柱狀圖的全部數(shù)據(jù)，并以完全獨(dú)立于語言和軟件的數(shù)據(jù)交換格式進(jìn)行存儲(chǔ)，以進(jìn)行鉆孔柱狀圖的跨平臺(tái)無損顯示及其他應(yīng)用。同時(shí)借助于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，還可以完成圖形數(shù)據(jù)與地層相關(guān)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，避免了采用傳統(tǒng)方式繪制鉆孔柱狀圖時(shí)，由于地層較薄而巖性描述較多帶來的柱狀圖緩沖線繪制問題，使鉆孔柱狀圖更加清晰美觀。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)中鉆孔信息及地層信息為基礎(chǔ)，借助JavaScript等腳本語言，實(shí)時(shí)在客戶端瀏覽器生成鉆孔柱狀圖，提高鉆孔柱狀圖繪制的效率以及數(shù)據(jù)的直觀性，借助數(shù)據(jù)庫(kù)還實(shí)現(xiàn)了鉆孔地層及各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)和實(shí)時(shí)顯示。

3.4鉆孔數(shù)據(jù)的空間分析

基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)和互聯(lián)網(wǎng)地圖，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了勘察鉆孔的緩沖區(qū)分析、疊加分析、鄰近分析等GIS常規(guī)空間分析功能。用戶通過瀏覽器在客戶端進(jìn)行查詢操作之后，在服務(wù)端的數(shù)據(jù)庫(kù)中完成空間分析的計(jì)算，并將計(jì)算的結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞到前端，基于互聯(lián)網(wǎng)地圖將結(jié)果進(jìn)行可視化，便于用戶直觀地進(jìn)行瀏覽。圖5展示的為在地圖中任意一點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)擊，在指定范圍（1000m）內(nèi)的鉆孔空間查詢結(jié)果及鉆孔對(duì)應(yīng)的信息顯示。

4結(jié)論與展望

文中以鉆孔信息系統(tǒng)建設(shè)為例，介紹了基于互聯(lián)網(wǎng)地圖和空間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)鉆孔的信息化管理方法。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)地圖技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)鉆孔屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)及附件信息等各類數(shù)據(jù)的集成管理，提高了鉆孔資料的利用率、共享性與規(guī)范化程度。鉆孔信息化系統(tǒng)建設(shè)完成之后，除發(fā)揮對(duì)已有成果資料的管理功能，還為海量鉆孔數(shù)據(jù)的智能化應(yīng)用提供了平臺(tái)。數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)有賴于海量數(shù)據(jù)的集成管理，進(jìn)而為用戶輔助決策、專家系統(tǒng)等自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)提供基礎(chǔ)。今后通過對(duì)三維鉆孔信息管理方面的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)地圖的鉆孔信息系統(tǒng)的推廣，有助于工程建設(shè)行業(yè)由粗放型管理方式，向依賴于信息科學(xué)的智能型管理方式轉(zhuǎn)換，這對(duì)于提高工作效率，促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步具有積極的意義。

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作者:王建明 張繼文 黃琛 單位:機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 自然資源部測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化研究所